Аппарат для совместной подготовки нефти и воды Советский патент 1990 года по МПК B01D17/32 

Изобретение относится к устройствам для разделения смеси двух жидкостей с разным удельным весом и мо-. жет использоваться в процессах предварительного обезвоживания нефти с получением сточной воды высокого качества на месторождениях-спутниках в нефтедобывающей промышленности.

Цель изобретения - повышение надежности работы аппарата и качества подготовки воды и нефти.

На фиг.1 представлен аппарат, общий вид, разрез; на фиг.2 и 3 рабочие положения устройства (аппарата) .

Аппарат представляет собой горизонтальную емкость со штуцерами ввода нефтяной эмульсии 2, вывода нефти 3 и сточной воды 4, Штуцеры вывода нефти 3 и воды 4 расположены на одной вертикальной оси и соединены между собой вертикальной трубой 5 со щелевыми отверстиями 6 по ее боковой поверхности (образующей). Цилиндрический поплавковый клапан 7, имеющий промежуточное значение плотности мезвду значениями плотности разделяемых жидкостей (нефти к воды), размещен внутри соединяющей штуцеры вывода трубы 5, причем боковая поверх

О) О У

ность поплавкового юшпана 7 снабжена шипами 8. При этом на верхнем и нем краях боковой поверхности поплав кового клапана 7 установлены ориентированные лопатки 9.

Аппарат работает следующим зом.

. Высокообводненная нефтяная эмульсия через штуцер 2 поступает в емкость 1, где происходит гравитационное разделение на нефть и воду. В условиях установившегося режима работы аппарата поплавковый клапан 7 занимает среднее положение в трубе 5 (фиг.1). Вывод отделившихся фаз из аппарата происходит через щелевое отверстие 6 в трубу 5 и дальше нефть.- через штуцер 3, вода - через штуцер 4. При изменении режима работы аппарата уровень раздела фаз изменяется, ас ним изменяется положение поплавкового клапана. Например, если увеличивается содержание воды в эмульсии, уровень раздела фаз повьш1ается (фиг.2). Одновременно поднимается поплавковый клапан 7. Размер проходного сечения щели 6, через которую отводится вода, увеличивается, а щель, через которую отводится нефть, уменьшается. Соответственно увеличивается расход воды из аппарата, а расход нефти уменьшается. В результате уровень раздела фаз понижается и приходит к среднему положению (фиг.1). При увеличении содержания нефти в эмульсии уровень раздела фаз понижается (фиг.З) и одновременно понижается уровень поплавкового клапана. При этом увеличивается проходное сечение щели для нефти и уменьшается для воды, т.е. увеличивается расход (вывод) из аппарата нефти и уменьшается расход воды. Уровень раздела фаз повышается, поплавковый клапан приходит к среднему положению. В критических ситуациях поплавковый клапан полностью перекрывает выход жид- кости через один из штуцеров, максимально увеличивая выход (расход) жидкости из дрзггого. При разделе водонефтяной эмульсии на границе раздела фаз скапливается промежуточный слой, представляющий собой вязкую структурированную систему с плотностью, имеющей промежуточное значение между значениями плотностей разеляемых жидкостей. Такую же плотность имеет поплавковый клапан. Поэта0

0

5

0

5

0

5

0

5

му промежуточный слой при изменении уровня раздела фаз перемещается одновременно с поплавковым клапаном. Б этих условиях шины 8 на боковой поверхности клапана 7 обеспечивают точечное касание с внутренней стенкой вертикальной трубы 5 и предотвращают зависание клапана. Кроме того, они способствуют удалению ила со стенки. Лопатки, установленные на крайних рядах шипов, под действием струй жидкостей (нефти и воды), придают поплавку вращательное движение, что повышает его устойчивость к зависанию. В зависимости от требований, предъявляемых к качеству отделившихся фаз, возможны разные варианты вьшолнения аппарата. Если жесткие требования предъявлены к обеим отделившимся фазам, то аппарат снабжают любым из известных устройств для разрушения промежуточного слоя и обеспечивают таким путем постоянную его толщину (обычно 20-25 см). Поплавковый клапан в этом случае вьшолняют с высотой, превьшнающей эту заданную величину (например 25- 30 см). Этим создают из клапана порог для промежуточного слоя и предотвращается его унос как с нефтью, так и с водой. Если жесткие требования предъявляются к одной из фаз, как правило, воде, то достаточно выполнить поплавок с плотностью, отличной от плотности промежуточного слоя, например, несколько ее превышающей, чтобы создать порог, предотвращающий унос промежуточного слоя с этой фазой. В этом случае промежуточный слой будет уходить с фазой, к которой жесткие требования не предъявляются, а толищна его будет опреде-. ляться высотой поплавка.

Предлагаемая конструкция аппарата обеспечивает достижение следующих технико-экономических преимуществ.

Повышается надежность работы аппарата за счет доведения до минимума вероятности зависания поплавкового клапана в промежуточном слое.

Повышается качество подготовки воды и нефти: за счет уменьшения амплитуды колебания уровня раздела фаз; за счет сокращения времени пребывания межфазного слоя вблизи .черх него или нижнего штуцеров вывода готового продукта; за счет снижения

1

инерционности накопления одной из фаз.

Кроме того, предлагаемая конструкция аппарата работает при отсутствии узла регулирования уровня разде- ла двух несмешивающихся жидкостей, состоящего из передающего устройст - ва и исполнительного запорного не ханизма, устанавливаемого обычно на трубопроводе, В результате упрощения конструкции аппарата увеличивается его чувствительность к изменению уровня, что позволяет более устойчиво удерживать границу раздела фаз в заранее запроектированных оптимальных предапах. Следствием такой работы аппарата является то, что изменение дренажа из аппарата нефти и воды происходит одновременно и плавно, что благоприятно сказывается на рабо те всей технологической схемы установки обезвоживания нефти. За исключением дискретного вывода разделяемы фаз, устранения возможности возникно вения при этом гидравлических ударов в насосном оборудовании, откачивающем получаемую продукцию - нефть и воду, повышается -срок эксплуатации насосов по откачке как нефти, так и воды.

К тому же предлагаемая конструкция аппарата обладает высокой технологичностью если в изготовленных

0

1

5

446

(имемщ5€кся в наличии) емкостях штуцеры вывода смонтированы несоосно, то эта кажущаяся сложность легко конструктивно устраняется, например, с помощью изогнутых отводов труб.

Формула изобретения

1. Аппарат для совместной подготовки нефти н воды, включающий емкость со штуцерами ввода эмульсии и вывода нефти и воды и поплавковый клапан с плотностью, промежуточной между плотностями нефти и воды, 5 отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и качества подготовки нефти и воды, аппарат снабжен вертикальной трубой с отверстиям по боковой поверхности, соединяющей штуцеры вывода, поплавковый клапан размещен внутри трубы и выполнен, например в виде цилиндра, а отверстия в вертикальной трубе выполнены в виде например, одной или нескольких щелей.

2.Аппарат поп.1, отличающийся тем, что боковая поверхность поплавкового клапана снабжена шипами.

3.Аппарат по п.2, отличающийся тем, что он снабжен лопатками, установленными у верхней и нижней кромок боковой поверхности клапана.

0

0

Изобретение относится к устройствам для разделения смеси двух жидкостей и может использоваться в процессах предварительного обезвоживания нефти. Целью изобретения является повышение надежности работы аппарата и качества подготовки воды и нефти. Аппарат содержит емкость со штуцерами ввода эмульсии и вывода нефти и воды и поплавковый клапан с плотностью, промежуточной между плотностями нефти и воды. Аппарат снабжен вертикальной трубой с отверстиями по боковой поверхности в виде щели. Труба соединяет штуцеры вывода. Клапан размещен внутри трубы и выполнен в виде цилиндра. Боковая поверхность клапана снабжена шипами. Сверху и снизу клапан имеет лопатки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

; /

иг.1

Фиг. 2

Фиг.З