Аппарат совместной подготовки нефти и воды Советский патент 1991 года по МПК B01D17/32 

Изобретение относится к устройствам для разделения смеси двух несмешивающихся жидкостей с разными удельными весами и может использоваться в процессах предварительного обезвоживания нефти на месторождениях - спутниках в нефтедобывающей промышленности.

Целью изобретения является повышение надежности в работе аппарата и качества подготовки воды и нефти.

На фиг. 1 представлен аппарат, аксонометрия; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - рабочие положения апарата; на фиг. 5 - конструкция клапана; на фиг. 6 - вариант выполнения клапана.

Аппарат представляет собой горизонтальную емкость 1 (аппарат может быть выполнен также на базе вертикальной или сферической емкостей) с патрубками ввода нефтяной эмульсии 2, вывода нефти 3 и сточной воды 4. Патрубки вывода нефти 3 и воды 4 введены внутрь аппарата. Свободные концы этих патрубков внутри емкости 1 выполнены в виде загнутых в противоположные стороны труб и снабжены клапаном 5 вывода сточной воды и клапаном 6 вывода нефти, установленными шарнирно на торцах соответствующих труб посредством осей 7 и 8, жестко скрепленных с клапанами 5, 6 и выведенных наружу из аппарата через сальниковые устройства 9. На наружных концах осей 7 и 8 установлены указатели 10 положения поплавков внутри аппарата. К клапанам 5 вывода сточной воды и вывода нефти 6 жестко подсоединены рычаги 11 и 12, на свободных концах которых-прикреп- лены межфазные поплавки 13 и 14. Дополнительный поплавок 13 имеет промежуточное значение плотности между значениями плотности нижней части переходного слоя 15 и воды, а основной поплавок 14 имеет промежуточное значение плотности между значениями плотности нефти и верхней части переходного слоя 15. Торцовые поверхности патрубков вывода нефти 3 и сточной воды 4 внутри аппарата выполнены фигурным профилем 16, например, в виде пилы,

Аппарат работает следующим образом. Высокообводненная нефтяная эмульсия через патрубок 2 поступает в емкость 1, где происходит гравитационное разделение на нефть и воду, а на границе раздела формируется переходный слой 15. В условиях установившегося режима работы аппарата поплавки 13 и 14 занимают среднее положение в емкости 1 (фиг. 2). Вывод отделившихся фаз из аппарата происходит через загнутые в противоположные стороны трубы и дальше нефть - через патрубок 3.

вода - через патрубок 4. При изменении режима работы аппарата уровень раздела фаз изменяется и синхронно с ним изменяется положение поплавков 13, 14. При увеличении содержания воды в эмульсии уровень раздела фаз повышается (фиг. 3). Одновременно поднимаются оба поплавка 13 и 14. Причем поплавок 14 посредством рычага 12 плавно приближает клапан 6 к

0 фигурной торцовой поверхности патрубка 3, что уменьшает проходное сечение патрубка вывода нефти, а поплавок 13 посредством рычага 11 отводит клапан 5 от фигурной торцовой поверхности патрубка вывода

5 сточной воды 4, что плавно увеличивает проходное сечение патрубков вывода воды, Тем самым увеличивается расход воды из аппарата, а расход нефти - уменьшается. В результате уровень раздела фаз понижается и

0 приходит к среднему положению (фиг. 2). При увеличении содержания нефти в эмульсии раздела фаз понижается (фиг. 4) и одновременно опускаются оба поплавка.

В этом случае за счет работы поплавок 5 рычаг - клапан увеличивается проходное сечение патрубка для вывода нефти и уменьшается - для вывода воды, т.е. увеличивается расход (вывод) из аппарата нефти и уменьшается - воды. Уровень раздела фаз повышает0 ся, поплавки приходят к среднему положению. Фигурный профиль 16 торцовых поверхностей патрубков вывода воды и нефти в критических ситуациях (касание клапана и патрубка), обеспечивая постоян5 ный вывод определенного количества той или иной жидкости, предотвращает прилипание клапанов к торцовым поверхностям соответствующих патрубков и способствует снижению сопротивления поплавку в мо0 мент отхода клапанов от торца верхней или нижней загнутых труб. При разделении во- донефтяной эмульсии на границе раздела фаз скапливается переходной слой 15, представляющий собой вязкую структурирован5 ную систему с плотностью, имеющей промежуточное значение между значениями плотностей разделяемых жидкостей. Поплавок 13 имеет промежуточное значение плотности между значениями плотности

0 нижней части переходного слоя и воды, а поплавок 14 имеет промежуточное значение плотности между значениями плотности нефти и верхней части переходного слоя. Таким образом, оба поплавка располо5 жены; один - на верхней, другой - на нижней поверхностях межфазной линии нефть- вода и не попадают внутрь скопившегося переходного слоя. Последний при изменении уровня раздела фаз перемещается одновременно с поплавками, находящимися на таком расстоянии друг от друга, какова толщина переходного слоя. При длительной работе аппарата количество переходного слоя может увеличиваться (увеличивается и его толщина). Тогда поплавки раздвигаются относи- тельно друг друга, а оба клапана прикрываются. Перемещение поплавков 13, 14 через рычаги 11,12 передается на оси 7 и 8, на которых закреплены указатели 10, например стрелки, показывающие уровень переходного слоя по шкале. В этих условиях специально созданная разность плотностей верхнего и нижнего поплавков позволяет с помощью указателя 10 прослеживать изменение толщины слоя в работающем аппара- те. и при достижении заранее заданной критической (25-30 см) толщины, превышение которой приводит к нарушению режима деэмульсации, - предусмотреть своевременный вывод переходного слоя из аппара- та простым опорожнением работающей емкости или автоматизированным включением заранее установленного в аппарате любого из известных устройств для разрушения или удаления переходного слоя.

Предлагаемая конструкция аппарата обеспечивает достижение следующих технико-экономических преимуществ.

Повышается надежность работы аппарата за счет доведения до минимума веро- ятности захвата поплавков переходным слоем.

Повышается качество подготовки воды и нефти за счет получения информации о росте переходного слоя, что способствует своевременному принятию мер по его выводу из аппарата; - за счет уменьшения амплитуды колебания уровня раздела фаз и сокращения времени пребывания межфазного слоя вблизи верхнего или нижнего шту- церов вывода готового продукта, а также за

счет снижения инерционности накопления одной из фаз.

Кроме того, предлагаемая конструкция аппарата, обеспечивая постоянное поддержание межфазного уровня на одной, заранее заданной высоте по сечению аппарата, позволдяет стационарно установить любое из известных устройств по выводу и обработке переходного слоя в местах непосредственного его скопления внутри емкости, что обеспечивает поддержание его толщины в доспустимых пределах, активную обработку и вывод из аппарата. В результате увеличивается наработка аппарата на отказ: обеспечивается чувствительность к защите его от возможного отклонения межфазного уровня.

Формула изобретения

1. Аппарат совместной подготовки нефти и воды, включающий емкость с переходным слоем с патрубками ввода эмульсии и вывода воды и нефти, основной поплавок с рычагом и клапаны, перекрывающие патрубки вывода воды и нефти, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе аппарата и качества подготовки воды и нефти, аппарат снабжен дополнительным поплавком с рычагом, при этом основной поплавок выполнен с плотностью, промежуточной между плотностью нефти и переходного слоя, и соединен с клапаном, перекрывающим патрубок вывода нефти, а дополнительный поплавок выполнен с плотностью, промежуточной между плотностью переходного слоя и воды, и соединен с клапаном, перекрывающим патрубок вывода воды.

2. Аппарат по п. 1,отличающийся тем, что торцы патрубков вывода воды и нефти выполнены фигурным профилем, например, в виде пилы.

Изобретение относится к устройствам для разделения смеси двух несмешивающихся жидкостей и может использоваться в нефтедобывающей промышленности. Целью изобретения является повышение надежности аппарата и качества подготовки воды и нефти. Аппарат представляет собой горизонтальную емкость 1 с патрубками 2ввода нефтяной эмульсии, вывода нефти 3и сточной воды 4. Свободные концы патрубков вывода разделившихся фаз введены внутрь емкости 1, выполнены там в виде загнутых в противоположные стороны труб и снабжены клапанами вывода сточной воды 5 и вывода нефти 6. Клапаны установлены шарнирно на торцах соответствующих труб посредством осей 7 и 8 и жестко скреплены с последними. Нескрепленными концами оси через сальниковые устройства 9 выведены наружу из аппарата, где на осях установлены указатели 10 положения поплавков в процессе работы аппарата. К клапанам 5 и 6 жестко подсоединены рычаги 11 и 12, на свободных концах которых прикреплены межфазные поплавки 13 и 14. Поплавок 13 имеет промежуточное значение плотности между значениями плотности нижней части переходного слоя 15 и воды, а поплавок 14-между значениями плотности нефти и верхней части переходного слоя 15. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. сл с Os со VJ со го о 10

12

11

12

Фиг.З

Фиг.

х

Возможные движения клапана

Фиг.5

Фиг. 6

Шарнир J