Способ транспорта продукции нефтяных скважин в системе сбора и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к технологии транспорта и предварительного разделения продукции нефтяных скважин в системе сбора.

Цель изобретения - снижение энергозатрат на транспорт за счет прохода газа с перекачиваемой нефтью и металлоемкости системы сбора, а также отбор газа и воды с минимальным содержанием нефти

Расслоенный в подводящем трубопроводе поток в непосредственной близости от добывающих и нагнетательных скважин направляют в трубную вставку, осуществляют перепуск части газа, минуя трубную вставку, из подводщего трубопровода в отводящий нефтепровод для дальнейшего транспорта совместно с перекачиваемой нефтью и отбирают воду из ее нижней части, направляя в ближайшие нагнетательные скважины

Создаются условия для гравитационного разделения воды и нефти в трубной вставке за счет раздельного движения нефти и воды при скорости движения последней не болееО,2 м/с. Это предельное значение скорости воды, обеспечивающее условия ее отбора из трубопровода со степенью очистки, позволяющей закачивать ее в пласт без дополнительного отстоя или с использованием простейших очистных сооружений в виде напорного отстойника.

Результаты исследований зависимости степени очистки воды в трубопроводе от скорости ее движения (при отборе проб из нижней части трубы) следующие

На эффективность очистки воды от нефти в нижней секции трубной вставки оказыOs

О hO

о о о

вают влияние ее входные и выходные (соответственно нисходящий и восходящий) участки, соединяющие нижний трубопровод с верхним. С одной стороны, угол наклона этих участков для обеспечения плавности движения воды с минимальными гидравлическими потерями на трение и перемешивание должен быть менее 45°, с другой стороны для обеспечения максимальной длины и времени пребывания воды в нем этот угол должен быть более 45°. Поэтому угол наклона принимают равным 45°, Аналогично, исходя из инженерных соображений, принимают высоту трапеции, Расстояние h по вертикали между осями верхнего и нижнего трубопроводов должно быть более полусуммы их диаметров и ограничено оптимальным заглублением трубной вставки при ее сооружении, хотя увеличение h положительно скажется на надежности процесса разделения жидкостей разной плотности.

Учитывая прогрессирующее обводнение и уменьшение обьема нефти при расчете принимают максимальные значения расхода по нефти (в начальном периоде работы) и по воде (в последующие периоды);

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Система сбора включает нефтяную скважину 1, подводящий трубопровод 2, газопровод 3 для перепуска газа в отводящий нефтепровод, трубную трапецеидальную вставку, состоящую из верхнего трубопровода 4 и нижнего трубопровода 5, трубопровод 6 для отвода воды, отстойник 7 для очистки воды, насос 8 для закачки воды в нагнетальные скважины, датчик 9 уровня (газ - нефть) с регулирующим клапаном 10, предотвращающим попадание нефти в газовый коллектор, датчики 11 и 12 межфазных уровней (нефть - вода), анализатор 13 качества воды, регулятор 14 расхода для регулирования отвода воды, дренажное устройство 15, блок 16 автоматического управления для периодического удаления слоя нефти из отстойника и участок отводящего нефтепровода 17 для транспорта обезвоженной нефти.

Конструкция трубной вставки должна отвечать следующим требованиям: верхний трубопровод - основание трапеции - должен быть расположен соосно в одной с подводящим и отводящим трубопроводами горизонтальной плоскости,

Горизонтальность и соосность трубопроводов позволяет исключить пульсации и возмущения потока, имеющие место в трубопроводах перед подъемными участками труб депульсаторов и сепарационных установок. Отсутствие пульсаций обеспечивает спокойные условия отвода газа из потока, регулирования его с помощью датчика уровня газ - нефть и регулирующего клапана.

Способ осуществляют следующим образом.

Поток продукции скважин 1 после физико-химического воздействия путем ввода реагента из участка системы сбора направ0 ляют в подводящий (успокоительный) трубопровод 2 для создания расслоенной структуры движения фаз и далее вводят послойно в трубную трапецеидальную вставку. Часть газа из конечного участка

5 подводящего трубопровода по газопроводу 3 перепускают, минуя трубную вставку, в отводящий нефтепровод 17 или направляют потребителю. Нефтяной поток движется по верхнему трубопроводу 4, а отделившаяся

0 вода из нижнего трубопровода 5 трубной вставки поступает в отстойник 7 для окончательной очистки и с помощью насоса 8 подается в систему закачки. Наличие датчика 9 позволяет предотвратить попадание жид5 кости в газовый коллектор, на котором установлен регулирующий клапан 10.

Степень отбора и качества очистки воды регулируют положением межфазного уровня нефть - вода с,помощью датчиков 11 и 12

0 и регулятора 14, управляемого блоком 16 автоматического управления. Положение границы нефть - вода поддерживают на уровне нижней образующей верхнего трубопровода. Работу откачивающего водяно5 го насоса настраивают регулятором 14 расхода на объем поступающей свободной воды. Для повышения надежности работы системы, исключения возожного попадания нефти в систему закачки воды, желательна

0 настройка водяного насоса на расход порядка 90% потенциального количества свободной балластной воды, т.е. примерно 10% свободной воды направляют с нефтью на дожимные насосные станции или в пункты

5 подготовки нефти. При появлении и накоплении слоя нефти в напорном отстойнике 7 происходит автоматическое удаление ее в дренажную емкость, а при ухудшении качества воды (загрязнении нефтепродуктами и

0 мехпримесями) - ограничение откачки или остановка водных насосов (по сигналу от анализатора 13 качества).

Использование изобретения позволяет повысить технологическую мобильность,

5 эффективность и надежность системы сбора продукции скважин за счет осуществления ее предварительного обезвоживания в начальных участках трубопроводов. Снижается металлоемкость нефтегазопроводов, исключается необходимость использования

обратного водовода, уменьшаются энергозатраты на. встречные перекачки балластной воды. Многократное снижение объема жидкости снижает металлоемкость оборудования сепарационных узлов дожимных насосных станций. Автомодельность системы транспорта и разделения повышает надежность регулирования, создает перспективы для работы технологии в автоматическом режиме (безлюдной технологии).

Формула изобретения

1. Способ транспорта продукции нефтяных скважин в системе сбора, включающий расслоение продукции в подводящем трубопроводе на нефть, газ,и воду с последующим ее сбросом и закачкой в нагнетательные скважины, отвод газа к потребителю, а нефти - в отводящий нефтепровод, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат на транспорт за счет дальнейшего прохода газа с перекачиваемой нефтью и металлоемкости системы сбора, сброс воды производят со скоростью 0,2 м/с в параллельный трубопровод и осуществляют перепуск части газа из подво- дящего трубопровода в отводящий нефтепровод за параллельным трубопроводом.

2. Устройство для транспорта продукции нефтяных скважин в системе сбора.

включающее подводящий трубопровод, се- парационную емкость, трубопровод отвода газа к потребителю и отводящий нефтепровод, отличающееся тем, что, с целью отбора газа и воды с минимальным содержанием нефти, оно снабжено трубной вставкой, выполненной в виде трапеции, расположенной в вертикальной плоскости, причем расстояние h между осевыми линиями оснований трапеции составляет не менее диаметра dH нижнего ее основания h JH, а осевая линия верхнего основания трапеции расположена соосно с подводящим трубопроводом.

Изобретение может быть использовано в нефтяной промышленности. Цель изобретения - снижение энергозатрат на транспорт за счет дальнейшего прохода газа с перекачиваемой нефтью и металлоемкости системы сбора, а также отбор газа и воды с минимальным содержанием нефти. Для этого поток водонефтяной смеси направляют в трубную вставку, осуществляют перепуск части газа, минуя трубную вставку из подводящего трубопровода в отводящий нефтепровод для дальнейшего транспорта с перекачиваемой нефтью и отбирают воду из нижней ее части. Вода движется со скоростью 0,2 м/с. Устройство для реализации способа включает трубную вставку, выполненную в виде трапеции, расположенной в вертикальной плоскости, причем расстояние H между осевыми линиями оснований трапеции составляет не менее диаметра D_н нижнего ее основания H≥D_н, а осевая линия верхнего основания трапеции расположена соосно с подводящим трубопроводом. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.