Установка для сбора и подготовки нефти Советский патент 1992 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к устройствам для разделения нефти, воды и газа и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, в системах сбора и подготовки нефти на промыслах.

Цель изобретения - повышение надежности установки.. .

На фиг. 1 приведена установка, разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Установка состоит из резервуара 1 (на фиг. он показан в меньшем масштабе, чем остальные части) гидроциклонного сепаратора, выполненного в виде вертикально расположенной обечайки 2 и перевернутого цилиндрического стакана 3. Установка содержит также газоотводную трубу 4, пррхо- дящую по центру гидроциклонного

сепаратора. В верхней части обечайки 2 радиально от газоотводной трубы 4 отходят стержни 5, с помощью которых гидроциклонный сепаратор крепится к газоотводной трубе 4 и на которых вертикально вниз укреплены упругие б, способные колебаться под действием потока скважин- ного флюида. В газоотводной трубе 4 выполнены отверстия 7 и 8, а на ее верхней части смонтировано переменное гидравлическое сопротивление, включающее корпус газового клапана 9.

В корпусе газового клапана 9 имеется глухая перегородка с седлом 10 отверстия клапана. Внизу корпуса клапана 9 укреплена направляющая втулка 11 для стержня 12, к которому в средней части прикреплена

X

N

D

ОС

тарелка 13 с шайбой из бензостойкой резины, а в верхней части - штифт, пронизывающий его в перпендикулярном к плоскости чертежа направлении и взаимодействующий с проушинами двух рычагов на шарнирах с противовесами 14, которые могут при регулировке перемещаться по рычагам и закрепляться на них винтом. К нижней части стержня 12 крепится гибкая тяга 15с поплавком 16. Вверху корпуса 9 имеется полость, соединенная с патрубком 17 и отделенная от нижней части огнепрегра- дителем 18. Вход газожидкостной смеси (скважинного флюида) в установку осуществляется через патрубок 19, который входит в гидроциклонный сепаратор 2 тангенциально. Входной конец патрубка 19 расположён выше его выходного конца. Выход подготовленной нефти происходит через переточную трубу 20.

Установка работает следующим образом.

Нефтеводогазовая смесь (флюид скважины) поступает по патрубку 19 в обечайку 2. Тангенциальное расположение патрубка 19 обеспечивает вращательное движение жидкости относительно вертикальной оси, а наклон патрубка способствует поступательному движению вниз за счет кинетической энергии потока. В образующемся нисходящем вихре происходит разделение нефти, газа и воды в силу следующих факторов: действия гидравлических пульсаций в зоне обтекания жидкостью вибрирующих под действием потока пластин 6; механического контактного воздействия пластин 6 на кор- пускулярно-нефтяные конгломераты (нефть с окклюдированным газом и глобулами воды); действия центробежных инерционных и гравитационных сил на каждую глобулу нефти, воды и пузырек газа.

Под действием центробежной силы нефть отбрасывается к стенке обечайки 2, а пузырьки газа, на которые центробежная сила практически не действует, занимают центральную часть. Происходит первич- .ное разделение газа и нефти на основе принципа вихревого сепарирования. Под действием поступательного движения направленного вниз (входной конец тангенциального патрубка расположен выше выходного) потока пузырьки газа и нефти испытывают инерционную силу, направленную против действия архимедовых сил выталкивания., При этом пузырьки газа, имеющие плотность в 1000 раз меньшую, чем плотность нефти, практически не изменяют своего направленного вверх движе- н-ия, Происходит как бы вторичная инерционная сепарация. Часть нефтяных

капель, обладающих большой поступательной кинетической энергией, достигает нижнего края обечайки 2, выходит за стенку и всплывает с одновременным движением к

стенкам резервуара (инерция центробежных сил). Другая часть нефтяных капель выбрасывается центробежной силой с внутренней стенки обечайки 2.

При движении нефтяных капель и газовых пузырей вверх под действием выталкивающих сил происходит дальнейшее их разделение (гравитационная сепарация) в слое воды, расположенном между обечайкой 2 и нижним срезом стакана 3. При этом

практически весь газ собирается под донышком стакана 3 (его диаметр больше диаметра обечайки 2). Собирающийся газ проходит через гидрозатвор (слой нефти толщиной Л Н в стакане 3), затем через отверстия 7 и транспортируется по газоотводной трубе 4 через клапанное отверстие в седле Ю.огнепреградитель 18 и патрубок 17 к потребителю.

Для стабилизации давления газа и поддержания в результате этого определенного уровня жидкости в стакане 3 (величины гидрозатвора) служит система прямого регулирования, состоящая из поплавка 16, взаимодействующего через кинематическую цепочку трос 15-стержень 12-рычаги с противовесами 14.

Система прямого регулирования работает следующим образом.

При увеличении количества поступающей с нефтью воды уменьшается содержание газа в водогазонефтяной смеси (флюиде), растет толщина слоя воды Нв и уменьшается толщина слоя нефти Нн. Выделившаяся вода непрерывно отводится из

аппарата через специальный патрубок (не показан) таким образом, что при постоянном содержании воды в флюиде величина Нв не изменяется. Уменьшение содержания газа приводит к падению давления в

газоотводной трубе 4, к росту уровня воды в ней, а также к увеличению толщины гидрозатвора Д Н. Повышение уровня воды в газоотводной трубе 4 приводит к перемещению вверх поплавка 16. При этом тарелка 13

за счет противовесов 14 начинает подниматься до тех пор, пока это позволяют трос 15 и вес поплавка 16, что приводит к уменьшению зазора между тарелкой 13 и седлом 10 отверстия клапана 9 и, как следствие, к

увеличению давления газа в газоотводной трубе 4.

Аналогичным образом регулируется давление газа при уменьшении количества воды в нефти и увеличении содержания газа

во флюиде. В этом случае поплавок 16 перемещается вниз, что приводит к увеличению зазора между тарелкой 13 и седлом 10 отверстия клапана 9 и уменьшению давления газа в газоотводной трубе 4.

Таким образом, давление газа в газоотводной трубе 4 поддерживается на определенном оптимальном уровне, несмотря на изменение количества газа и воды во флюиде.

Экономическая эффективность изобретения определяется повышением качества нефти, сокращением ее потерь испарения, а также созданием давления попутного газа на выходе, достаточного для его промышленного использования.

Формула изобретения

1. Установка для сбора и подготовки нефти, включающая резервуар, в нижней части которого установлен гидроциклонный сепаратор с наклонным тангенциальным

входным патрубком и центральной газоот- водной трубой, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, гидроциклонный сепаратор выполнен в виде

обечайки, над которой установлен перевернутый цилиндрический стакан, газоотводная труба снабжена переменным гидравлическим сопротивлением, взаимодействующим с расположенным в трубе по- .

0 плавком, и выполнена с отверстиями, по крайней мере одно из которых расположено внутри стакана, а другое - около дна резервуара. 2; Установка по п. 1, отличаю щ а я5 с я тем, что входной конец тангенциального патрубка расположен выше выходного.

3. Установка по п. 1, от л и ч а ю щ а я- с я тем, что она снабжена установленными в верхней части обечайки радиальными

0 стержнями, на которых консольно укреплены вертикально вниз упругие пластины.

Изобретение относится к устройствам для разделения нефти, воды и газа и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности в системах сбора и подготовки нефти на промыслах. Целью изобретения является повышение надежности установки. В установке используется гидроциклонный сепаратор, выполненный в виде вертикально расположенной обечайки с тангенциальным входным патрубком, имеющим наклон вниз к обечайке. Над обечайкой расположен перевернутый цилиндрический стакан, В обечайке имеются радиально отходящие от центра стержни с укрепленными на них гибкими пластинами, способ- ными вибрировать под действием потоке. Внутри цилиндрического стакана и обечайки, соосно с ними, проходит газоотводная труба с отверстиями, расположенными у днарезервуара и внутри стакана, а в верхней части трубы установлен тарельчатый клапан, тарелка которого связана через тягу с поплавком, расположенным в газоотводной трубе в слое воды, и с рычагами, вторые концы которых нагружены противовесами для обеспечения подъемной силы. 2 з.п. ф-лы, 2-ил. %

Газ