Отстойник для подготовки нефти Советский патент 1992 года по МПК B01D17/04 

Изобретение относится к подготовке нефти на промыслах, в частности к устройства для обезвоживания и обессоливания нефти,

Процессы обезвоживания и обессоливания нефти на установках значительно осложнились. Это в большей степени зависит от применения различных химических реагентов для повышения нефтеотдачи пластов, борьбы с соле- и парафиноотложениями в скважинах и трубопроводах и капитального ремонта скважин. При осуществлении этих мероприятий вымываются грязевые отложения, накопившиеся в системе добычи и сбора продукции скважин, образуются высоковязкие массы на всем пути движения продукции скважин от пласта до объектов подготовки нефти. Проблема подготовки нефти еще более усугубилась в связи с ростом количественного содержания сульфида железа в продукции скважин.

Сульфид железа вместе с другими природными эмульгаторами, грязевыми отло- жениямм и высоковязкими образованиями по трубопроводам вместе с нефтяной эмульсией поступают в отстойные аппараты и наXICJ

сь

СП

N о

eaii-w

капливаются а них, занимая промежуточное положение между водной и нефтяной фазами за счет разностей их плоскостей, Эти посторонние включения в зоне раздела фаз образуют плотный промежуточный эмульсионный слой, препятствующий процессу отделения воды от нефти и оседанию на дно аппарата. Кроме того, эти включения адсорбируются на поверхности капель пластовой воды, упрочняют межфазную пленку и стабилизируют нефтяную эмульсию. По этой причине установки подготовки нефти выходят из нормального технологического режима работы, что приводит к сдаче товарной нефти низкого качества. Существующие отстойные аппараты не обеспечивают эффективную подготовку нефтей высокой вязкости и с повышенным содержанием механических примесей.

С целью поддержания нормального технологического режима работы установок по подготовке нефти обычно из-за неудовлетворительной работы остойных аппаратов на ступенях обезвоживания и обессоливания нефти стойкие промежуточные эмульсионные с-пои из этих отстойников периодически или не трерывно сбрасывают в нефтеловушки или в специально выделенные для этой цели емкости, где они хранятся как отходы производства. Это снижает производительность установок по товарной нефти и не обеспечивает стабильную работу объектов. Объемы стойких ловушечных нефтяных эмульсий из года в год увеличиваются в отрасли.

Целью изобретения является интенсификация процесса отделения воды от нефти и увеличение производительности.

Указанная цель достигается тем, что горизонтальный коллектор снабжен расположенными по всей его длине поперечными отводами с соплами, выходные концы которых направлены в сторону, противоположную от патрубков вывода нефти и воды, причем сопла на каждом поперечном отводе расположены на разных уровнях в горизонтальной плоскости и в шахматном порядке относительно друг друга.

Кроме того, сопла соседних поперечных отводов расположены в шахматном порядке.

В предлагаемом отстойнике создаются благоприятные условия для интенсивного механического возмущения промежуточного эмульсионного слоя по всему его горизонтальному сечению и толщине и эффективного разрушения высоковязких образований и прочных бронирующих оболочек на глобулах воды с использованием кинетической энергии струй вводимой нефтяной эмульсии. Этому способствует то, что горизонтальный коллектор снабжен расположенными по всей его длине поперечными отводами с соплами, выходные концы которых направлены в сторону, противоположную от патрубков вывода нефти и воды, причем сопла на каждом поперечном отводе расположены на разных уровнях в горизонтальной плоскости и в шахматном порядке

относительно друг друга. Эффективность механического возмущения возрастает и потому, что сопла соседних поперечных отводов расположены в шахматном порядке, За счет интенсивного движения и возмущения промежуточного эмульсионного слоя существенно изменяется его структура и резко снижается вязкость и плотность. Промежуточный слой становится рыхлым,

капли воды, находящиеся в нем - более подвижными и способными к взаимному столкновению, слиянию и укрупнению, легко проходят границу раздела фаз нефть-вода и оседают на дно аппарата. Одновременно значительно интенсифицируется процесс отделения и оседания механических примесей.

На фиг.1 изображен предлагаемый отстойник, вертикальный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Отстойник для подготовки нефти (фиг.1) содержит горизонтальную емкость 1, патрубок 2 для ввода обрабатываемой нефтяной эмульсии, горизонтальный коллектор 3, снабженный поперечными отводами 4 с соплами 5 и б с расширенными выходными концами, установленными в шахматном порядке на различных уровнях в горизонталь- ных плоскостях в промежуточном эмульсионном слое, вертикальную перегородку 7, которая установлена с зазором относительно верхней и нижней частей

емкости 1, вертикальную перегородку 8, нижняя кромка которой герметично приварена к корпусу емкости 1, горизонтальную трубу 9 с продольными окнами на верхней образующей, установленную в верхней нефтяной зоне поперек продольной оси емко- сги 1, патрубок 10 для отвода нефти, горизонтальную трубу 11с продольными окнами на нижней образующей, установленную в нижней водной зоне поперек

продольной оси емкости 1, патрубок 12 для отвода отделившейся от нефти воды, датчик 13 уровня раздела фаз нефть-вода. Сопла 5 и 6 на одном поперечном отводе расположены в шахматном порядке относительно сопл другого соседнего поперечного отвода.

Отстойник работает следующим образом.

Обработке подвергалась промысловая высоковязкая нефтяная эмульсия угленос- ного горизонта в НГДУ Джалильнефть, Обводненность нефти 70%, содержание хлористых солей в связанной пластовой воде 30000 мг/л, сульфида железа 265 мг/л. Эмульсия стабилизирована природными эмульгаторами (смолы, асфальтены, парафин, механические примеси и др.) и различными физико-химическими высоковязкими образованиями в результате использования различных реагентов для борьбы с корро- зией и интенсификации процессов добычи продукции скважин. Вязкость эмульсии при 20°С 318 спз. Эмульсия с такими осложненными реологическими свойствами является весьма стойкой к разрушению.

Нефтяная эмульсия из дожимных насосных станций (ДНС) в количестве 800 м3/ч (объем нефти 240 м3/ч) вместе с введеным реагентом - деэмульгатором Диссолван- 4411 с удельным расходом 120 г/т нефти и теплой дренажной водой (температура 50°С, расход 15% от объема нефти), сбрасываемой из отстойника аппаратов ступеней обезвоживания и обессоливания нефти, поступала в технологические аппараты для предварительного отделения пластовой воды. Из этих аппаратов нефть с остаточным содержанием воды 3-10% после нагрева в печах ПТБ-10 до 55-60°С направлялась в предлагаемый отстойник для глубокого обезвоживания. Обрабатывемая нефть в емкость 1 вводилась через патрубок 2 и горизонтальный коллектор 3, изготовленный из трубы диаметром 300 мм и длиной 18 м и установленный в промежуточном эмульси- онном слое выше уровня раздела фаз нефть-вода на 0,6 м до оси трубы или выше нижнего образующего емкости 1 на 1,3 м. В емкости 1 уровень раздела фаз нефть-вода поддерживался на высоте 0,7 м с целью отбора воды из отстойника с минимальным содержанием нефтепродуктов и механических примесей. Эмульсия из горизонтального коллектора 3 равномерно распределялась по объему, поступала в горизонтальные поперечные отводы 4, изготовленные из трубы диаметром 100 мм в количестве 24 шт. Отводы 4 были установлены на двух боковых образующих по длине горизонтального коллектора 3 по 12 шт. на расстоянии 1,5 м друг от друга по осям. На каждом поперечном отводе 4 были установлены сопла 5 и 6 в количестве 5 шт. в шахматном порядке и на разных уровнях в горизонтальных плоскостях и направлены в противоположную сторону от точек отвода

нефти и воды, причем сопла 5 были установлены на боковой образующей поперечных отводов 4 в горизонтальной плоскости, сопла б были присоединены к нижней образующей и ниже на 300 мм от нее о горизонтальной плоскости. Сопла 5 были изготовлены из трубы диаметром 50 мм и длиной 200 мм, сопла б - из трубы диаметром 50 мм, длиной 300 мм в вертикальной плоскости и 200 мм в горизонтальной плоскости. Выходные сплющенные концы сопл 5 и 6 были установлены в горизонтальной плоскости, осевое сечение которых имело высоту 25 мм и длину 70 мм.

Эмульсия из поперечных отводов 4 через расширенные в горизонтальной плоскости выходные концы сопл 5 со скоростью 1,0 м/с подавалась в верхние, а через сопла 6 в нижние зоны промежуточного эмульсионного слоя в направлении противоположной стороны от точек отвода нефти и воды. При этом весь объем промежуточного эмульсионного слоя по длине емкости 1 приводился в постоянное движение и происходило интенсивное его механическое возмущение за счет скоростного введения обрабатываемой эмульсии, В результате осуществлялось дробление вязких образований, разрушение бронирующих оболочек на глобулах воды, снижение вязкости и плотности промежуточного эмульсионного слоя, интенсивное слияние, укрупнение и оседание капель воды на дно емкости 1.

Введение обрабатываемой эмульсии по всему сечению промежуточного слоя в противоположном направлении движению отбираемой нефти и воды способствует увеличению пути движения эмульсии в емкости 1 и времени отстоя и исключает возможность попадания нефти в водную зону, а воды - в нефтяную фазу. Нефтяная эмульсия после введения через сопла 5 и 6 в промежуточный эмульсионный слой движется по длине емкости 1, далее разворачивается от ее торцовой части в обратном направлении и двигается к зонам отбора обезвоженной нефти и отделившейся от нефти воды. При движении эмульсия разделялась на нефть и воду.

Глубоко обезвоженная нефть с остаточным содержанием воды не более 0,1-0,5%, проходя через верхнее сечение емкости 1 над перегородкой 7 и через верхние продольные окна нефтесборной горизонтальной трубы 9 и патрубок 10, отводилась в отстойники ступени обессоливания нефти. Отделившаяся от нефти вода, проходя через нижнее сечение емкости 1 между вертикальными перегородками 7 и 8 и через нижние продольные окна водосборной горизонтальной трубы 11 и патрубок 12, отводилась из емкости 1 в аппараты окончательной очистки ciочных вод. Вода после отстойника характеризовалась содержанием нефтепродуктов в количестве 100 мг/л и механических примесей 115 мг/л.

Предлагаемый отстойник может быть использован как для предварительного обезвоживания, так и для глубокого обезвоживания и обессоливания тяжелых высоковязких- нефтей.

Применение предлагаемого отстойника позволяет исключить образование застойных зон в промежуточном эмульсионном слое; интенсифицировать процесс отделения воды от нефти и снизить содержание воды в обезвоженной нефти с 0,5-1,0% до 0,1-0,5%; повысить производительность отстойного аппарата с 150 м /ч до 240 м3/ч при получении глубоко обезвоженной нефти; исключить накопление ловушечных нефтей в открытых амбарах и ликвидировать их и улучшить условия окружающей среды.

Формула изобретения

1. Отстойник для подготовки нефти, включающий емкость с патрубками для ввода эмульсии и вывода нефти и воды, горизонтальный коллектор, установленный в промежуточном эмульсионном слое, вертикальную перегородку, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса

и увеличения производительности, горизонтальный коллектор снабжен расположенными по всей его длине поперечными отводами с соплами, выходные концы которых направлены в сторону, противоположную от патрубков вывода нефти и воды, причем сопла на каждом поперечном отводе расположены на разных уровнях в горизонтальной плоскости и в шахматном порядке относительно друг друга.

2. Отстойник по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что сопла соседних поперечных отводов расположены в шахматном поряд- ке.

Изобретение относится к подготовке нефти на промыслах, в частности к устройства для обезвоживания и обессиливания нефти. Целью изобретения является интенсификация процесса отделения воды от нефти и увеличение производительности. Отстойник для подготовки нефти содержит .зонтальнхк: емкость 1 патрубок 2 для ввода обрабатываемой нефтяной эмульсии, горизонтальный коллектор 3, снабженный поперечными отводами 4 с соплами 5 и б с расширенными концами, установленными в шахматном порядке на различных уровнях в горизонтальных плоскостях в промежуточном эмульсионном слое, вертикальную перегородку 7, которая установлена с зазором относительно верхней и нижней частей емкости 1, вертикальную перегородку 8, верхняя кромка которой находится на уровне раздела фаз нефть - вода, а нижняя герметично приварена к корпусу емкости 1, горизонтальную трубу 9 с продольными окнами на верхней образующей, установленную в верхней нефтяной зоне поперек продольной емкости 1, патрубок 10 для отвода нефти, горизонтальную трубу 11 с продольными окнами на нижней образующей ; установленную в нижней водной зоне поперек продольной оси емкости 1, патрубок 12 для отвода отделившейся от нефти воды, датчик уровня раздела фаз нефть - вода. Сопла 5 и 6 на одном поперечном отводе расположены в шахматном порядке относительно сопл другого соседнего поперечного отвода. 1 з.п. ф-лы, 3 ил сл с

4 3

Фие.

Фиг. 2

Вода

5-6

|ц ч чи I 1чу -о- yj-/

jЈgjgffiҐ Ярофжуточныи слои Води Вода

Фиг.З

нефть

V- Нефть

Ярофжуто

ныи слои Води Вода