Способ регулирования процесса деэмульсации нефтяной эмульсии Советский патент 1982 года по МПК C10G33/00 G05D27/00 

эмульсии на выходе процесса обезвоживания. Цель изобретения - повышение точ ности регулирования концентрации воды в нефтяной эмульсии на выходе процесса обезвоживания. Указанная цель достигается тем, что при регулировании уровня раздел фаз в нефтяной эмульсии и пластовой воды вводят коррекцию по скорости падения глобул воды в нефтяной эмул сии и скорости движения массы нефтя ной зtмyльcии в противоположном направлении. Кроме того, скорость падения гло бул воды в нефтяной эмульсии опреде ляют из уравнения 2dlD:dIi9 а скоррсть движения массы нефтяной эмульсии из уравнения V F где г - радиус глобулы воды; ОиЬ - плотность воды и нефти; g - ускорение свободного падения;и - вязкость среды; Q - расход нефтяной эмульсии на выходе отстойника; F - площадь сечения отстойни ка на уровне раздела фаз нефтяной эмульсии и плас товой воды. На чертеже показана принципиальн схема реализации предлагаемого способа . Схема включает трубопровод 1 подачи нефтяной эмульсии, отстойник 2 трубопровод 3 вывода пластовой воды трубопровод Ц отвода нефтяной эмуль сии, датчики 5 и 6 уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды; дифманометр 7, регулятор 8 уровня раздела фаз, исполнительный механизм 9 вычислительный блок 10, датчик П вязкости среды,датчик 12 расхода нефтяной эмульсии на выходе процесса обезвоживания и датчик 13 концентрации воды в нефтяной эмульсии на выходе процесса. Нефтяная эмульсия по трубопровод 1 поступает в отстойник 2 процесса обезвоживания, а по трубопроводу 3 выводится отстоявшаяся пластовая во да. Нефтяная эмульсия с небольшой концентрацией воды выводится из отстойника по трубопроводу Ц. Уровень раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды в отстойнике измеряется датчиками 5 и 6 и дифманометром 7 выход которого соединен с регулятором 8 уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды. Выходной сигнал регулятора 8 поступает на исполнительный механизм 9, установленный на трубопроводе выброса пластовой воды из отстойника. Для определения скорости падения глобул воды в эмульсии и скорости движения массы нефтяной эмульсии в противоположном направлении, а также их разности использован вычислительный блок 10, который получает информацию от датчиков 11-13 соответственно вязкости среды, расхода нефтяной эмульсии и концентрации воды в ней и дифманометра 7Алгоритм функционирования вычислительного блока основан на следующих зависимостях v.., (,) V -. F где Vj и V| - соответственно скорости падения глобул воды в нефтяной эмульсии и движения массы нефтяной эмульсии в противоположном направлении; г - радиус глобулы воды; D и d - плотности воды и нефти;g - ускорение свободногр падения; % - вязкость среды; d - расход нефтяной эмульсии на выходе отстойF - площадь сечения отстойника на уровне раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды. Вычислительный блок определяет также разность V -V - dlDidlg алгU (,) к м F - о ,i где УО - номинальное значение разности . Чем меньше радиус глобулыводы, согласно уравнению (1), тем меньше скорость его падения в нефтяной эмульсии. Следовательно, глобулы

воды с относительно большими радиусами при падении в нефтяной эмульсии могут догонять, сталкиваться и сливаться с глобулами воды с относительно меньшими радиусами, образуя глобулы воды, обладающие большей скоростью падения в нефтяной эмульсии. При большом уровне раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды глобулы воды с относительно меньшими радиусами могут уноситься с движущейся массой нефтяной эмульсии, не успевая сталкиваться с другими глобулами воды. При этом концентрация воды в нефтяной эмульсии на выходе процесса возрастет и для уменьшения ее необходимо уменьшить уровень раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды, что зависит от разности /к -V . Это показывает правильность выбора цели и ее схемного решения.

Система автоматического управления, реализующая предлагаемый способ, работает следующим образом.

На основе информации об изменении вязкости среды, величины уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды в отстойнике, расхода нефтяной эмульсии и концентрации воды в ней на выходе процесса обезвоживания вычислительный блок с учетом алгоритма (3) вырабатывает сигнал, пропорциональный величине разности скорости падения глобул воды и скорости движения массы нефтяной эмульсии в отстойнике в обратном направлении, который поступает на вход регулятора уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды в качестве задания. При уменьшении разности /и -УН, против номинала регулятор уменьшает величину уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды и наоборот.

Внедрение предлагаемого способа может способствовать уменьшению среднеквадратичного отклонения концентрации воды в нефтяной эмульсии на выходе процесса относительно известного способа на 6-8.

Формула изобретения

1.Способ регулирования процесса деэмульсации нефтяной эмульсии путем регулирования уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды в отстойнике в зависимости от перепада гидростатических давлений, измеренных между двумя точками, рас положенными в эмульсионной и водной фазах жидкости в отстойнике, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования концентрации воды в нефтяной эмульсии на выходе процесса обезвоживания, при регулировании уровня раздела фаз нефтяной эмуль.сии и пластовой воды вводят коррекцию по разности скорости падения глобул воды в нефтяной эмульсии и скорости движения массы нефтяной эмульсии в противоположном направлении.

2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что, с целью падения глобул воды в нефтяной эмульсии определяют из уравнения

V 2diD:di..g

9 И

а скорость движения массы нефтяной эмульсии из уравнения

9 н э

V.

где г - радиус глобулы воды; Oиd - плотность воды и нефти; g - ускорение свободного падения ;

Ч - вязкость среды; - расход нефтяной эмульсии

на выходе отстойника; F - площадь сечения отстойника на уровне раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Акимов В.Ф. и flj). Автоматизация гфомысловой подготовки нефти и транспорта газа. Гостопиздат, 1968, с.80-81.

2.Там же, с.68-69.

Q

sy .

Ч1.

T

1

T

IT.

-e