Способ однотрубного сбора и транспорта газожидкостных смесей Советский патент 1982 года по МПК F17D1/00 

(5+) СПОСОБ ОДНОТРУБНОГО СБОРА И ТРАНСПОРТА ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЕЙ

1

Изобретение относится к технике и технологии сбора и транспорта газожидкостных смесей и может быть преимущественно использовано при однотрубном сборе продукции нефтяных и газоконденсатных месторождений.

Известны способы однотрубного транспорта газожидкостных смесей по трубопроводам от скважин до установок по подготовке нефти. Сущность их заключается в том, что продукция определенной группы скважины (нефть, газ и др. спутники нефти) за счет использования пластовой энергии или напора, создаваемого глубинными насосами, транспортируется на центральные пункты сбора (ЦПС) и проходит через технологические установки, предназначенные для предварительной промысловой подготовки 1.

Недостатки связаны с транспортом двухфазных газожидкостных потоков.

Известен способ совместного транспорта по одной трубе нефти и газа,

заключающийся в том, что нефтегазовая смесь от скважин поступает на ДНС, | где производится сепарация нефти от газа при давлении Р 6 кг/см. Затем нефть с оставшимся растворенным в ней газом перекачивается насосом на ЦПС. Давление на насосе определяется . при прочих равных условиях расстоянием до ЦПС, где осуществляетсядополнительная сепарация нефти от газа при

10 более низких давлениях, подготовка нефти для сдачи на НПЗ и отбензинивание газа 2.

Недостатком способа сбора и транспорта газонефтяных смесей является

15 то, что в нем не доведен до конца принцип совместной перекачки нефти и газа о Фактически от ДНС она является двухтрубной: одна труба, проложенная до ЦПС, служит для перекачки

20 нефти с растворенным в ней газом, другая труба для транспорта газа под давлением PQ 6,0 атм. до потребителя (ГПЗ). Давление сеперации Э90 6,0 атм. на ДНС выбрано произвольным образом без учета физико-механических свойств перекачиваемых сред, значения полного газового фактора нефти и без учета особенностей движения по трубопроводам двухфазных газожидкостных потоков. Так S определенной области расходного соотношения газа к жид кости, (расходного газосодержания смеси i ) двух фазным газожидкостным потокам присущи значительные энергозатраты. Эти затраты складываются как из трения движения смеси, так и от побочных явлений, возникаемых в таких потоках. На границе раздела расслоенного потока образуются волны жидкости, которые периодически перекрывают газовый канал. С образованием волн свя зано образование вторичных течений, вихрей, распыливание жидкой фазы. На ванные явления приводят к повышенному сопротивлению движения потока. Кроме того, образование волн с периодическим перекрытием газового канала явля ется основным источником пульсации давления с вибрацией как самого трубопровода, так и подсоединенных к не му технологических аппаратов для подготовки газожидкостной смеси (сепара торов). Вследствие пульсации давления в трубопроводе он испытывает знакопеременные циклические нагрузки, в результате которых возникают циклические деформации и напряжения. Механические напряжения и деформация усиливают коррозионное растворение металлов вследствие механохимического эффекта. С ростом деформации происходит ак тивизация анодных процессов и стимулирование механохимической корро- ; зии. Цель изобретения - снижение уровня пульсации давления, уменьшение расхода энергии на перемещение смеси, снижение механохимической коррозии в трубопроводах. Поставленная цель достигается тем, что сепарацию ведут при давлении, обеспечивающем объемное газосодержание смеск на рассматриваемом участке подводящего трубопровода в пределах 0,72-0,75 причем минимальн необходимое давление сепарации подлерживают регулятором давления себя и определяют по формуле: ))гРьТГа, 8снО,(Ь , X . Г. 1Л,../ .ч J,. Н -РвП11(5-)РоТ5 объемное расходное водосодергде А D жание (доля воды в объеме нефтеводяной смеси) полный газовый фактор нефти, приведенный к атмосферному 760 мм рт.сТо давлению Р-, 0г -; 1,033 атм, TQ 293К; расходное газосодержание смеси;Т - текущая температура. К; S - объемный коэффициент растворимости; - коэффициент сжимаемости. При течении двухфазных газожидкостных потоков с компонентами вода нефть-воздух, нефть-повоздухпутный нефтяной газ при структурных формах, когда газовые включения при течении находятся внутри жидкой фазы удельный расход энергии на перемещение смеси значительно ниже по сравнению с формами, когда они объединяются и получают самостоятельный канал Предельным допустимым соотношением нахождения газовых включений внутри жидкости является соотношение, когда с одним кубическим литром жидкости одновременно перемещается не более 2, м газа, находящегося в свободном состоянии. Названному значению текущего газового фактора (газового числа) Г 2,7: 3,0 3 соответствует значение расходного газосодержания смеси р , отнесенного к среднему давлению на рассматриваемом участке трубы равным 0,72 - 0,75. Поскольку газовая Лаза является сжимаемой средой и ее объемный расход зависит от давления, то при поддержании необходимого давления, например, на устье скважин, чтобы достичь треб: емого соотношения газа к жидкости в рассматриваемом участке трубопровода, не безразлично какое давление поддерживать в пунктах первой ступени сепарации. От правильного выбора i давления первой ступени сепарации зави сит , а следовательно, расходное соотношение газа к жидкости, с которым связаны вышеназванные нежелательные явления. В двухфазных газожидкостных потоках более полное использование актив ного напора не дает желаемого резуль тата, как это наблюдается при транспо те однофазных однородных сред, В таких потоках необходимо через снижени давления (активного напора) на рассматриваемом участке трубопровода обеспечивать такую глубину разгазирования и такое соотношение газа к жидкости, которому соответствуют при емлемые структурные фазы. В связи с этим работу сборных промысловых трубопроводов по значению р) необходимо сводить в область 0,72; 0,75. Кроме снижения энергозатрат работа в области рр 0,,75 позволит ликвидировать аварии в системах однотрубного сбора, возникающие из-за пульсаций давления, которые создают на стенках незакрепленного трубопровода знакопеременные нагрузки. Формула изобретения 1. Способ однотрубного сбора и транспорта газожидкостных смесей, включающий совместную перекачку по трубопроводу газовой и жидкой фаз на пункты сепарации с последующей сепарацией смеси на газовую и жидкую фазы, отличающийс я тем, что с целью снижения уровня пульсации давления, уменьшения расхода энергии рацию газожидкостной смеси ведут давлении, обеспечивающем объемгазосодержание смеси в подводящем опроводе 8 пределах 0,,,75« , Способ по п. 1, о т л и ч а юи с я тем, что минимально необхое давление сепарации определяют ормуле: (ЬРрХ1| р-1)2.РоТГф с VU-IbBM lP-p-lUPoTs 0,,04-4Гф РЛ минимально необходимое давление сепарации; |i - объемное расходное водосодержание (доля воды в объеме нефтеводяной смеси); Г - полный газовый фактор нефти, приведенной к атмосферному давлению РО 7бО мм рт. ст. 1 ,033 атм. , TO 20С 293 К; ( .расходное газосодержание Р смеси; Т - текущая температура. К; S - объемный коэффициент растворимости;Z - коэффициент сжимаемости. Источники информации, тые во внимание при экспертизе Гужов А.И. Совместный сбор и порт нефти и газа. М., Недра, Смирнов Л.С. Сбор и подготовка ного газа на промысле. М., Нед1Э71, с. П .