Способ транспортирования газоводонефтяной смеси и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК F17D1/14 

Изобретение относится к нефтедобывающей пром1Фшенности, в частности к- транспорту газоводонефтяных сМесей. .

Известен способ транспортирования газоводонефтяной смеси по трубопроводу, предусматривающий ее обработку деэмульгатором, создание в.нем давления нагнетания и снижение скорости движения потока газоводонефтяной смеси на конечном участке трубопровода до величины, обеспечивающей расслоение смеси на фазы, отбираемые отдельными потоками в сепаратор.

Известно такхсе устройство для транспортирования газоводонефтяной -смес, содержащее конечный участок трубопровода с перегородкой, разделяющей нефти и воды; регулятор уровня газоводонефтяной смеси, патрубки нефти, газа и волы, отсекатель газа и сепаратор

Известный способ связан с отбором нефти и воды непосредственно из потока расслоившейся газоводонефтяной смеси, что приводит к значительным колебаниям ее уровня, ухудшению качества отбираемых флюидов, их частичному взаимному перемеи1изанию. Обводненность отобранной нефти достигает

:20-40%.

Наличие отсекателей газа и регуляторов уровня с подвижными механизмами, которые часто выходят из строя вследствие заедания, коррозии и т.д., усложняет процесс отбора фаз, снижает производительность и надежность известного устройства.

Целью изобретения является улучшение качества расслоения фаз и упрощение процесса их отбора.

Поставленная цель достигается тем, что перед направлением фаз в сепаратор, газ и воду заключают в замкнутый объем, из которого газ отбирают с границы раздела этих фаз в режиме саморегулирования скорости и давления нагнетания, создаваемыт газовой фазой и гидростатическим столбом жидкости, причем устанавливают определенную скррость отбора газовой фазы из объема, обеспечивающую перепад давления между сепаратором и концевым делиг телем фаз, пропорциональный расходу фаз в этом делителе.

Устройство для транспортирования газоводонефтяМой смеси по трубопроводу снабжено емкостью, соединенной с концевым делителем фаз и сепарато ром и разделенной вертикальной перепускной перегородкой на секции, во второй из которых по ходу движения воды установлен газоотборник в виде перевернутой чаши, соединенной патру ком с газовой полостью сепаратора причем нижняя кромка гаэоотборника установлена ниже верхней кромки пере городки, а профили кромок выполнены Пилообразной формь. На чертеже показано предлагаемое устройство. Внутри концевого делителя фаз (КДФ) 1, который соединен со сборны трубопроводом 2, установлена вертикальная перегородка 3. КДФ 1 с помощью патрубков 4 и 5 соединен с ем костью 6, а с помощью патрубка 7 с сепаратором 8. Внутри емкости б, разделенной перепускной перегородко 9 на секции, расположен гаэортборник 10 с профильтрованной кромкой пилообразной формы (отверстия 11) . Газоотборник.через патрубок 12, на конце которого закреплен отражатель 13, соединен с полостью сепаратора разделенного на отсеки перегородки 14 и 15. В двух крайних отсеках сепаратора установлены регуляторы уро ня 16. Патрубками 17-19 сепаратор .связан с потребителем, а патрубком 20 с емкостью.6, Способ осуществляется следующим образом. Поток газоводонефтяной смеси поступает по трубопроводу 2 в концевой делитель фаз 1, в котором расслаивается на фазы нефти 21, газа 2 и воды 23. Нефть и вода перетекают через перегородки 3 и 9 соответстве но в отсеки 24 и 25, откуда отбираются по мере их накопления. Колебание уровней отбираемых потоков нефт 26 и воды 27 не влияк)т на уровень потока газоводонефтяной смеси 28, поступающей по трубопроводу в КДФ, поскольку уровни 26 и 27 находятся ниже уровня 28 смеси. Уровни потоко отбора нефти 26 и воды 27 колеблются в незначительном диапазоне, а именно в пределах высоты отверстий 1 газоотборника 10 так, что min значе нию площади сечения отверстий 11 со ответствует mm значение расхода га зрводонефтяной смеси и, наоборот, ту. эначеншо отверстий 11 еоответст вуат шахрааход. Отверстия 11 в сечении имеют пилообразную, т.е. тре гольную форму. Это означает, что в iloe изменение высоты &h отверстий соответствует изменению расхода iTQ Например, при изменении расхода в 4 раза высота отверстий изменится в 2 раза и т.д. Это свойство способ ствует увеличению стабильности уровня 26, ... Газ из КДФ и емкости 6, пройдя от перстня 11, через патрубок 12 п5вту пает в сепаратор и далее через патр Ьок 19 нагнетается к потребителю. При прохождении газа через отверст5 я . 11, которые представляют собой сужающие устройства переменного сечения, газ теряет часть давления (R Р). Отражательная воронка 13 изменяет направление газового потока и направляет отдельные частички воды, которые .югут быть захвачены вместе со . ями газа при отборе его с пограничной зоны вода-газ, в водянук) полость сепаратора. Вода и нефть по мере накопления в отсеках 24 и 25 под давлением ЛР Р. -Р.„ нагнетаются в соответствующие полости сепаратора и, переливаясь через перегородки 14, расположенные на равной высоте, поступают в соответствующие крайние отсеки сепаратора. Уровень воды и нефти в них поддерживается с помощью стандартных регуляторов уровня 16, а воду и нефть по мере их накопления направляют по патрубкам 17 и 18 к потребителю. Расстояние от днища отсека 25 до нижней кромки чаши газоотборника устанавливается расчетным путем таким образом, чтобы при движении воды из емкости 6 в патрубок 20 создавалось вращение слоя воды, что предотвращает возможное накопление на ее поверхности нефтяной пленки. При нарушении установившегося режима движения газожидкостной смеси, например при увеличении расхода смеси, поступающей в КДФ 1, уровень 28 смеси возрастает, увеличивается и расход воды по патрубку 4. Это приводит к возрастанию уровня 27 в емкости 6 и уменьшению площади сечений отверстий 11 газоотборника 10. Расход газа через отверстия 11 уменьшается, вследствие чего давление Р начинает расти, а Р - уменьшаться. Давление нагнетания &Р Р -Р быстро растет и вызывает увеличение расхода нефти и воды по патрубкам 4 и 20 до величины, равной расходу нефти и воды в смеси, поступающей в КДФ. Расходы на входе и на выходе из КДФ взаимно компенсирует друг друга. Уровни жидкости 28 и 27 стабилизируются, а размеры отверстий перестают изменяться. Давление становится постоянным и соответствует изменившемуся расходу смеси. Движение смеси становится установившимся до того момента времени, когда оно вновь нарушится из-за каких-то внешних факторов, например включения или отключения группы скважин и т.д. При этом процессы стабилиiзации движения жидкости вновь повторяются. Прк уменьшении расхода смеси, поступающей в КДФ, уровни жидкости 27 понижаются, площади сечений (отвер стий 11 быстро возрастают, а следовательно, падает давление Р и повышается давление р до некоторого уровня ДР - р const, когда изменение уровней 28 и 27 и размеров отверстий 11 прекращается, а расход воды и нефти из КДФ уменычается и становится равшом уменьшившемуся рас ходу водонефтяной смеси, поступающей в КДФ. Большее значение давления нагнета ния й,Р соответствует большему значег нию расхода водонефтяной смеси, а меньшее значение давления Др- меньшему значению расхода смеси. Таким образом, давление нагнетания ЛР всякий раз самоустанавливается И становится соответствуюсшм каждому конкретному расходу так, что уровень 27 стабилизируется, а процес отбора саморегулируется. Улучшение качества расслоения фаз. позволяет значительно уменьшить затраты на дальнейшую очистку нефти и воды на установках комплексной подготовки нефти и термохимических установках, существенно снизить мощности -этих установок. Формула изобретения 1. Способ транспортирования газоводонефтяной смеси по трубопроводу, включающий предварительйую ее обработку деэмульгатором, создание давле ния нагнетания и скорости движения потока газоводонефтяной смеси в концевом делителе фаз, обеспечисаюцих расслоение смеси на фазы, и направле ние их в соответствующие отсеки сепа ратора, отличающий ся тем, что, с целью улучшения качества расслоения фаз и упрощения процесса их , перед направлением фаз в сепаратор газ и воду заключают в замкнутый объем, из которого газ отбирают с границы раздела этих фаз в режиме саморегулирования скорости и давления нагнетания, создаваемым газовой фазой и гидростатическим столбом жидкости, причем устанавливают определенную скорость отбора газовой фазы из объема, обеспечивающую перепад давления между сепаратором и концевым делителем фаз, пропорциональный расходу фаз в этом делителе. 2. Устройство для.транспортирования газоводонефтяной смеси по трубопроводу, включающее концевой делитель фаз, подводящий трубопровод и отводящие патрубки, сепаратор с регуляторами уровня, отличаю щё ее я тем, что оно снабжено емкостью, соединенной с концевым делителем фаз и сепаратором и разделённой вертикальной перепускной перегородкой на секции, во второй из которых по ходу движения воды установлен газоотборник в виде перевернутой чаши, соединенной патрубком с газовой полостью сепаратора, причем нижняя кромка газоотборника, установлена ниже верхней кромки перегородки, а профили кромок выполнены пилообразной формы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 503086, кл. F 17 D 1/14, 1975.