Сепарационная установка

 

СЕПАРАЦИОННАЯУСТАНОВКА, включающая успокоительный коллектор, депульсатор с распределительным патрубком размещенным внутри емкости, тарелку с отражателем и газовый коллектор , отличающаяся тем, что, с целью повьшения эффективности процесса сепарации вязких и пенящихся нефтей при изменяющемся уровне жидкости в сепараторе, распределительный -патрубок снабжен коаксиально расположенным по отношению к нему дополнительным патрубком с ограничительными кольцами,установленным с возможностью вертикального перемещения, а тарелка прикреплена к дополнительному патрубку и жестко соединена с отражателем.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Ос9 01) 51»4 B 01 Э 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3670765/23-26 (22) 09.12.83 (46) 07,07.86. Бюл. У 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов (72) Н.Н. Репин, В.А. Крюков, О.М. Юсупов, В.Г. Карамышев, Л.А. Телепанова, А.Ш. Сыртланов, А.А. Каштанов и В.А. Толстов (53) 66.069.84 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1005820, кл. В 01 D 19/00,,Я3.03.83.

Обзорная информация "Сепараторы . нефтегазовые ТП-1633, УКБН". Нефтехиммаш, 1972, с. 84.

Авторское свидетельство СССР ! - 599822, кл. В 01 2 19/00, 1979.

Обзорная информация "Нефтегазовые сепарационные установки".

ЦИНТИХИМНЕФТЕ1!АШ, !976, с. 28. (54) (57) СЕПАРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА, включающая успокоительный коллектор, депульсатор с распределительным патрубком„ размещенным внутри емкости, тарелку с отражателем и газовый коллектор, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса сепарации вязких и пенящихся нефтей при изменяющемся уровне жидкости в сепараторе, распределительный-патрубок снабжен коаксиально расположенным lIo отношенин» к нему дополнительным патрубком с ограничительными кольцами, установ-. ленным с возможностью вертикального перемещения, а тарелка прикреплена к дополнительному патрубку и жестко соединена с отражателем.

1146852

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для разделения нефти, газа и воды в системе сбора и подготовки продукции нефтяных скважин, преимущественно вязких и пенящихся нефтей.

Известна сепарационная установка, содержащая успокоительный участок, депульсатор, цилиндрическую горизонтальную емкость для разделения газонефтяной смеси и коллектор для отвода газа.

Недостатком сепарациониых установок данной конструкции является то, что продукция скважин в технологическую емкость вводится под слой жидкости. Такая конструкция ввода не обеспечивает необходимой глубины сепарации, способствует пенообразо ванию, разбрызгиванию и повышенному уносу капельной жидкости (нефти) с потоком газа.

Известны серийно выпускаемые сепарационные установки типа НГС (ТП-1633), содержащие сепарационную емкость с внутренним каплеотбойным устройством и устройство для сепарации газо-нефтяной смеси, в котором депульсатор выполнен в виде U -образного трубопровода, размещенного под подводящим трубопроводом, расположенного ниже уровня стабилизации потока.

Однако при подаче смеси на:нефтесливные полки происходит вспенивание, разбрызгивание, диспергирование и вторичное перемешивание с образованием в некоторых случаях стойкой эмульсии. Кроме того, происходит неполное отделение газа от жидкости в результате подачи смеси на сливные полки, вследствие чего такие сепарационные установки имеют низкую удельную производительность.

Известна сепарационная установка, содержащая успокоительный коллектор, депульсатор с распределительным патрубком, технологическую емкость и гаэовый коллектор.

Ввод продукции скважин в них осуществляется в нижнюю часть сепарационной емкости под слой жидкости высотой 1-1,5 м. Валедствие этого часть газовых пузырьков находится в течение всего времени пребывания в горизонтальном аппарате под избыточным давлением, равным весу этого стол ба.жидкости. В результате в жидкос5

3S

50 ти остается излишне растворенный газ, количество которого может достигать

0,5-1 м на 1 м нефти. Этот газ выделяется в последующих аппаратах (насосах, отстойниках, открытых резервуарах и т.п.) и снижает эффективность их работы.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является сепарационная установка, содержащая успокоительный коллектор, депульсатор с распределительным патрубком, который размещен внутри технологической емкости на уровне раздела газ-нефть", тарелку с отражателем, газовый коллектор, причем тарелка выполнена конусной со спиральными перегородками и установлена на торце патрубка.

Недостатком такой сепарационной установки является то, что конусная тарелка со спиральными перегородками жестко закреплена на торце распределительного патрубка, а так как уровень жидкости поддерживать в сепараторе постоянным практически не удается, то возможны случаи затопления тарелки жидкостью. В результате получается вариант ввода газо-водонефтяной смеси под слой жидкости. Кроме того, такая конструкция исполнения распределительного патрубка вполне приемлема для разделения маловязких нефтей. При разделении же вязких пенящихся нефтей особенно трудно поддерживать границу раздела постоянной, поэтому в случае затопления тарелки при вводе смеси под слой жидкости скорости всплывания газовых пузырьков в вязкой среде значительно медленнее, чем в маловязкой, мелкие пузырьки практически зависают" и не могут всплыть, т.е. процесс разделения смеси происходит неполно, тем самым значительно уменьшая производительность установки.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса сепарации вязких и пенящихся нефтей при изменяющемся уровне жидкости в сепараторе.

Поставленная цель достигается тем, что в установке, включающей успокоительный коллектор, депульсатор с распределительным патрубком, размещенным внутри емкости, тарелку с отражателем и газовый коллектор, распределительный патрубок снабжен

1146852 коаксиально расположенным по отношению к нему дополнительным патрубком с ограничительными кольцами, установленным с возможностью вертикального перемещения, а тарелка прикреплена к дополнительному патрубку и жестко соединена с отражателем, В предлагаемой установке плавающий козырек-отражатель с жестко соединенной тарелкой всегда будет находиться только на границе раздела, т.е. будет или подниматься, или опускаться вместе с уровнем жидкости в сепараторе. В данной конструкции плавающий козырек-отражатель выполняет роль поплавка, так как в его полости находится воздух или газ, а жестко соединенная с ним тарелка, заполненная жидкостью, способствует сглаживанию пульсаций.

На чертеже показана предлагаемая сепарационная установка.

Сепарационная установка содержит депульсатор 1 с нисходящим трубопро водом, технологическую емкость 2, соединенную с газовым коллектором 3, распределительный патрубок 4, скользящий патрубок 5 с ограничительными кольцами 6, тарелку 7, жестко соединенную с плавающим козырьком-отражателем 8.

Сепарационная установка работает следующим образом.

Расслоенная в подводящем трубопроводе продукция скважин — .нефть, газ, вода на входе в депульсатор 1 разделяется в соответствии с плотностью фаз на два потока: нефть с нефтяным газом и пластовую воду.

При прохождении депульсатора 1 нефтяной газ отводится в газовый коллектор 3, а нефть с оставшимся в ней распоренным газом и пластовая вода через распределительный патрубок 4 поступает в скользящий патрубок 5 и в технологическую емкость .2, где продолжается выделение растворенного газа из нефти. Весь поток жидкости выводится постоянно только на границу раздела фаз "газ-нефть" независимо от уровня жидкости в сепараторе равномерным слоем, чем и обеспечиваются лучшие условия выделения и коалесценции пузырьков газа.

Возвратно-поступательное перемещение скользящего патрубка ограничивается ограничительными кольцами .6. Тарелка 7 служит для сглаживания пульсаций, а для отражения крупных брызг

5.

30 и капель нефти в случае большого газового фактора предназначен плавающий козырек-отражатель 8, который также. выполняет еще и роль поплавНа лабораторной установке были проведены сравнительные экспериментальные исследования по определению эффективности сепарации с различным вводом газо-жидкостной смеси.

Сепаратор представляет собой горизонтальную емкость, выполненную из оргстекла диаметром 400 мм, состоящую из четырех секций, длиной 500 мм каждая. Емкость снабжена устройствами ввода, приборами для определения капельной жидкости в потоке газа, устройством для замера свободного газа в жидкости на выходе аппарата.

В процессе исследований производияи замер расходов как жидкости, так и газа.

В качестве рабочего агента были использованы смесь вазелинового масла, трансформаторного и нефти, склонной к пенообразованию, Воздух в систему подавался с помощью компрессора после его предварительной очистки от механических примесей и капельной жидкости. Эффективность процесса сепарации оценивалась по уносу капельной жидкости и свободного газа.

Результаты экспериментов приведены в таблице.

Из анализа полученных данных приве35 денных в таблице, видно, что эффективность процесса сепарации при вводе газо-жидкостной смеси по предлагаемому изобретению улучшается на 307 по сравнению с вводом смеси через

40 патрубок на конусную тарелку со спиральными перегородками.

Использование предлагаемой установки имеет следующие преимущества: исключается процесс эмульгирования, 45 который имеет место при вводе продукции скважин под водяную подушку (в случае затопления конусной тарелки); исключен процесс образования пенного слоя вследствие барботажа, 50 приводящий к дополнительному уносу капельной жидкости; исключается флотирование глобул воды пузырьками

° газа; обеспечивается минимально возможный путь для всплывающих пузырь55 ков газа и осаждающихся капель воды; уменьшается количество оклюдированного газа в нефти, отводимой иэ сепаратора, особенно при высоковязких

Нагрузка жидкости, л/мин

Режим работы

Нагрузка по газу, м /м З

Коэффициент уноса капельной

Коэффициент уноса свободного газа, Ж жидкости, г/м

7-9

7-9

7-9

7-9

О, 17-0,20

О, 15-0,.1 3

0,08-0,07

0,065-0,06

5-6

4-4,5

2,8-3,0

2,5-2 3

3,5-3

2,5-2,3

0,12

0,09

7-9

0,06

2,0

7-9

1,8-2,0

2,45-2, 1

1, 75-1,6

7 "9

0,05

0,09

7-9

7-9

0,06

1,4

0,04

7-9

50 мому изобретению

1,3-1,4

0„035

% II нефтях; улучшаются условия отстоя и сброса воды, что ведет к увеличению межремонтного периода работы насосов откачки и трубопроводов системы сбора; улучшаются показатели сепарации: снижается содержание газа с 0,4 до 0,15 м /м и содержание капель нефти с 0,45 до 0,15 r /м.

Ввод газо-жидкостной смеси через диффузорный насадок под уровень жидкости

Ввод газо-жидкостной 100 смеси через патрубок 60 на тарелку со спираль- 50 ными перегородками 30

Ввод газо-жидкостной 100 смеси по предлагае- 60

46852 Ф

Предлагаемая установка улучшает процесс сепарации, снижает потери нефти и газа, увеличивает удельную производительность сепаратора

5 и способствует защите окружающей среды от загрязнения углеводородными газами и серово дородом.

1146852

Корректор Г. Решетняк

Редактор О. Филиппова

Техред Л.Олейник

Подписное

Заказ 3724/1

Тираж 663

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130/5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4