Установка для разделения нефтепромысловых сточных вод

 

Изобретение относится к устройствам для очистки нефтепромысловых сточных вод и может использоваться в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где требуется разделение трехфазных систем типа нефть - вода - механические примеси. Цель изобретения - повышение эффективности выделения нефти из нефтепромысловых сточных вод. Установка для разделения нефтепромысловых сточных вод состоит из блоков выделения нефти, разделения мехпримесей и воды и блока утилизации мехпримесей. Исходная суспензия через коллекторы подается по входным патрубкам в цилиндрические сепарирующие элементы блока выделения нефти, при этом каждый входной патрубок, кроме крайних, выполнен общим для двух смежных сепарирующих элементов и каждый последующий из них расположен с противоположной предыдущему стороны. Конические элементы выполнены с углом конусности 1 - 30. Площадь входного сечения каждого сепарирующего элемента равна площади поперечного сечения его пескового патрубка, соединенного с равным ему по площади входным патрубком сепарирующего элемента для разделения мехпримесей и воды. Из блока выделения нефти вода с мехпримесями поступает на следующий блок разделения, после которого очищенная вода относится по назначению, а мехпримеси поступают в камеру сгущенной фракции, снабженную патрубками для отвода воды, установленными на различных уровнях, и устройством отвода мехпримесей. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам для очистки нефтепромысловых сточных вод и может найти применение в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где требуется эффективное разделение трехфазных систем типа нефть - вода - механические примеси. Цель изобретения - повышение эффективности разделения. На фиг. 1 изображен общий вид установки для разделения нефтепромысловых сточных вод; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 показан блок для выделения нефти без коллекторов для исходной суспензии и отвода уловленной нефти; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 представлен сепарирующий элемент блока для выделения нефти; на фиг. 6 - вид по стрелке В на фиг. 5. Установка для разделения нефтепромысловых сточных вод состоит из трех блоков: 1 для выделения нефти, 2 для разделения мехпримесей и воды и 3 утилизации мехпримесей. Блок 1 выделения нефти состоит из устройства для подачи исходной суспензии, выполненного в виде коллекторов 4, соединенных с входными патрубками 5 цилиндрических сепарирующих элементов 6. Сепарирующие элементы 6 установлены таким образом, что их цилиндрические части 7 последовательно без зазора примыкают друг к другу. При этом каждый входной патрубок 5, кроме крайних, выполнен общим для двух смежных сепарирующих элементов 6 и каждый последующий из них расположен с противоположной предыдущему стороны. Конические части 8 сепарирующих элементов 6 выполнены с углом конусности 1-3^о. Сливные патрубки 9 сепарирующих элементов 6 соединены с коллектором сбора уловленной нефти 10. Песковые патрубки 11 сепарирующих элементов 6 соединены с тангенциальными входными патрубками 12 сепарирующих элементов 13 для разделения мехпримесей и воды, входящих в блок 2 для разделения мехпримесей и воды. Площади поперечных сечений патрубков 11 и 12 равны между собой и равны площади входного сечения каждого из сепарирующих элементов 6. Сливные патрубки 14 сепарирующих элементов 13 соединены с коллектором 15 сбора очищенной воды, связанным с трубопроводом 16 отвода очищенной воды. Песковые патрубки 17 сепарирующих элементов 13 заглублены в полость камеры 18 сгущенной фракции блока 3 утилизации мехпримесей. Камера 18 снабжена устройством 19 для выгрузки мехпримесей и отводными патрубками 20 для сбора воды, установленными на разных уровнях и соединенными между собой коллектором 21 через вентили 22. Самый верхний отводной патрубок 20 является одновременно переливной трубой и через вентиль 23 соединен с трубопроводом 16 отвода очищенной воды. Установка работает следующим образом. Исходную нефтесодержащую суспензию через коллекторы 4 по тангенциальным патрубкам 5 подают в полости сепарирующих элементов 6 блока 1 для выделения нефти. Благодаря выполнению входных патрубков 5 общими для двух смежных сепарирующих элементов 6 исходная нефтесодержащая суспензия равномерно распределяется по всем сепарирующим элементам 6. За счет того, что каждый последующий входной патрубок направлен в сторону, противоположную предыдущему, в полости каждого единичного сепарирующего элемента 6 создается симметричный вращающийся поток. В полости сепарирующих элементов 6 под действием центробежных сил механические примеси и вода отбрасываются к стенкам и нисходящим вихрем поступают в песковые патрубки 11, а выделенная нефть центральным восходящим потоком через сливные патрубки 9 поступает в коллектор 10 и далее по назначению. При этом крупные частицы нефти не успевают раздробиться и при своем движении к оси элемента 6 захватывают более мелкие частицы нефти, увлекая их в восходящий поток. Малый угол конусности 1-3^о конической части 8 увеличивает эффективность выделения и отвода нефти. Механические примеси и вода, освобожденные от нефти, из песковых патрубков 11 через тангенциальные входные патрубки 12 поступают в полости сепарирующих элементов 13 блока 2 для разделения примесей и воды. Под действием центробежных сил механические примеси отбрасывается к стенкам элементов 13, а очищенная вода центральным восходящим потоком через сливные патрубки 14 отводится в коллектор 15 и далее по трубопроводу 16 по назначению. Механические примеси с частью воды через песковые патрубки 17 поступают в камеру 18 сгущенной фракции блока 3 утилизации механических примесей, где они накапливаются и под действием гравитационных сил оседают на дно камеры 18. После заполнения камеры 18 отстоявшуюся воду с помощью верхнего отводного патрубка 20 при открытом вентиле 23 отводят из камеры 18 по трубопроводу 16. Часть воды, содержащую неосевшие механические примеси, сбрасывают с помощью остальных отводных патрубков 20 через вентили 22. После этого через устройство 19 механические примеси выгружаются из аппарата. Благодаря соединению устройства для подачи исходной суспензии с входными патрубками сепарирующих элементов для выделения нефти уменьшается время пребывания глобул нефти во вращающемся потоке, поэтому они не дробятся в сепарирующих элементах на мелкие капли, таким образом увеличивается эффективность их выделения. В результате того, что цилиндрические части сепарирующих элементов для выделения нефти последовательно примыкают друг к другу и каждый входной патрубок, кроме крайних, выполнен общим для двух смежных элементов, все сепарирующие элементы гидравлически связаны между собой, что обеспечивает оптимальное распределение исходного потока по ним. Кроме того, любое колебание входного потока распределяется между всеми элементами, и поэтому воздействие колебания на единичный сепарирующий элемент уменьшается пропорционально их количеству. Наличие общих входных патрубков, расположенных так, что каждый последующий патрубок направлен в сторону, противоположную предыдущему, создает симметричный вращающийся поток внутри каждого сепарирующего элемента, что также уменьшает влияние пульсаций внутри аппаратов, обеспечивая устойчивый центральный поток и позволяя максимально сконцентрировать выделенную нефть в приосевой зоне. Количество нефти в нефтепромысловых сточных водах является малым по сравнению с количеством отводимой воды, поэтому расход пескового потока незначительно отличается от расхода исходной суспензии. Это позволяет выполнить сечение пескового патрубка элементов блока для выделения нефти равным их входным сечениям, а сами песковые патрубки тангенциально установить к сепарирующим элементам для разделения механических примесей и воды. Это дает возможность исключить промежуточные устройства и трубопроводы от элементов для выделения нефти к элементам для разделения мехпримесей и воды, уменьшив тем самым общее гидравлическое сопротивление и увеличив эффективность процесса разделения. Стабильность нефтяного вихря в элементах блока выделения нефти обусловлена также постепенным плавным переходом от цилиндрического вращения вначале сепарирующих элементов к вращению в конусе. Это достигается благодаря малому углу конусности (1-3^о). При выполнении угла конусности более 3^о большая часть исходного потока пойдет в слив, что приведет к разбавлению выделенной нефти водой. Благодаря снабжению камеры сгущенной фракции отводными патрубками для сбора воды, установленными на разных уровнях, обеспечивается дополнительное обезвоживание сгущенной фракции. Таким образом, в предлагаемой установке улучшается гидродинамика процесса разделения, уменьшается пребывание глобул нефти в вихревом турбулентном потоке, обеспечивается дополнительное обезвоживание сгущенной фракции, что увеличивает эффективность разделения нефтепромысловых сточных вод.

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД, содержащая устройство для подачи исходной суспензии, сепарирующие элементы для разделения механических примесей и воды, связанные с сепарирующими элементами для выделения нефти, камеру сгущенной фракции, соединенную с песковыми патрубками сепарирующих элементов для разделения механических примесей и воды, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности разделения, устройство для подачи исходной суспензии соединено с входными патрубками цилиндроконических сепарирующих элементов для выделения нефти, цилиндрические части которых последовательно примыкают друг к другу, при этом каждый входной патрубок, кроме крайних, выполнен общим для двух смежных сепарирующих элементов и каждый последующий из них расположен с противоположной предыдущему стороны, а площадь входного сечения каждого сепарирующего элемента равна площади поперечного сечения его пескового патрубка, соединенного с равным ему по площади входным патрубком сепарирующего элемента для разделения механических примесей и воды, камера сгущенной фракции снабжена отводными патрубками для сбора воды, установленными на разных уровнях и соединенными между собой коллектором. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что конические части сепарирующих элементов блока для выделения нефти выполнены с углом конусности 1 - 3^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6