Устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу



Устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу
Устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу
Устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу
Устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу
Устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу

 


Владельцы патента RU 2308312:

Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к подготовке нефти, в частности к разрушению водонефтяных эмульсий, и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Устройство включает трубопровод, центральную перегородку и дополнительные перегородки, параллельно и симметрично установленные относительно центральной перегородки. Технический результат: сокращение времени, необходимого для предварительного обезвоживания нефти, снижение металлозатрат на подготовку нефти, уменьшение объема дополнительного дозирования деэмульгатора. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к подготовке нефти, в частности к разрушению водонефтяных эмульсий, и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известно устройство, состоящее из трубопровода и установленного на конечном участке каплеукрупнителя, имеющего продольную горизонтальную перегородку, расположенную в центральной части поперечного сечения трубопровода, с помощью которого поток разделяют на две части, одну из которых в количестве 30-70% от общего объема смеси из верхней части каплеукрупнителя пропускают через слой воды, а вторую в количестве 30-70% отбирают из нижней его зоны и вводят в нефтяную фазу отстойного аппарата (см. а.с. 702068, С10G 33/06, опубл. БИ №45 от 05.12 1979).

Недостатками устройства являются необходимость наличия каплеукрупнителя, конструктивные особенности которого вызывают дополнительное диспергирование водонефтяной эмульсии при интенсивном ее перемешивании за счет турбулентных гидродинамических эффектов, возникающих при переходе из трубы малого диаметра в каплеукрупнитель конусного профиля, и недостаточность процесса разрушения эмульсии при ее транспортировании до ввода в отстойную аппаратуру из-за близкого расположения каплеукрупнителя и отстойного аппарата.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу, включающее трубопровод и продольную перегородку, установленную в центральной части его поперечного сечения (см. а.с. 1142499, С10G 33/06, В01D 17/04, опубл. БИ №8 от 28.02.1985).

Недостатком устройства является недостаточная эффективность разрушения водонефтяной эмульсии: выделившаяся свободная вода и крупные капли, оказавшиеся после перегородки в верхней части трубы, через край перегородки в задней ее части направляются вниз рассосредоточенными в потоке нефти. В результате часть потока водонефтяной эмульсии, оказавшаяся после перегородки ниже ее, в которой преобладают мелкие капли, проходит через рассосредоточенную в нефти воду на небольшом по длине участке, а следовательно, взаимодействие мелких капель и свободной воды либо незначительно, либо отсутствует вообще, что не позволяет максимально эффективно производить разрушение эмульсии.

Технической задачей изобретения является повышение качества разрушения водонефтяной эмульсии в системе нефтесбора, сокращение времени, необходимого для предварительного обезвоживания нефти, что приведет к снижению металлозатрат на подготовку 1 т нефти за счет сокращения потребного количества отстойной аппаратуры и уменьшения объема дополнительного дозирования реагента-деэмульгатора, подаваемого на установке подготовки нефти.

Техническая задача решается описываемым устройством для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу, включающим трубопровод и центральную перегородку, изготовленную в виде прямоугольной пластины, плавно свернутой по спирали, причем ее кромка на выходе повернута на 180° по отношению к кромке на входе эмульсии.

Новым является то, что трубопровод снабжен дополнительными перегородками, параллельно и симметрично установленными относительно центральной перегородки, при этом все перегородки снабжены на выходе эмульсии конечными горизонтальными участками с длиной не менее 1,8 диаметра трубы, причем конечный горизонтальный участок каждой перегородки, расположенной ниже, выполнен длиннее не менее чем на 0,5 м аналогичного участка вышележащей перегородки.

На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 - горизонтальные участки перегородок предлагаемого устройства; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.1.

Предлагаемое устройство включает трубопровод 1 (см. фиг.1), центральную перегородку 2 и дополнительные перегородки 2', параллельно и симметрично установленные относительно центральной перегородки 2, которые способствуют обращению слоев потока жидкости. Конструктивно каждая из перегородок - центральная 2 и дополнительные 2'-представляет собой прямоугольный лист металла, прикрепленный плотно к стенкам трубопровода и свернутый плавно по спирали таким образом, что левый край начала листа в конце становится правым и наоборот, причем конечный горизонтальный участок каждой перегородки тем длиннее, чем ниже она расположена. На фиг.3 центральная перегородка 2 и дополнительные перегородки 2' представлены горизонтальным профилем и, по мере удаления по ходу потока угол наклона их к горизонту увеличивается и становится равным 90° (см. фиг.3) и 180° (см. фиг.4).

Такой профиль перегородок 2 и 2' (см. фиг.1) позволяет перевести самый нижний слой потока жидкости IV (см. фиг.3) в самый верхний (см. фиг.5) и наоборот (см. фиг.3-5), а остальные слои I-II-III, на которые разделяется входной поток жидкости, попадающий на перегородки 2 и 2' (см. фиг.1), обратить зеркально относительно центральной перегородки 2. При этом выделившаяся свободная вода самого нижнего слоя IV потока переходит в самый верхний, а самый верхний слой I с мелкими каплями, существенно преобладающими над крупными, переходит в самый нижний слой потока жидкости. Остальные слои, на которые разделяется входной поток эмульсии, попадающий на перегородки, обращают зеркально относительно центральной перегородки 2 свое расположение в потоке эмульсии. Часть потока эмульсии, оказавшаяся после набора перегородок 2 и 2' в самой верхней зоне трубопровода, стекая через край верхней перегородки, позволяет нижепротекающему слою пройти через «фильтр» воды, что приведет к переводу части мелких капель в водную среду. Наличие в предлагаемом устройстве нескольких перегородок 2 и 2' позволяет как сократить время гравитационного оседания мелких, не перешедших в водную среду, капель воды в 2-3 раза за счет уменьшения высоты их расположения от нижней образующей трубопровода 1, так и перевести оставшиеся капли в водную среду посредством фильтрования через нее послойно всего потока водонефтяной эмульсии.

Из промысловых исследований, в зависимости от вязкости, плотности, скорости водонефтяной эмульсии, перемещаемой по трубопроводу, получена минимальная длина горизонтального участка 3 и 3' перегородок 2 и 2', которая составляет не менее 1,8 диаметра трубопровода. Кроме того, каждый расположенный ниже горизонтальный участок 3 и 3' перегородки 2 или 2' должен быть не менее чем на 0,5 м длиннее вышележащей, что подтверждается необходимостью формирования равномерного перетока через край перегородки 2 или 2' свободной воды, через которую фильтруется нижепротекающий слой водонефтяной эмульсии, содержащий незахваченные капли воды с преобладанием тем большего размера, чем выше он расположен после перегородок 2 и 2'.

Таким образом, горизонтальные перегородки 2 и 2' способствуют ускорению разрушения водонефтяной эмульсии посредством осуществления фильтрования всех слоев ее потока через выделившуюся свободную воду, что в дальнейшем позволит повысить качество разрушения водонефтяной эмульсии в системе нефтесбора, сократить время, необходимое для предварительного обезвоживания нефти, и приведет к снижению металлозатрат (необходимого количества отстойной аппаратуры) на подготовку 1 т нефти и расхода реагента-деэмульгатора.

Пример конкретного выполнения.

Водонефтяную эмульсию, характеризующуюся следующими параметрами:

- производительность по жидкости - до 9600 м3/сут;

- обводненность - до 88%;

- вязкость - 78-200 мПа·с;

- плотность - 920-960 кг/м3;

- содержание сульфида железа - 75-1600 мг/дм3,

транспортировали по трубопроводу 1 диаметром 500 мм, с размещенным в нем устройством для разрушения водонефтяной эмульсии, состоящим из трех горизонтальных перегородок - центральной 2 и двух дополнительных 2'. Конечный горизонтальный участок 3' самой верхней перегородки 2' имел длину 1,2 м, а расположенные ниже - 2,0 м и 2,7 м соответственно. Скорость движения водонефтяной эмульсии была 0,3-0,6 м/с. Результаты проведенных исследований приведены в таблице.

Таблица
№ №Место зондированияОбъемная доля воды, %Раздел фаз в нефтепроводе (уровень воды), мм
верхнее сечение потокасреднее сечение потоканижнее сечение потока
1До устройства14,240,385,0150
2После устройства (через 2 м после его конца)6,523,1100,0 (вода)180

Как видно из данных таблицы, после предлагаемого устройства объемная доля волы в нефти в верхнем слое потока составила 6,5%, ближе к середине потока - 23,1%. По прототипу объемная доля воды в нефти в верхнем сечении потока составляла 12-24%.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства складывается из сокращения времени, необходимого для предварительного обезвоживания нефти, что ведет к снижению металлозатрат на подготовку 1 т нефти за счет сокращения потребного количества отстойной аппаратуры и к уменьшению объема дополнительного дозирования реагента-деэмульгатора, подаваемого на установке подготовки нефти. В результате применения устройства снижаются металлозатраты - высвобождается на узле предварительного отделения свободной пластовой воды 1-2 отстойных аппарата емкостью 200 м3 каждый, а также экономится реагент-деэмульгатор в расчете 5-10 г/т нефти.

1. Устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу, включающее трубопровод и центральную перегородку, изготовленную в виде прямоугольной пластины, плавно свернутой по спирали, причем ее кромка на выходе повернута на 180° по отношению к кромке на входе, отличающееся тем, что трубопровод снабжен дополнительными перегородками, параллельно и симметрично установленными относительно центральной перегородки, при этом все перегородки снабжены на выходе эмульсии конечными горизонтальными участками с длиной не менее 1,8 диаметра трубы, увеличивающейся сверху вниз.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конечный горизонтальный участок каждой перегородки, расположенной ниже, выполнен длиннее не менее чем на 0,5 м аналогичного участка вышележащей перегородки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к переработке жидких нефтешламов с повышенным содержанием механических примесей. .

Изобретение относится к установкам для очистки технических отработанных масел. .

Изобретение относится к получению асфальтенов при деасфальтизации тяжелых нефтей и природных битумов алканами C5-C16 или бензиновыми фракциями. .

Изобретение относится к процессам подготовки нефти для ее переработки, в частности к выделению из нефти твердых частиц, песка, воды. .

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при обезвоживании мазутных шламов при переработке их в топочный мазут. .

Изобретение относится к способам обезвоживания нефти и нефтепродуктов, газового конденсата, жидких углеводородов и может быть использовано в химической, газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей промышленности, при подготовке нефти и газа к транспортировке, а также в других областях техники для улучшения качества нефтепродуктов по содержанию дисперсной воды.

Изобретение относится к способам и устройствам для разделения эмульсий несмешивающихся жидкостей, в частности к сепараторам-фазоразделителям для установок вакуумной перегонки нефтяного сырья, и может найти применение в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности, улучшая при этом экологию окружающей среды.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для разделения химических элементов в растворе. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при подготовке нефтяной эмульсии на установках подготовки нефти. .

Изобретение относится к области сухой химической чистки одежды, в частности к сепаратору и способу для извлечения воды из растворителя при сухой химической чистке.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при добыче и транспорте нефти, в частности при проведении мероприятий по предотвращению солеотложений в сборных коллекторах групповых замерных установок.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обезвоживании нефти. .

Изобретение относится к области обработки воды, промышленных или бытовых сточных вод, преимущественно к области разделения нефтеводяной смеси для удаления из нее грубодисперсных и эмульгированных нефтепродуктов.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обезвоживании и обессоливании нефтяной эмульсии промежуточного нефтяного слоя, образующегося в резервуарах и отстойных аппаратах установок подготовки нефти.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обессоливании нефти. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к установкам для сбора и подготовки нефти и воды, и может быть использовано для разделения эмульсий.
Наверх