Устройство для разделения многофазных текучих сред

Авторы патента:

B01D17/025 - под действием силы тяжести в отстойных резервуарах

Владельцы патента RU 2340384:

НОРСК ХЮДРО АСА (NO)

Изобретение относится к устройству для разделения многофазных текучих сред и может использоваться в любых отраслях промышленности. Устройство содержит цилиндрический резервуар с входным отверстием и отверстиями для выхода жидкости с большей плотностью, для выхода жидкости с меньшей плотностью, для выхода газа. К входу резервуара подсоединен горизонтальный трубчатый сепаратор. Трубчатый сепаратор образует продолжение магистрального трубопровода для транспортирования разделяемой текучей среды и имеет диаметр, который больше диаметра магистрального трубопровода. В нем обеспечивается стратифицированное течение текучей среды, поступающей в резервуар. Технический результат состоит в повышении эффективности разделения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройству, а именно к сепаратору для разделения многофазной текучей среды, содержащему предпочтительно цилиндрический резервуар, имеющий входное отверстие, первое выходное отверстие для жидкости с большей плотностью (например, воды), второе выходное отверстие для жидкости с меньшей плотностью (например, нефти) и третье выходное отверстие - для газа.

Известен аналог, содержащий гравитационные сепараторы вышеуказанного типа для разделения текучих сред, таких как нефть, вода и газ, которые используются в ряде случаев в технологических установках, предназначенных для непрерывного процесса производства и установленных на платформах и судах или на морском дне. Однако такие сепараторы в силу зависимости от производительности являются громоздкими и тяжелыми, и для их размещения требуются большие площади.

Кроме того, известен аналог, в котором предложен новый тип сепаратора, называемый трубчатым сепаратором, разработанный заявителем настоящего изобретения и основанный на процессе разделения в трубопроводе за счет ламинарного течения в нем отделяемой текучей среды. Такой тип сепаратора весьма эффективен, требует мало места для размещения и может быть использован на больших глубинах моря. Указанный тип сепаратора показан и описан в патентом документе ЕР 0977621.

Объектом настоящего изобретения является сепаратор, основанный на сочетании принципов работы двух указанных выше типов сепаратора, в котором достигается дополнительное, более эффективное разделение текучей среды (на отдельные фазы).

Настоящее изобретение характеризуется тем, что к входному отверстию резервуара подсоединен трубчатый сепаратор. Трубчатый сепаратор образует продолжение магистрального трубопровода для транспортировки разделяемой текучей среды и присоединен к резервуару или частично входит в указанный резервуар в соответствии с приложенным пунктом 1 формулы изобретения.

За счет первой частичной сепарации поступающей текучей среды в трубчатом сепараторе перед дальнейшим ее разделением в резервуаре процесс разделения оптимизируется, за счет чего достигается большая производительность и уменьшается необходимый объем сепаратора.

Пункты 2 и 3 формулы определяют выгодные для использования особенности настоящего изобретения.

Настоящее изобретение далее будет описано более подробно с помощью примеров воплощения и со ссылкой на приложенный чертеж, представляющий собой упрощенное изображение устройства, соответствующего изобретению.

Как показано на чертеже, настоящее изобретение включает в себя традиционный гравитационный сепаратор 1, содержащий предпочтительно цилиндрический резервуар, выполненный с входным отверстием 2, первым выходным отверстием 3, предназначенным для жидкости с большей плотностью (например, воды), вторым выходным отверстием 4 для жидкости с меньшей плотностью (например, нефтью) и третьим выходным отверстием 5 для газа.

Предпочтительно в концевой части резервуара 1 размещена перегородка 8. Она проходит в направлении верха резервуара и создает препятствие для перетекания жидкости с меньшей плотностью (нефти) в камеру 9, сформированную внутри резервуара 1 с правой стороны, где расположен второй выходной патрубок 4.

Существенная особенность предложенного решения в соответствии с настоящим изобретением заключается в том, что трубчатый сепаратор 6 присоединен к входному отверстию 2 обычного гравитационного сепаратора 1. Трубчатый сепаратор 6 образует продолжение магистрального трубопровода 7 для транспортировки разделяемой текучей среды и частично входит внутрь гравитационного сепаратора 1. Диаметр трубчатого сепаратора 6 больше диаметра питающего трубопровода 7 и является достаточно большим для реализации стратифицированного течения. Трубчатый сепаратор располагают преимущественно горизонтально, что, кроме того, является условием, обеспечивающим разделение потока на отдельные слои. Требование в отношении горизонтальности зависит от скорости течения, т.е. чем больше скорость течения потока, тем больше требование к горизонтальности расположения. Кроме того, необходимая степень горизонтальности трубчатого сепаратора зависит от того, двухфазным или трехфазным будет поток текучей среды. Для трехфазного потока к горизонтальности трубчатого сепаратора 6 будут предъявляться большие требования.

Решение, отображенное на чертеже, представляет собой сепаратор нефти, воды и, возможно, газа, т.е. сепаратор для трехфазной среды, причем для случая непрерывного поступления воды. При непрерывном притоке воды предпочтительно располагать входное отверстие 2 таким образом, чтобы выходной патрубок трубчатого сепаратора 6 проходил внутрь гравитационного сепаратора 1 на уровне, обеспечивающем поступление текучей среды в слой воды (водяную фазу), образованный в сепараторе 1. С другой стороны, в случае непрерывного поступления нефти предпочтительно располагать входное отверстие так, чтобы приточная текучая среда поступала в нефтяную фазу в сепараторе 1.

Две жидкостные фазы (нефть/вода), поступившие в трубчатый сепаратор 6, постепенно по мере их прохождения по трубчатому сепаратору 6 будут разделяться с постепенным формированием слоев нефти и воды со средними размерами толщины слоев на входе в обычный гравитационный сепаратор 1 значительно большими, чем в случае не использования трубчатого сепаратора. Это приведет к тому, что дальнейшее разделение в обычном сепараторе будет происходить значительно быстрее, и обычный сепаратор может быть выполнен значительно меньших размеров.

Газ будет отделяться значительно быстрее, чем будет происходить разделение нефти и воды, поскольку плотность газа намного меньше плотностей этих двух текучих сред. Следовательно, газ и газовые пузыри, когда они достигают резервуара 1, будут быстро подниматься к поверхности жидкости с образованием над поверхностью жидкости в резервуаре газовой фазы, которая будет отводиться из резервуара посредством выходного отверстия 5.

Если ожидается высокая величина отношения газ/жидкость, то гравитационный сепаратор 1 предпочтительно должен быть снабжен входным приспособлением для демпфирования пульсаций давления в потоке текучей среды, например входное приспособление, содержащее корпус, внутри которого образован открытый сверху и снизу спиральный канал, такое, как описано в поданной заявителем заявке на выдачу европейского патента №1069957. В таком случае входное отверстие 2 должно быть размещено на уровне, превышающем уровень расположения жидкостной фазы в сепараторе 1.

Переходный участок между трубчатым сепаратором 6 и гравитационным сепаратором 1 должен быть выполнен таким, чтобы в потоке возникали минимальные касательные напряжения. Это достигается за счет использования гладких труб с минимальной кривизной изгиба (предпочтительно, чтобы изгиба вообще не было).

Вход трубчатого сепаратора предпочтительно может быть соединен с устройством (не показано) для демпфирования пульсаций в многофазном потоке, поступающем на вход в сепаратор.

Настоящее изобретение, ограниченное формулой настоящего изобретения, не ограничивается описанным выше примером, иллюстрируемым на сопровождающем чертеже. Следовательно, настоящее изобретение может быть использовано для разделения текучих сред, отличающихся от нефти, воды и газа.

1. Устройство для разделения многофазной текучей среды, содержащее цилиндрический резервуар (1), имеющий входное отверстие (2), первое выходное отверстие (3) для жидкости с большей плотностью, второе выходное отверстие (4) для жидкости с меньшей плотностью и третье выходное отверстие (5) для газа, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит трубчатый сепаратор (6), соединенный напрямую с входным отверстием (2) резервуара (1), и магистральный трубопровод (7), соединенный с входным отверстием трубчатого сепаратора (6), при этом указанный трубчатый сепаратор (6) образует продолжение магистрального трубопровода (7), а трубчатый сепаратор (6) имеет диаметр, который больше диаметра магистрального трубопровода (7) и расположен преимущественно горизонтально для обеспечения стратифицированного течения текучей среды, поступающей в резервуар (1).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что текучая среда включает в себя нефть, воду и газ, при этом в случае поступления воды в качестве непрерывной фазы входное отверстие (2) размещено в резервуаре (1) на уровне, соответствующем ожидаемому уровню водяной фазы в резервуаре (1).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что текучая среда включает в себя нефть, воду и газ, при этом в случае поступления нефти в качестве непрерывной фазы входное отверстие (2) расположено в резервуаре (1) на уровне, соответствующем ожидаемому уровню нефтяной фазы в резервуаре (1).

Изобретение относится к устройствам по разделению двух несмешивающихся жидкостей и может быть применено для очистки сточных вод ливневой канализации от нефтепродуктов.

Способ отстаивания // 2104737

Устройство для очистки сточных вод от нефтепродуктов // 1703161

Изобретение относится к устройствам для очистки сточных вод промышленных предприятий и может быть использовано в топливной промышленности для централизации сбора смеси, для утилизации в качестве основного или резервного топлива на ТЭЦ.

Устройство для разделения жировых суспензий // 1562001

Изобретение относится к устройствам для разделения жировых суспензий, может найти применение в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности и позволяет повысить эффективность разделения суспензий за счет организации зон агрегирования жировых частиц и обеспечения возможности увеличения их концентрации при струйном течении по одной линии тока в емкости для разделения.

Трехфазный сепаратор // 1073925

Устройство для разделения трехфазной смеси // 1015516

Изобретение относится к устройствам для разделения смесей газ-жидкость-жидкость. .

Система и способ разделения потока флюида // 2412738

Изобретение относится к системе разделения потока флюида, содержащего газ, легкую жидкость и тяжелую жидкость, и может использоваться для обработки продукции скважин

Способ разделения потока воды, имеющей сложные загрязнения, по видам загрязнения и устройство для его осуществления // 2457011

Изобретение относится к нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и касается способа разделения потока воды, имеющей сложные загрязнения, по видам загрязнения и устройства для его осуществления

Способ разделения неустойчивых эмульсий и устройство для его осуществления (варианты) // 2536143

Группа изобретений относится к химической, металлургической и другим областям промышленности, в частности к технологическим процессам, связанным с разделением несмешивающихся жидкостей различной плотности. Способ разделения неустойчивых эмульсий включает процессы гравитационной сепарации с отводом фракций: обогащенной легкими компонентами - вверх, а тяжелыми компонентами - вниз. При этом в сепарационную емкость вводят буферный блок и производят гашение скорости входного потока жидкости, затем распределяют его равномерно по всей ширине сепарационной емкости, при этом вводят тонкослойный отстойник и интенсифицируют процесс разделения на слои - верхний и нижний, соответственно, легких и тяжелых фракций жидкости путем отстаивания в тонком слое. Для оптимизации гидрофобной, например углеводородов, и гидрофильной, например воды, сепарации регулируют положения границы раздела между легкой и тяжелой фракциями жидкости с помощью регулировочного устройства, изменяющего уровень выхода тяжелой фракции жидкости в зависимости от отношения плотностей легкой и тяжелой фракций жидкости. Процесс сепарации производят при значении высоты слоя легкой фракции жидкости в сепараторе, соответствующем интервалу 0,3-0,5 от значения общей высоты сепарационной емкости, а для выгрузки механических примесей дно устройства выполняют либо пирамидальным для удаления механических примесей с помощью насоса, либо на ровное дно устройства устанавливают короба для сбора и удаления механических примесей. Согласно первому варианту устройство для разделения неустойчивых эмульсий включает гравитационный сепаратор, выгрузной узел для удаления разделенных жидкостей из устройства. При этом в сепарационную емкость введена и установлена буферная емкость, в которой выполнено щелевидное отверстие по всей ширине устройства, с возможностью вытекания по ней жидкости, и введен тонкослойный отстойник, который выполнен из одного или нескольких последовательно установленных модулей в виде V- или W-образных набранных пластин. Выгрузной узел содержит подвижное корыто и выполнен регулируемым с возможностью изменения высоты отбора тяжелой фракции жидкости при помощи подвижного корыта или при помощи установки проставок различной высоты, а для выгрузки механических примесей дно устройства выполнено пирамидальным, в котором расположена система форсунок для размыва механических примесей. Согласно второму варианту в сепарационную емкость устройства для разделения неустойчивых эмульсий введена система перегородок, установленных в шахматном порядке и поднятых относительно дна на 150-200 мм, при этом выгрузной узел содержит подвижное корыто и выполнен регулируемым с возможностью изменения высоты отбора тяжелой фракции жидкости при помощи подвижного корыта или при помощи установки проставок различной высоты, а для выгрузки механических примесей дно сепарационной емкости устройства выполнено плоским, по торцам которого расположены люки. Техническим результатом группы изобретений является повышение эффективности разделения неустойчивых эмульсий. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 7 ил.

Сепарационная установка // 2563505

Изобретение относится к области оборудования для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для разделения продукции нефтяных скважин на нефть и воду. Сепарационная установка содержит колонну с трубопроводами подвода газожидкостной смеси и отвода нефти, воды и газа, при этом колонна выполнена составной из соединенных между собой двух и более секций, каждая из которых содержит прямолинейный участок трубы, трубопроводы подвода газожидкостной смеси и отвода нефти и воды соединены с секциями патрубками подвода газожидкостной смеси и отвода нефти и воды, а выводы патрубков отвода нефти и воды соединены, соответственно, с нефтеотстойными и водоотстойными участками секций. Нижний конец каждой секции заглушен. При этом диаметры секций выполнены равными или неравными, углы наклона секций выполнены равными или неравными. Секции выполнены в виде шурфов. Оси секций расположены перпендикулярно или наклонно к горизонтальной поверхности, длины секций равные или неравные, гидравлические сопротивления патрубков подвода газожидкостной смеси равные или неравные. Патрубки отвода воды расположены внутри секций. Патрубки отвода нефти подсоединены к боковым стенкам секций. Патрубки отвода воды выполнены с возможностью изменения длины. Расстояние между осями секций равное или неравное, оси секций расположены в одной или разных вертикальных плоскостях. Стенки секций контактируют или не контактируют между собой, верхний конец каждой секции заглушен. Техническим результатом является повышение интенсивности процесса сепарации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды // 2588234

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды на нефтяных месторождениях поздней стадии разработки. Технический результат - повышение эффективности кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды. По способу замеряют приемистость нагнетательной скважины. Подают продукцию одной или более добывающих скважин в скважину или шурф для предварительного сброса воды. Замеряют количество сырой нефти и газа, а также обводненность сырой нефти, плотность нефти и воды, поступающих в скважину или шурф для предварительного сброса воды. Делят скважинную продукцию на частично обезвоженную нефть, газ и воду. Направляют частично обезвоженную нефть и газ в сборный коллектор. Подают сброшенную воду в нагнетательную скважину. Определяют совместимость сброшенной воды с водой пласта. При совместимости вод нагнетательную скважину оснащают устройством для создания давления воды, достаточного для закачки воды в пласт, выполненного с возможностью изменения подачи и, в том числе, минимальной подачи. Определяют соответствие качества сброшенной воды геологическим условиям пласта. При неудовлетворительном качестве сброшенной воды ее направляют в сборный коллектор. При удовлетворительном качестве сброшенной воды ее направляют в нагнетательную скважину. Замеряют количество поступающей в нагнетательную скважину сброшенной воды. Затем с выбранным постоянным или переменным шагом производят увеличение подачи устройства для создания давления воды. Увеличение подачи воды производят до тех пор, пока качество сброшенной воды удовлетворяет геологическим условиям пласта. При этом, когда из скважины или шурфа для предварительного сброса воды частично обезвоженная сырая нефть с газом поступает в сборный коллектор, то на входе в скважину или шурф повышают давление поступающей скважинной продукции по меньшей мере на величину потерь давления при сепарации, и/или повышают количество сбрасываемой воды, и/или пропускают через скважину или шурф всю скважинную продукцию, проходящую по сборному коллектору. Повышение давления обеспечивают таким образом, что всю частично обезвоженную нефть с газом направляют в сборный коллектор. При этом исключают возможность попадания нефти в трубопровод отвода воды. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ разделения несмешивающихся жидкостей разной плотности и устройство для его осуществления // 2622774

Группа изобретений относится к технологии и оборудованию для гравитационного разделения несмешивающихся жидкостей разной плотности, например, таких как водометанольный раствор и углеводородный конденсат, может использоваться в составе технологического оборудования установок низкотемпературной сепарации и абсорбционной осушки газа. Исходную газожидкостную смесь подают через узел входа, равномерно распределяют ее по сечению потока и направляют в узел коагуляции с последующим гравитационным разделением в зоне отстаивания. Осуществляют сепарацию легкой фазы через сепарирующую насадку. Выводят тяжелую фазу. Легкую фазу выводят через отводной патрубок, соединенный с поплавком узла слива. В зоне вывода легкой фазы устанавливают поплавок обтекаемой формы с выпуклой частью, обращенной навстречу потоку жидкости, плавно разделяют поток жидкости при горизонтальном движении, по меньшей мере, на два направления и увеличивают длину зоны отстаивания. При этом регулируют величину погружения отводного патрубка относительно уровня жидкости и непрерывно выводят верхний слой легкой фазы. При сборе и выводе легкой фазы организуют дополнительную многостадийную сепарацию легкой фазы путем размещения дополнительных сепарирующих насадок. Поплавок выполнен обтекаемой формы и содержит выпуклую часть, обращенную навстречу потоку жидкости, торцовую часть, образованную секущей поперечной плоскостью, внутреннее свободное пространство, в котором размещен отводной патрубок и перекрытое сепарирующей насадкой, закрепленной в торцовой части поплавка. Технический результат: максимальный сбор исключительно верхнего слоя легкой фазы независимо от уровня жидкости при непрерывном функционировании устройства и с различным расходом исходной смеси, и, соответственно, повышение качества выводимых разделенных фаз. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ концентрирования микроэлементов // 2640337

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в практике аналитических, агрохимических, медицинских лабораторий. Осуществляют концентрирование микроэлементов для последующего аналитического определения путем соосаждения с диантипирилметаном, образующим в системе вода - минеральная кислота - тиоцианат аммония коллектор дитиоцианат диантипирилметания. Соосаждение микроэлентов ведут при оптимальной концентрации ионов водорода в интервале 0,05-2,0 моль/л и тиоцианат-ионов в интервале 0,05-2,0 моль/л. Обеспечивается уменьшение токсичности и повышение устойчивости анионного фона водного раствора к действию внешних факторов, повышение эффективности извлечения и расширение перечня извлекаемых ионов металлов. 2 табл., 1 пр.