Устройство теплообменника для удаления парафина и смол из нефти перед ее транспортировкой



Устройство теплообменника для удаления парафина и смол из нефти перед ее транспортировкой
Устройство теплообменника для удаления парафина и смол из нефти перед ее транспортировкой
Устройство теплообменника для удаления парафина и смол из нефти перед ее транспортировкой

 


Владельцы патента RU 2501936:

Айсматуллин Ильмар Раисович (RU)
Шевченко Денис Евгеньевич (RU)
Иванов Владимир Анатольевич (RU)

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для удаления парафина и смол из нефти перед ее транспортировкой. Изобретение позволяет сократить материальные затраты на борьбу с парафиносмолистыми отложениями на стенках нефтепроводов. Достижение указанной цели основано на создании условий интенсивного выделения парафиносмолистых фракций из нефти на стенках теплообменника на начальной стадии ее транспортировки по сборному нефтепроводу. Устройство теплообменника для удаления парафина и смол из нефти включает автоматизированную групповую замерную установку, из которой добываемая продукция поступает в нефтесборный коллектор, на выходе автоматизированной групповой замерной установки устанавливают теплообменник, включающий холодильную технологическую емкость, внутри которой размещены охлаждаемые панели со съемными металлическими пластинами, нагревательную технологическую емкость, внутри которой размещен змеевик, и компрессор для осуществления циркуляции хладагента. 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для удаления парафина и смол из нефти перед ее транспортировкой.

Для борьбы с отложениями парафина и смол используются различные устройства: паропередвижные установки (ППУ) для пропарки линий; резиновые шары и торпеды; применение футерованных нефтепроводных труб; путевой подогрев продукции скважин при помощи огневых и электрических печей [1, с.55].

Применение ППУ для пропарки выкидных линий не всегда дает положительные результаты. Кроме того, этот метод дорогостоящий и требует значительных затрат. Нагретая продукция скважин остывает при движении по нефтепроводу на расстоянии 150-200 м и после прекращения пропарки сразу происходит забивание линий [1, с.55-56]. Запуск резиновых шаров и торпед в выкидные линии также не дает положительных результатов, из-за небольших давлений в выкидных линиях и очень вязкой нефти они застывают в выкидной линии, не доходя до замерно-дожимной установки [1, с.56].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству являются передвижные печи нагрева для предотвращения отложений парафина и смол путем нагрева нефти [2]. Для предотвращения отложений парафина и смол в зимний период требуется установка нагревателей стационарного типа. Кроме непосредственного подогрева высокопарафинистых нефтей в выкидных линиях и сборных коллекторах применяют прокладку параллельно обогреваемым линиям пароспутников [1, с.57].

К недостаткам устройств теплового метода борьбы с отложениями парафинов и смол следует отнести большие затраты на изготовление, монтаж и эксплуатацию нагревателей. Все известные устройства борятся с последствиями (с отложениями парафиносмолистых фракций), но не устраняют причину этого явления.

Целью изобретения является сокращение материальных затрат на борьбу с парафиносмолистыми отложениями на стенках нефтепроводов.

Достижение указанной цели основано на создании условий интенсивного выделения парафиносмолистых фракций из нефти на стенках теплообменника. На выкидной линии после автоматизированной групповой замерной установки (АГЗУ) устанавливается теплообменник, понижающий температуру продукции нефтяных скважин, с целью эффективного выделения парафина и смол из нефти на начальной стадии ее транспортировки по сборному нефтепроводу. Теплообменник состоит из холодильной технологической емкости, нагревательной технологической емкости и компрессора. Холодильная технологическая емкость представляет собой технологический объем, в котором расположены охлаждаемые панели, с прилегающими к ним съемными металлическими пластинами. Вдоль охлаждаемых панелей со съемными металлическими пластинами пропускается продукция скважин. Выделение парафиносмолистых фракций происходит на съемных металлических пластинах. Далее продукция скважин, из которой удалены парафиносмолистые фракции, поступает в нагревательную технологическую емкость, внутри которой расположен змеевик для пропускания через него хладагента. В нагревательной емкости тепло, отобранное в холодильной емкости, возвращается продукции скважин. Компрессор осуществляет циркуляцию хладагента через холодильную и нагревательную технологические емкости.

Именно устройство теплообменника, включающего холодильную технологическую емкость, внутри которой размещены охлаждаемые панели со съемными металлическими пластинами, нагревательную технологическую емкость, внутри которой размещен змеевик, и компрессор для осуществления циркуляции хладагента, является сущностью данного изобретения.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна». При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «существенные отличия».

Сущность заявляемого устройства теплообменника для удаления парафина и смол из нефти перед ее транспортировкой поясняется следующими чертежами.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства теплообменника.

На фиг.2 приведена принципиальная схема устройства холодильной технологической емкости.

На фиг.3 приведена принципиальная схема устройства нагревательной технологической емкости.

Устройство теплообменника (фиг.1) включает компрессор 1, который соединен с холодильной технологической емкостью 2 и с нагревательной технологической емкостью 3. Технологические емкости 2 и 3 соединены между собой. На выходе из холодильной технологической емкости 2 установлено тепловое реле 4, выход которого соединен с компрессором 1.

Устройство холодильной технологической емкости (фиг.2) включает охлаждаемые панели 5, с прилегающими к ним съемными металлическими пластинами 6. Линия тока 7 показывает направление потока продукции скважин.

Устройство нагревательной технологической емкости (фиг.3) включает патрубок ввода хладагента 8, змеевик 9, патрубок вывода хладагента 10.

Сущность изобретения заключается в том, что продукция нефтяных скважин от АГЗУ поступает в холодильную технологическую емкость 2 (фиг.1) теплообменника. В холодильной емкости продукция скважин пропускается вдоль охлаждаемых панелей со съемными металлическими пластинами, на которых происходит выделение парафиносмолистых фракций. Охлаждение панелей происходит с помощью компрессора, который закачивает хладагент под большим давлением (порядка 20 атм) через капилляры. Поглощение тепла происходит при истечении жидкого хладагента из капилляра и испарении его при пониженных давлениях (порядка 1 атм). В зависимости от типа хладагента температура охлаждаемых панелей может достигать низких отрицательных температур (-40°C). Температура на выходе из холодильной технологической емкости 2 (фиг.1) задается с помощью теплового реле 4 (фиг.1). Тепловое реле 4 управляет работой компрессора 1, т.е. отключает и включает компрессор 1 при необходимости. Далее продукция скважин из холодильной технологической емкости поступает в нагревательную технологическую емкость 3 (фиг.1). В нагревательной емкости размещен змеевик 9 (фиг.3), в который компрессор закачивает хладагент. В змеевике нагретый в результате сжатия хладагент остывает, переходит в жидкое состояние и отдает тепло, отобранное в холодильной емкости, от продукции скважин. По мере накопления парафиносмолистых отложений на съемных металлических пластинах их заменяют на чистые.

Геометрические размеры теплообменника, которые в основном определяются размерами холодильной технологической емкостью, можно определить из уравнения теплового баланса [2]:

,

где Q - объемный расход нефти; c - теплоемкость нефти; γ - удельный вес нефти; D - внутренний диаметр трубопровода; L - длина трубопровода; Тн и Тк - температура в начале и конце трубопровода; То - температура окружающей среды; k - коэффициент теплопередачи от нефти через стенку трубы в окружающую среду.

Из уравнения теплового баланса длина холодильной технологической емкости Lo, на которой происходит выделение парафиносмолистых отложений, равна:

,

где πD=2·n·h, h - высота съемных металлических пластин; n - количество охлаждаемых панелей.

Использование теплообменника для удаления парафина и смол из нефти перед ее транспортировкой позволяет удалить из нефти парафиносмолистые фракции на начальной стадии ее транспортировки и тем самым сократить материальные затраты на борьбу с парафиносмолистыми отложениями на стенках нефтепроводов.

Источники информации, принятые во внимание

1. Байков Н.М., Колесников Б.В., Челпанов П.И. Сбор, транспорт и подготовка нефти. - М: Недра, 1975. - 317 с.

2. Борьба с отложениями парафина / Под ред. Г.А. Бабаляна. // Михальков П.В., Кравченко Л.М. Оценка возможности применения теплового метода борьбы с отложениями парафина. - М: Недра, 1965, с.166-169.

Устройство теплообменника для удаления парафина и смол из нефти перед ее транспортировкой, включающее автоматизированную групповую замерную установку, из которой добываемая продукция поступает в нефтесборный коллектор, отличающееся тем, что на выходе автоматизированной групповой замерной установки устанавливают теплообменник, включающий холодильную технологическую емкость, внутри которой размещены охлаждаемые панели со съемными металлическими пластинами, нагревательную технологическую емкость, внутри которой размещен змеевик, и компрессор для осуществления циркуляции хладагента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области снижения влияния механической примеси на работу внутрискважинного оборудования. Устройство содержит электроцентробежный насос, четвертьволновые резонаторы, расположенные под погружным электродвигателем, спускаемым в скважину на насосно-компрессорных трубах.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам промывки скважин, оборудованных насосами. Способ включает прокачку в скважину насосным агрегатом промывочной жидкости, представляющей собой водный раствор композиции поверхностно-активных веществ, через межтрубное пространство в скважинный насос и обратно по колонне насосно-компрессорных труб на поверхность.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для интенсификации добычи углеводородного сырья с большим содержанием парафинов.

Изобретение относится к извлечению углеводородов из подземных продуктивных пластов, в частности к способам очистки трещины гидроразрыва. .

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для увеличения притока нефти и борьбы с образованием отложений солей в скважинах.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для ликвидации и предотвращения образования асфальтосмолистых и парафиновых отложений (АСПО) в нефтегазодобывающих скважинах и нефтепроводах, а также других отложений в различных трубопроводах.

Изобретение относится к технике и технологии добычи углеводородов и может найти применение при очистке ствола или пласта добывающей, нагнетательной или артезианской скважины.
Изобретение относится к нефтяной промышленности, предназначено для обработки околоскважинного пространства продуктивного пласта и применяется при освоении и очистке призабойной зоны.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для предпусковой очистки скважины от тяжелой скважинной жидкости. .

Изобретение относится к способу добычи в естественном залегании битумов или особо тяжелой нефти из близких к поверхности месторождений нефтеносного песка, в котором для уменьшения вязкости битума или особо тяжелой нефти в месторождение вводят тепловую энергию, при этом применяют, по меньшей мере, одну транспортировочную трубу для транспортировки сжиженного битума или особо тяжелой нефти и, по меньшей мере, одну трубу для ввода тепловой энергии, которые проходят обе параллельно.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче высоковязкой нефти, а также в скважинах, эксплуатируемых длительный период времени с высокой вероятностью образования гидратно-парафиновых пробок.

Изобретение относится к горному делу и может применяться для тепловой обработки продуктивного пласта высоковязкой нефти, восстановления гидравлической связи пласта со скважиной, увеличения нефтеотдачи пластов с высоковязкой нефтью и дебита скважин, а также возобновления эксплуатации нерентабельных скважин на нефть, природный газ, на пресные, минеральные и термальные воды.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к повышению нефтеотдачи пластов. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для создания оптимального теплового режима в добывающих нефтяных скважинах и нефтепроводах для предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений в насосно-компрессорных трубах (НКТ) нефтяных скважин и нефтепроводах.

Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышленности, и может быть использовано для активизации и возобновления притоков в нефтяных и газовых скважинах. .

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к конструкции многофункциональной установки для одновременного питания погружного электродвигателя и обогрева скважинной жидкости, или раздельного выполнения указанных действий.

Изобретение относится к устройствам (лубрикаторам), обеспечивающим проведение геофизических исследований и работ в газовых скважинах приборами и инструментами на геофизическом кабеле. Лубрикатор содержит присоединительный фланец, превентор, секционную камеру и уплотнительное устройство. Уплотнительное устройство состоит из герметичного корпуса и уплотнительных элементов, установленных в корпусе. На наружной поверхности корпуса уплотнительного устройства закрепляется взрывозащищенный нагревательный элемент прямого нагрева, изолированный от окружающей среды теплоизоляционной прокладкой и защитным кожухом. Нагревательный элемент подключается к электрической сети промышленной частоты. Технический результат заключается в создании простого, надежного и дешевого устройства. Повышается эффективность работы лубрикатора в условиях возможного образования в его уплотнительном устройстве ледово-гидратных пробок. 1 ил.
Наверх