Установка для обработки продукции скважин

Авторы патента:

E21B43/34 - устройства для разделения материалов, добытых из скважины (сепараторы как таковые, см. соответствующие подклассы)

C10L1/32 - в виде угольно-нефтяных суспензий или водных эмульсий

C10L1/04 - на основе смесей углеводородов

C07C7/00 - Очистка; разделение; стабилизация; использование добавок (обработка газообразных смесей неопределенного состава, полученных крекингом углеводородных масел C10G 70/00)

B01D19/00 - Удаление газов из жидкостей

B01D17/04 - расслаивание эмульсий

Владельцы патента RU 2604242:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) (RU)

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к подготовке товарной нефти. Установка подготовки продукции скважин включает подводящий трубопровод, устройство подогрева, узел разрушения бронирующих оболочек, соединенный с концевым делителем фаз, трехфазный сепаратор с линией отвода воды, нефтяную и водяную буферные емкости, линию выхода воды, соединенную посредством кустовой насосной станции с входом узла разрушения бронирующих оболочек, при этом концевой делитель фаз снабжен двумя дозвуковыми соплами с возбудителями акустических колебаний в виде упругих пластин, закрепленных на соплах поперек потока воды, первый из которых с постоянной настройкой, а второй - с возможностью изменения длины активной части, при этом сопла соединены с кустовой насосной станцией патрубком. Технический результат: повышение воздействия на бронирующие оболочки эмульсии за счет суммарной амплитуды двух возбудителей колебаний; расширение частотного диапазона колебаний за счет применения биений и изменения их частоты путем регулирования рабочей длины одного из двух возбудителей колебаний; упрощение узла разрушения бронирующих оболочек в связи с применением дозвукового сопла, которое конструктивно и технологически просто для реализации. 3 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к подготовке товарной нефти.

Известна установка для обработки ловушечной нефти, содержащая двухпродуктовый и трехпродуктовый гидроциклоны, соединенные между собой через насос, сливные патрубки которых соединены с разделительным резервуаром. Установка снабжена дозатором деэмульгатора, блоком подачи пресной воды и узлом разрушения бронирующих оболочек с устройством для акустической коалесценции с механическим возбудителем акустического сигнала [а.с. SU №10474491, кл. В01D 17/00. 1983].

Недостатками этой установки являются низкая эффективность узла разрушения бронирующих оболочек, обусловленная ограниченностью частотного диапазона акустического сигнала, и конструктивная сложность возбудителя акустического сигнала.

Наиболее близкой по конструкции и достигаемым результатам является установка подготовки продукции скважин, включающая подводящий трубопровод, трехфазный сепаратор, водяную и нефтяную буферные емкости, устройство подогрева и устройство разрушения бронирующих оболочек, причем линия отвода воды соединена с трехфазным сепаратором, а линия выхода воды соединена посредством кустовой насосной станции с входом узла разрушения бронирующих оболочек. Процесс разрушения бронирующих оболочек осуществляется гидродинамическим способом в сильно развитом турбулентном течении в узле разрушения бронирующих оболочек, соединенном с концевым делителем фаз. В качестве узла разрушения бронирующих оболочек используется сопло Лаваля [пат. RU №2045982, кл. B01D 17/00, B01D 19/00. 1995].

Недостатком известной установки, принятой в качестве прототипа, является низкая эффективность узла разрушения бронирующих оболочек, обусловленная ограниченностью частотного диапазона акустического сигнала. Кроме того, использование сопла Лаваля для разрушения бронирующих оболочек эмульсии неэффективно, поскольку оно предназначено для сверхзвуковых режимов работы, т.е. для воды это более 1490 м/сек, а такие скорости потоков в устройствах подготовки продукции скважин не применяются.

Задача - повышение эффективности узла разрушения бронирующих оболочек путем расширения частотного диапазона акустического сигнала.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в установке подготовки продукции скважин, включающей подводящий трубопровод, устройство подогрева, узел разрушения бронирующих оболочек, соединенный с концевым делителем фаз, трехфазный сепаратор с линией отвода воды, нефтяную и водяную буферные емкости, линию выхода воды, соединенную посредством кустовой насосной станции с входом узла разрушения бронирующих оболочек, в отличие от прототипа концевой делитель фаз снабжен двумя дозвуковыми соплами с возбудителями акустических колебаний в виде упругих пластин, закрепленных на соплах поперек потока воды, первый из которых с постоянной настройкой, а второй - с возможностью изменения длины активной части, при этом сопла соединены с кустовой насосной станцией патрубком.

На фиг. 1 приведена схема узла разрушения бронирующих оболочек.

На фиг. 2 показано устройство нерегулируемого возбудителя колебаний.

На фиг. 3 показано устройство регулируемого возбудителя колебаний.

Подводящий трубопровод 1 соединен с концевым делителем фаз 2, к которому прикреплен возбудитель колебаний 3, содержащий сопла 4 и 5 (фиг. 1). Каждое из сопел снабжено возбудителем колебаний: сопло 4 - возбудителем 6, а сопло 5 - возбудителем 7.

Возбудитель 7 снабжен регулирующим винтом 8. Сопла соединены с кустовой насосной станцией патрубком 9. Нерегулируемый возбудитель колебаний 6 содержит основание 10 и упругую пластину 11, прикрепленную к нему прижимом 12 с помощью болтового соединения (фиг. 2). Регулируемый возбудитель колебаний 7 содержит основание 13 с прикрепленной к нему упругой пластиной 14, которая защемлена между двух прижимов 15, соединенных пружиной 16 и регулировочным винтом 8 (фиг. 3).

В основе работы установки для обработки продукции скважин лежит принцип воздействия на эмульсию акустическим сигналом, разрушающим бронирующие оболочки и способствующим коалесценции глобул нефти. Кустовая насосная станция по патрубку 9 подает очищенную воду в возбудитель колебаний 3 под давлением, превышающим давление в концевом делителе фаз 2, причем это превышение численно равно отношению площадей входных и выходных сечений сопел 4 и 5. Вода, проходя через зазор между основанием 10 и упругой пластины 11 нерегулируемого возбудителя колебаний 6, отгибает пластину 11 по ходу движения. При этом зазор между основанием 10 и пластиной 11 увеличивается и напор потока воды, действующий на упругую пластину 11, уменьшается. Под действием внутренних напряжений пластина 11 стремится вернуться в прежнее положение, при этом зазор между основанием 10 и пластиной 11 уменьшается, что приводит к повышению напора воды и повторному отклонению пластины 11 от равновесного положения. Так происходит возбуждение гармонических колебаний упругой пластины, а вместе с ней - потока воды, протекающей по дозвуковому соплу 4. Частота возбуждаемых колебаний в потоке воды, протекающей через сопло 4, определяется частотой собственных колебаний пластины 11 и не зависит от скорости и давления воды. Так же происходит возникновение колебаний в возбудителе колебаний 7 сопла 5. В отличие от нерегулируемого возбудителя колебаний 6 регулируемый возбудитель колебаний 7 снабжен регулирующим винтом 8, вращая который можно изменять рабочую длину упругой пластины 14, защемленной между двумя прижимами 15. В зависимости от угла поворота этих прижимов, создаваемых винтом 8, высота защемления пластины 14 изменяется, выпуклые части прижимов 15 перекатываются по пластине 14, изменяя тем самым рабочую длину упругой пластины 14. Это в свою очередь изменяет собственную частоту колебаний пластины 14 и потока воды, проходящей через сопло 5. В результате взаимодействия двух различных частот, создаваемых в жидкой среде концевого делителя фаз 2 возбудителями 6 и 7, возникают биения вследствие разности фаз между двумя колебаниями с различными частотами, которые изменяются так, что оба колебания оказываются в какой-то момент времени в одинаковой фазе, через некоторое время - в противофазе, затем снова в фазе и т.д. Если A₁ и A₂ - амплитуды двух накладывающихся колебаний, то при одинаковых фазах колебаний амплитуда результирующего колебания достигает наибольшего значения A₁+A₂, а когда фазы колебаний противоположны, амплитуда результирующего колебания падает до наименьшего значения А₁-А₂. В простейшем случае, когда амплитуды обоих колебаний равны, их сумма достигает 2A при одинаковых фазах колебаний и падает до нуля, когда они противоположны по фазе. Результат наложения колебаний можно записать в виде:

где ω₁ и ω₂ - соответственно угловые частоты двух накладывающихся гармонических колебаний (начальные фазы обоих колебаний принимаются равными нулю, т.к. они не играют роли в образовании биений; играет роль только разность фаз между обоими колебаниями, которая все время меняется от 0 до 2π). По мере сближения частот ω₁ и ω₂ частота биений уменьшается, исчезая при ω₁→ω₂ («нулевые» биения»).

Например, нерегулируемый возбудитель колебаний 6 настроен на частоту 500 Гц, а возбудитель 7 может изменять свою частоту в диапазоне от 420 до 500 Гц. Тогда при наложении двух частот колебаний, возбуждаемых в жидкой среде концевого делителя фаз 2, частота биений может изменяться от 80 Гц до 0 (при равенстве частот обоих возбудителей - 6 и 7), а амплитуда равна сумме амплитуд колебаний обоих источников акустического сигнала.

Такой режим акустического воздействия на эмульсию дает возможность расширить частотный диапазон и повысить амплитуду колебаний, что увеличивает эффект разрушения бронирующих оболочек водонефтяной эмульсии.

Для усиления эффекта акустического воздействия применяется сопловой аппарат возбудителя колебаний 3 (фиг. 1). В соплах 4 и 5 происходит непрерывное увеличение скорости ν жидкости в направлении течения - от начального значения ν₀ во входном сечении сопла до наибольшей скорости ν=ν_a на выходе. В силу закона сохранения энергии одновременно с ростом скорости ν в соплах происходит непрерывное падение давления и температуры от их начальных значений p₀ и T₀ до наименьших значений p_a, T_a в выходном сечении. Таким образом, для реализации течения в сопле необходим некоторый перепад давления, т.е. выполнение условия p₀>p_a. При увеличении T₀ скорость во всех сечениях сопла возрастает в связи с ростом начальной потенциальной энергии. Пока скорость течения невелика, малы и соответствующие изменения давления и температуры в сопле, поэтому свойство сжимаемости (способность жидкости или газа изменять свой объем под действием перепада давления или изменения температуры) еще не проявляется и изменением плотности среды ρ в направлении течения можно пренебречь, считая ее постоянной. В этих условиях для непрерывного увеличения скорости среды сопло должно иметь сужающуюся форму, т.к. в силу уравнения неразрывности ρνF=const площадь F поперечного сечения сопла должна уменьшаться обратно пропорционально росту скорости. Исходя из этого выбирается дозвуковая сужающаяся форма сопел 4 и 5 (фиг. 1).

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение обладает преимуществами:

- повышенным воздействием на бронирующие оболочки эмульсии за счет суммарной амплитуды двух возбудителей колебаний;

- расширением частотного диапазона колебаний за счет применения биений и изменения их частоты путем регулирования рабочей длины одного из двух возбудителей колебаний;

- упрощением узла разрушения бронирующих оболочек в связи с применением дозвукового сопла, которое конструктивно и технологически просто для реализации.

Установка подготовки продукции скважин, включающая подводящий трубопровод, устройство подогрева, узел разрушения бронирующих оболочек, соединенный с концевым делителем фаз, трехфазный сепаратор с линией отвода воды, нефтяную и водяную буферные емкости, линию выхода воды, соединенную посредством кустовой насосной станции с входом узла разрушения бронирующих оболочек, отличающаяся тем, что концевой делитель фаз снабжен двумя дозвуковыми соплами с возбудителями акустических колебаний в виде упругих пластин, закрепленных на соплах поперек потока воды, первый из которых с постоянной настройкой, а второй - с возможностью изменения длины активной части, при этом сопла соединены с кустовой насосной станцией патрубком.

Изобретение относится к области добычи углеводородов. Разделяют смесь, содержащую две текучие фазы, по меньшей мере частично несмешиваемые друг с другом и с различной удельной плотностью.

Способ подготовки углеводородного газа к транспорту // 2599157

Изобретение относится к обработке углеводородного газа с использованием низкотемпературного процесса и может быть использовано в процессах промысловой подготовки к транспорту продукции газоконденсатных месторождений.

Двухсекционный поточный сепаратор // 2597113

Группа изобретений относится к сепарационному устройству и способу сепарирования потока текучей среды в сепарационном устройстве. Устройство для сепарирования потока текучей среды, состоящего по меньшей мере из двух текучих сред, различающихся по плотности, содержит первый трубчатый элемент, снабженный компонентом, создающим вращение в потоке текучей среды за входом в первый трубчатый элемент, и второй трубчатый элемент, по меньшей мере, частично расположенный внутри первого трубчатого элемента за компонентом, создающим вращение, и формирующий выход для текучих сред с меньшей плотностью.

Трубное устройство предварительной сепарации // 2596754

Изобретение относится к нефтяной и нефтегазоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для предварительного разделения смеси на газ и жидкость в системах сбора и подготовки продукции нефтяных и газовых скважин.

Способ извлечения геотермальной энергии из добытой продукции действующей нефтяной скважины // 2592913

Изобретение относится к средствам извлечения геотермальной энергии из продукции нефтегазовых скважин и может использоваться в качестве альтернативных источников энергии.

Устройство и способ низкотемпературной подготовки газа // 2591957

Группа изобретений относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности и используется в системе промысловой подготовки газа при пониженном расходе поступающего газа.

Способ и устройство трехпозиционного регулирования уровня жидкости в емкости сепаратора // 2589452

Изобретение относится к оборудованию для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для измерения дебита нефтяных скважин с предварительным разделением газожидкостной смеси на газ и жидкость с помощью сепараторов.

Устройство предварительной сепарации и фильтрации // 2578686

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для предварительного разделения газожидкостной смеси в системе сбора и подготовки продукции нефтяных и газовых скважин.

Способ измерения продукции нефтегазодобывающих скважин // 2578065

Изобретение относится к способам измерения продукции нефтегазодобывающих скважин. Технический результат заключается в повышении точности измерений.

Способ и устройство для удаления жидкости из газодобывающей скважины // 2569103

Группа изобретений относится к способам нагнетания текучей среды, центральным узлам управления скважины, способам удаления жидкости из газодобывающей скважины, способам разделения газа и жидкости текучей среды, устройствам для подъема насосного устройства.

Водоуглеродное топливо на основе твердого остатка пиролиза автошин // 2603006

Изобретение раскрывает водоуглеродное топливо, включающее углеродсодержащий компонент, гумат натрия и воду, при этом в качестве углеродсодержащего компонента используется твердый углеродный остаток пиролиза автошин с исходной зольностью 11,40-11,66%, сернистостью 1,2% мас., предварительно измельченный до крупности частиц 0,1 мм и обогащенный методом масляной агломерации, где в качестве реагента для обогащения используется жидкая фракция пиролиза автошин в количестве 4,0-6,0% к массе воды, используемой для обогащения, при следующем соотношении компонентов, мас.

Топливная композиция // 2602077

Изобретение раскрывает топливную композицию, которая включает этиловый спирт, бутиловый спирт и бензин, при этом композиция содержит смесь этилового и бутилового спиртов, взятых в соотношении, об.

Способ получения топливной композиции // 2602076

Изобретение раскрывает способ получения топливной композиции, включающий смешение бензина с бутиловым и этиловым спиртами, при этом этиловый спирт предварительно смешивают с бутиловым спиртом в соотношении 1:1 - 1:0,2, осуществляют гомогенизацию полученной смеси в виброкавитационном гомогенизаторе с вращающимся рабочим элементом ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом статором при удельном расходе смеси не более 2,5 г/см2 рабочей поверхности ротора в секунду и окружной скорости его вращения не менее 20 м/с, после чего полученную смесь этилового спирта с бутиловым спиртом смешивают с бензином в соотношении : смесь этилового спирта с бутиловым спиртом (90-30) об.

Устройство для переработки нефтеотходов // 2594153

Изобретение описывает устройство для переработки нефтеотходов, включающее узел подготовки сырьевой смеси, диспергатор, резервуар готовой эмульсии, соединенный трубопроводом через обратный клапан с узлом подготовки сырьевой смеси, при этом резервуар готовой эмульсии снабжен обогревом, в частности резервуар готовой эмульсии обмотан нихромом, по которому пропускают электрический ток.

Защита жидких топлив // 2577854

Изобретение описывает жидкий концентрат для защиты жидких топлив от загрязнения водой, по существу состоящий из: (A) от 0,5 до 5% масс. одного или нескольких жирно-(C8-C24)-амидо-(C1-С6)-алкилбетаиновых эмульгирующих агентов; (B) от 45 до 75% масс.

Способ переработки жидких нефтесодержащих отходов с получением водоэмульсионного топлива // 2566306

Изобретение относится к области нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа переработки жидких нефтесодержащих отходов с получением водоэмульсионного топлива, включающего нагрев жидких нефтесодержащих отходов, очистку с последующей подачей очищенной смеси углеводородов с водой на трехкратную гомогенизацию смеси.

Водно-топливная композиция и способ ее приготовления // 2559055

Изобретение относится к водно-топливной композиции для применения в тепловых и ракетных двигателях, работающих на жидком углеводородном топливе, которая включает дисперсионную среду - углеводородное топливо и дисперсионную фазу - водосодержащую композицию, при этом устойчивость водно-топливной композиции достигается путем установления равенства плотностей водосодержащей композиции и углеводородного топлива за счет соотношения компонентов, при этом в качестве водосодержащей композиции используется водно-спиртовой раствор.

Топливная эмульсия // 2554348

Изобретение относится к топливной эмульсии для дизелей на основе дизельного топлива с добавлением спирта, эмульгатора, смеси мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты и воды, при этом топливная эмульсия дополнительно содержит смазывающую присадку ДПА-ЛубриКор при следующих соотношениях компонентов, %: этанол 5,0-50,0; вода 0,5-5,0; алкенилсукцинимид 0,25-1,0; смесь мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты 0,2; смазывающая присадка 0,02; дизельное топливо - до 100.

Авиационный топливный гель // 2551358

Изобретение описывает топливный гель, который включает поверхностно-активное вещество - продукт обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена - и керосин, при этом он дополнительно содержит перекись водорода, при следующем соотношении компонентов, об.% Поверхностно-активное вещество 0,05 Перекись водорода 0,95 Керосин остальное до 100.

Способ получения жидкого угольного топлива // 2550818

Изобретение относится к способу получения жидкого угольного топлива, который включает гомогенизирование продуктов термического передела угля, при этом осуществляют совместное гомогенизирование полукокса, смольной фракции и подсмольной воды таким образом, что полукокс фракции 3-5 мкм суспендируется в микрокапли смольной фракции, которые являются дисперсной фазой эмульсии с дисперсной средой в виде подсмольной воды, а получаемое топливо приобретает кинематическую вязкость 10-40 cSt при температуре 50°С.

Способ селективного получения фракции алканов, пригодной для бензинового и дизельного топлива // 2603967

Изобретение относится к способу селективного получения фракции алканов, пригодной для бензинового и дизельного топлива. Способ характеризуется тем, что включает стадию, на которой одновременно проводят реакции декарбонилирования/декарбоксилирования и прямой гидродеоксигенации сырьевого материала, происходящего из возобновляемых источников и содержащего триглицериды жирных кислот и/или их производные, при температуре 350-450°C и давлении от 10 до 50 атм в присутствии гетерогенного катализатора, который предварительно восстановлен водородом при температуре 400-500°C в течение 11-12 часов перед вступлением в контакт с сырьевым материалом, при этом используют приготовленный с применением ацетатной платиновой сини гетерогенный катализатор на основе гамма-оксида алюминия, содержащий от 0,1 до 1 мас.% платины.