Устройство для обработки промежуточного слоя в технологическом резервуаре

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2754666:

Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к области подготовки нефти. Устройство для обработки промежуточного слоя в технологическом резервуаре содержит цилиндрический вертикальный корпус, штуцеры для входа эмульсии и выходов газа, нефти и отстойной воды, уровнемеры, трубу Z-образной формы, продольно установленную в корпусе. Нижний конец трубы соединен с штуцером для входа. Горизонтально расположенный верхний конец трубы выполнен с горизонтально размещенными прорезями, расположенными рядами по вертикальной и горизонтальной поверхностям. Вертикальный участок трубы размещен от вертикальной стенки резервуара на расстоянии, обеспечивающем изменение положения верхнего конца трубы. Кроме того, нижний конец трубы выполнен с выходом из корпуса через штуцер и соединен через сальниковые узлы и узел поворота, обеспечивающие вращение трубы, с трубопроводами отбора проб и подачи реагента. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разделения водонефтяной эмульсии в технологическом резервуаре при изменении уровня ее размещения. 1 ил.

Изобретение относится к области подготовки нефти и сточной воды, в частности к устройствам для обработки промежуточного слоя, содержащего водонефтяную эмульсию, при изменении уровня размещения слоя водонефтяной эмульсии в технологическом резервуаре на установках предварительного сброса воды, установках подготовки нефти и нефтеперерабатывающих заводах.

Известно устройство для разделения водонефтяной смеси, включающее цилиндрический вертикальный корпус с датчиками уровней нефти и границы раздела фаз нефть-водонефтяная эмульсия, патрубок ввода водонефтяной смеси, патрубки вывода нефти, воды и газа (патент RU № 2714645). Отстойник включает коаксиально установленную обечайку, распределительное устройство для ввода водонефтяной смеси. Патрубок ввода водонефтяной смеси – с нижней полостью, причем распределительное устройство для ввода водонефтяной смеси выполнено в виде перфорированных радиальных патрубков, сообщенных с нижней полостью обечайки, расположенных равномерно по периметру обечайки и установленных ниже границы раздела фаз нефть-вода, при этом обечайка дополнительно снабжена отборником нефти, выполненным в виде перфорированных радиальных патрубков, сообщенных с верхней полостью обечайки, расположенных равномерно по периметру обечайки, установленных выше границы раздела фаз нефть-вода с угловым смещением относительно патрубков распределительного устройства. Данное устройство не позволяет производить обработку эмульсии реагентом и отбор проб на разных уровнях из-за того, что все узлы жестко закреплены и отсутствует возможность изменения их положения без производства работ по перемонтажу, что требует остановки и предварительной чистки устройства.

Наиболее близким является устройство для разделения водонефтяной эмульсии (патент RU № 96337, опубл. 27.07.2010), содержащее цилиндрический корпус со штуцерами для входа эмульсии и выхода газа, нефти и отстойной воды, уровнемеры, трубу Z-образной формы продольно-установленную, нижний конец которой соединен со штуцером для входа. Устройство содержит также трубу, расположенную в корпусе по центру, выполненную с открытым верхним концом, заборную трубку, выполненную Z-образной формы продольно-установленную, верхний конец которой соединен с верхней частью трубы, нижний конец которой соединен со штуцером для входа, распределительное устройство выполненное в виде перфорированной трубы, горизонтально-расположенной в нижней части корпуса, поверхность которой имеет горизонтально-размещенные щели, расположенные рядами по вертикальной и горизонтальной плоскостям, трубы выполнены с диаметрами, превышающими диаметр заборной трубки, нижний конец центральной трубы соединен со средней частью горизонтальной перфорированной трубы, расположенной над штуцером для входа, размещенным в нижней части корпуса, причем он снабжен запирающим устройством, установленным в штуцере для выхода сточной воды с возможностью изменения его проходного сечения.

Недостатками этого устройства являются узкая область применения, сложность в изготовлении и применении. Использование теплообменника для обогрева отстаиваемой жидкости требует дополнительных затрат на теплоноситель, также в случае разгерметизации теплообменника существует риск попадания теплоносителя в эмульсию. Данное устройство также не позволяет производить обработку эмульсии реагентом и отбор проб на разных уровнях из-за того, что все узлы жестко закреплены и отсутствует возможность изменения их положения без производства работ по перемонтажу, что требует остановки и предварительной чистки устройства.

Техническими задачами изобретения являются повышение эффективности разделения водонефтяной эмульсии в технологическом резервуаре при изменении уровня ее размещения, что ведет к повышению стабильности технологического процесса подготовки нефти и снижению эксплуатационных затрат при упрощении конструкции, снижении металлоемкости, а также расширении технологических возможностей устройства, позволяющих выполнять подачу реагента и отбор проб на текущем уровне размещения водонефтяной эмульсии.

Технические задачи решаются устройством для обработки промежуточного слоя в технологическом резервуаре, содержащим цилиндрический вертикальный корпус, штуцеры для входа эмульсии и выходов газа, нефти и отстойной воды, уровнемеры, трубу Z-образной формы продольно-установленную в корпусе, нижний конец которой соединен со штуцером для входа.

Новым является то, что верхний, горизонтально расположенный, конец трубы Z-образной формы выполнен с горизонтально-размещенными прорезями, расположенными рядами по вертикальной и горизонтальной поверхностям, вертикальный участок трубы размещен от вертикальной стенки резервуара на расстоянии, обеспечивающем изменение положения верхнего конца трубы, нижний, горизонтально расположенный, конец трубы Z-образной формы выполнен с выходом из корпуса через штуцер и соединен через сальниковые узлы и узел поворота, обеспечивающие вращение трубы, с трубопроводами отбора проб и подачи реагента.

На фигуре изображено устройство, общий вид.

Устройство для обработки промежуточного слоя, изменяющего уровень размещения в технологическом резервуаре, содержит цилиндрический вертикальный корпус 1 со штуцерами для входа эмульсии и выходов газа, нефти и отстойной воды, уровнемеры (на фигуре показаны условно), трубу Z-образной формы 2 продольно-установленную в резервуаре. Нижний конец, горизонтально расположенный, трубы Z-образной формы выполнен с выходом из корпуса через штуцер 3. Верхний 4, горизонтально расположенный, конец трубы Z-образной формы выполнен с горизонтально-размещенными прорезями 5, расположенными рядами по вертикальной и горизонтальной поверхностям. Размер перфорации выбирают с учетом свободного прохождения через перфорацию частиц среды. Вертикальный участок 6 трубы выполнен высотой 3 м и размещен от вертикальной стенки резервуара на расстоянии, обеспечивающем изменение положения верхнего конца трубы, например не более 0,5 м. Нижний 7, горизонтально расположенный, конец трубы Z-образной формы, размещенный за резервуаром, соединен с трубопроводом отбора проб и подачи реагента или пресной воды. При этом на горизонтальном участке размещены два сальниковых узла 8, а между сальниковыми узлами размещен узел поворота 9 трубы. Нижний конец трубы 7 выходит из резервуара через дополнительный штуцер 3, выполненный как обычный штуцер резервуара, так и в форме фланца, приваренного к стенке резервуара, без патрубка. Штуцер соединяют фланцевым соединением с первым сальниковым узлом. Штуцер 3 входа для подачи реагента или пресной воды и отбора проб монтируют на наружной боковой стенке резервуара на уровне 4 м от основания, что снижает расход на изготовление устройства, усилие для поворота, нагрузку на сальниковые узлы и повышает маневренность, а следовательно эффективность устройства. В технологическом резервуаре, например РВС-5000 уровень нефти находится на высоте, например 8-10 м, поэтому уровень водонефтяной эмульсии не должен достигать данного уровня. Второй сальниковый узел 8 размещен на конце нижнего 7 горизонтального участка трубы Z-образной формы и соединен фланцевым соединением с задвижкой 10. Между сальниковыми узлами на открытом участке наружной поверхности трубы 7 жестко закреплен узел поворота, что обеспечивает поворот трубы Z-образной формы, размещенной в резервуаре, на необходимый для установки горизонтального конца трубы 4 уровень. Сальниковые узлы 8 имеют цилиндрический полый корпус сальника (с одной стороны имеющий паз для установки сальника и нажимной втулки) с фланцевыми концами. Корпус первого сальника присоединен одной стороной (фланцем) к фланцу штуцера резервуара крепежными изделиями (шпильки и гайки), с другой стороны, где имеется специальный паз, внутрь паза вставляют уплотнитель, далее туда устанавливают нажимную втулку с фланцевым концом, которую присоединяют крепежными изделиями (шпильки и гайки) к фланцу сальникового корпуса. Уплотнитель выполнен в виде уплотнительного кольца или сальниковой набивки, например из графита. Узел поворота 9 выполнен в форме штурвала путем сварки рукояток с цельным или сборным (с помощью хомутов) цилиндрическим патрубком. При повороте ручки приводится во вращение горизонтальный 7 участок трубы Z-образной формы, а жестко связанная с ней вертикальная часть трубы 6 либо поднимается вверх, либо опускается вниз, в зависимости от необходимого уровня. Необходимый уровень определяется в зависимости от расположения и высоты эмульсии в резервуаре. При этом одна из ручек обозначается цветом как «главная». Снаружи на стенку резервуара наносится разметка, обозначающая уровень отбора, соответствующий углу поворота главной рукоятки. Трубу Z-образной формы выполняют с наружным и внутренним антикоррозионным покрытием.

Для удобства работы данное устройство снабжено фиксатором положения ручки, позволяющим избежать необходимости работнику терять время на то, чтобы держать ручку в нужном положении. Фиксатор положения состоит из корпуса в виде упора (столика) с четырьмя ножками и отверстием в центре, в который установлен шток. Шток жестко закреплен к упору, а верхняя часть выполнена с возможностью телескопического выдвижения вверх-вниз, в зависимости от необходимой высоты опоры. Опора выполнена в виде металлического ложа с резиновой прокладкой, защищающей поверхность ручки 9 при контакте с фиксатором положения ручки, которая установлена на вершине штока.

Конец трубы 7 размещен во втором сальниковом узле 8 (аналогичном описанному выше, выполненном в зеркальном отражении). К фланцу сальникового корпуса присоединен фланец задвижки 10, обеспечивающий возможность пуска процесса отбора проб и закачки реагента. С другой стороны к фланцу задвижки 10 присоединен трубопровод 11, на котором размещены задвижка 12, смотровое окно 13, пробоотборный кран 14. Смотровое окно изготовлено из двух фланцев, которые имеют пазы, куда устанавливают два герметизирующих изделия по краям, а между ними стекло. Фланцы соединяют крепежными изделиями (шпильки и гайки), при этом один из фланцев устанавливают на трубопровод 11 с помощью сварки. Можно использовать известные изделия, например https://acrylmedic.ru/post/show/25/smotrovye_stekla_dlya_truboprovodov_i_emkostey_pod_davleniem. Смотровое стекло 13 позволяет визуально определить какая жидкость движется по трубе.

Между задвижками 10 и 12 к трубопроводу 11 приварен трубопровод 15 подачи реагента или пресной воды. На трубопроводе установлены задвижка 16, расходомер 17, задвижка 18, обратный клапан 19, насос подачи реагента или пресной воды 20, параллельно соединенный через задвижку 21 с емкостью реагента Е-1 и задвижку 22 с емкостью пресной воды Е-2. Обратный клапан 19 исключает попадание жидкости из резервуара на прием насоса 20. На емкостях с реагентами установлены уравнемеры для контроля за уровнем реагента и пресной воды в Е-1 и Е-2 соответственно.

В ходе технологического процесса, в резервуар поступает нефтяная эмульсия, происходит отбор отделившейся нефти и сброс отделившейся воды, в результате в резервуаре происходит изменение уровня эмульсии, например уровня в интервале 4-7 м. Осуществляют контроль за уровнем нефть-водонефтяная эмульсия и водонефтяная эмульсия-вода, применяя уровнемер, например марки Альбатрос ДУУ4МА, установленный через штуцер на кровле резервуара. При увеличении слоя эмульсии возникает риск попадания эмульсии на уровень отбора нефти из резервуара (8 метров) и соответственно ее попадание на установку подготовки нефти. Поэтому данную эмульсию обрабатывают реагентом или пресной водой в зависимости от результатов экспериментов с отобранными пробами в химико-аналитической лаборатории.

Перед обработкой эмульсии отбирают одну пробу с центра слоя эмульсии и пробы с приграничных уровней слоя эмульсии (например, 0,5 м от верхней и нижней границы). Отбор с приграничных слоев также необходим для подтверждения показаний уровнемера. Так как в ходе работы на поплавки уровнемера может налипать мусор, что сказывается на точности его показаний.

Для отбора проб поворачивают и размещают верхний конец 4 трубы на трех уровнях водонефтяной эмульсии, которые определены с помощью уровнемера. Отбирают пробы на данных уровнях водонефтяной эмульсии. Определяют вид и расход реагента или пресной воды для разрушения эмульсии. Проводят обработку промежуточного слоя реагентом или пресной водой, закачиваемыми в центр и верхний и нижний (при необходимости) приграничный слой из емкости с реагентом или из емкости с пресной водой в резервуар по предлагаемому устройству.

Предлагаемое устройство повышает эффективность разделения водонефтяной эмульсии в технологическом резервуаре при изменении уровня ее размещения, что ведет к повышению стабильности технологического процесса подготовки нефти и снижению эксплуатационных затрат. Расширяются технологические возможности устройства, позволяющие выполнять подачу реагента и отбор проб на текущем уровне размещения водонефтяной эмульсии за счет осуществления контроля, упрощения конструкции, снижения металлоемкости.

Устройство для обработки промежуточного слоя в технологическом резервуаре работает следующим образом.

В технологическом резервуаре, например РВС-5000, определяют границу нефть-водонефтяной эмульсии, например равную 6 м и водонефтяная эмульсия-вода например 2,4 м. Соответственно слой эмульсии составляет 3,6 метра, центр слоя эмульсии будет на уровне 4,2 м. Вертикальный участок 6 трубы Z-образной формы выполнен высотой 3 м и размещен от вертикальной стенки резервуара на расстоянии 0,5 м. Верхний 4, горизонтально расположенный, конец трубы размещают на уровень 5,5 м, за счет поворота «главной» рукоятки, размещенной на нижнем 7 конце трубы, на определенный угол, который определяют по разметке, нанесенной на корпус резервуара. Фиксируют положение ручки 9 с помощью устройства для фиксации положения ручки. При закрытой задвижке 16 плавно открывают задвижки 10, 12 и пробоотборный кран 14. Отбирают пробы на каждом уровне: уровень 4,2 м – центр слоя эмульсии, а также на приграничных уровнях эмульсии 5,5 м и 2,9 м (0,5 м от границы эмульсии в сторону ее центра). Делают анализ. Определяют реагент, например СНПХ-4802, необходимый для обработки данной эмульсии и его расход, необходимый для обработки данного вида эмульсии. Закрывают кран 14, задвижку 12 и открывают задвижки 16, 18 и насосом 20 закачивают, например из емкости Е-1 через задвижку 21 реагент на каждый уровень: уровень 4,2 м – центр слоя эмульсии, а также на приграничный уровень эмульсии 5,5 м (0,5 м от границы эмульсии в сторону ее центра). После завершения подачи реагента плавно закрывают задвижки в обратной последовательности. При необходимости подачи пресной воды из емкости Е-2 закрывают задвижку 21 и открывают задвижку 22. Расходомером 17 контролируют объем пресной воды, подаваемой на обработку-разрушение промежуточного слоя в резервуаре. Уровень реагента в емкости Е-1 и уровень пресной воды в емкости Е-2 контролируют уровнемерами.

Устройство позволяет повысить эффективность разделения водонефтяной эмульсии в технологическом резервуаре при изменении уровня ее размещения, повысить стабильность технологического процесса подготовки нефти и снизить эксплуатационные затраты, упростить конструкцию, снизить металлоемкость, а также расширить технологические возможности устройства, позволяющие выполнять подачу реагента и отбор проб на текущем уровне размещения водонефтяной эмульсии.

Устройство для обработки промежуточного слоя в технологическом резервуаре, содержащее цилиндрический вертикальный корпус, штуцеры для входа эмульсии и выходов газа, нефти и отстойной воды, уровнемеры, трубу Z-образной формы продольно установленную в корпусе, нижний конец которой соединен с штуцером для входа, отличающееся тем, что верхний горизонтально расположенный конец трубы Z-образной формы выполнен с горизонтально размещенными прорезями, расположенными рядами по вертикальной и горизонтальной поверхностям, вертикальный участок трубы размещен от вертикальной стенки резервуара на расстоянии, обеспечивающем изменение положения верхнего конца трубы, нижний горизонтально расположенный конец трубы Z-образной формы выполнен с выходом из корпуса через штуцер и соединен через сальниковые узлы и узел поворота, обеспечивающие вращение трубы, с трубопроводами отбора проб и подачи реагента.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в установках сепарации и подготовки нефти. Изобретение касается устройства улавливания и утилизации песка из продукции нефтегазовых скважин, которое включает сепаратор газоотделитель-пескоуловитель, содержащий входной восходящий наклонный трубопровод-стабилизатор потока в виде пучка внутренних труб, соединенный с входной вертикальной камерой в виде газоотводящего колпака, снабженного выводным патрубком газа и центральной трубой с винтовым завихрителем.

Устройство для разделения эмульсий // 2752982

Изобретение предназначено для разделения стойких эмульсий и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Устройство содержит патрубок для подачи эмульсии, неподвижный цилиндрическо-конический корпус, расположенную в его внутреннем объеме коническую насадку, снабженную приводом вращательного движения вокруг вертикальной оси, и приемник жидкой фазы, установленный на стыке цилиндрической и конической частей корпуса, на периферийной части конической насадки размещены два разделительных устройства с возможностью регулировки расстояния между ними, причем верхнее разделительное устройство сообщено с приемником жидкой фазы.

Способ комбинированного обезвоживания стойких водонефтяных эмульсий // 2745993

Предложен способ комбинированного обезвоживания стойких водонефтяных эмульсий, включающий ультразвуковое воздействие на водонефтяную эмульсию, где частоту ультразвукового воздействия выбирают в зависимости от размера капель воды в водонефтяной эмульсии: для капель, которые попадают в диапазон размером 15-20 мкм – 50-44 кГц; для капель, которые попадают в диапазон размером 30-40 мкм – 32-22 кГц; для капель, которые попадают в диапазон размером 60-80 мкм – 18-12 кГц, после чего частично обезвоженную водонефтяную эмульсию направляют на вход теплообменного устройства, перед входом в который в водонефтяную эмульсию подают реагент-деэмульгатор, где способ содержит магнитную обработку в направленном перпендикулярно потоку водонефтяной эмульсии пульсирующем неоднородном магнитном поле для разрушения бронирующих оболочек, при которой нагретую до температуры 90-95°С смесь водонефтяной эмульсии с деэмульгатором неионогенного типа направляют в аппарат магнитной обработки, обрабатывая ее магнитным полем оптимальной частоты 0-50 Гц с шагом 5 Гц, при этом, в случае, если прошедшая обработку ультразвуком и магнитным полем смесь ВНЭ с деэмульгатором удовлетворяет критериям качества, объемная доля воды в нефти менее 0,5%, ее направляют в отстойник установки промысловой подготовки нефти (УППН), при этом, если обработанная смесь ВНЭ с деэмульгатором не удовлетворяет требованиям качества сдачи продукции скважин, ее направляют в турбулизатор, в котором производят дополнительное перемешивание, после чего ее направляют обратно в трубопровод входа в установку, после чего процесс комбинированного обезвоживания водонефтяной эмульсии повторяют.

Способ переработки нефтешлама // 2739031

Изобретение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей отраслям промышленности и может найти широкое практическое применение при переработке нефтешламов. Изобретение касается способа переработки нефтешлама, включающего его забор из амбара через самоочищающийся фильтр с помощью высокопроизводительного насоса, подогрев в теплообменнике трубчатого или иного типа до 40÷60°С и подачу в аппарат с обогреваемой рубашкой и мешалкой, снабженный мерниками воды и деэмульгатора, с получением термодинамически нестабильной водонефтяной системы.

Способ разделения водонефтяной эмульсии с помощью электрогидравлического воздействия, устройство и система для его осуществления // 2727600

Изобретение относится к способу разделения водонефтяной эмульсии с помощью электрогидравлического воздействия, устройству, а также системе для осуществления этого способа и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Способ включает направленное электрогидравлическое воздействие на водонефтяную эмульсию, с помощью системы, которая содержит по меньшей мере одно устройство для разделения водонефтяной эмульсии.

Способ ультразвуковой диспергации деэмульгатора в водонефтяной эмульсии // 2724745

Изобретение относится к области обработки водонефтяных эмульсий, в частности к способам, обеспечивающим разделение водонефтяных эмульсий с использованием диспергирования деэмульгатора ультразвуковым воздействием. Техническим результатом является повышение эффективности диспергации деэмульгатора в водонефтяной эмульсии, что приводит к улучшению и ускорению процесса сепарации водонефтяной эмульсии, а также к экономии количества используемого деэмульгатора.

Способ подготовки осложнённой нефтяной эмульсии и установка для его осуществления // 2724726

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности, а именно к способу и установке подготовки осложненной нефтяной эмульсии, и может найти применение при подготовке нефти на нефтепромысле, в частности при разделении на нефть, воду и механические примеси стойкой нефтяной эмульсии, образующейся и накапливающейся в резервуарах и отстойных аппаратах установок подготовки нефти.

Вертикальный отстойник для водонефтяной смеси // 2714645

Предложение относится к устройствам для разделения углеводородных эмульсий типа «вода-нефть-газ». Вертикальный отстойник включает цилиндрический вертикальный корпус с датчиками уровней нефти и границы раздела фаз нефть-вода, коаксиально установленную обечайку, патрубок ввода водонефтяной смеси, распределительное устройство для ввода водонефтяной смеси, патрубки вывода нефти, воды и газа.

Способ разрушения высокоустойчивых водонефтяных эмульсий // 2712589

Изобретение относится к способу разрушения высокоустойчивых водонефтяных эмульсий и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, например для разрушения высокоустойчивых водонефтяных эмульсий (промежуточных эмульсионных слоев), стабилизированных гелеобразными ассоциатами.

Система и способ электромагнитного фазоразделения водонефтяной эмульсии // 2710181

Изобретение относится к области обработки водонефтяных эмульсий, в частности к системам и способам разделения водонефтяных эмульсий с использованием высокочастотного (ВЧ) и сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения. Система для электромагнитного фазоразделения водонефтяной эмульсии содержит проточную СВЧ-камеру с излучателями и проходным каналом, выполненным из прозрачного для микроволнового излучения материала, имеющую вход и выход для эмульсии, и проточную ВЧ-камеру, представляющую собой ВЧ-резонатор, имеющую вход и выход для эмульсии.

Устройство для удаления поверхностного слоя жидкостей // 2764614

Изобретение относится к устройствам для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей и может быть использовано в очистных сооружениях водоснабжения и канализации в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей от органических примесей. Устройство устанавливается в баке-отстойнике, на дне которого размещен скребковый конвейер. Для слива загрязненной и очищенной жидкости предусмотрены патрубки. Устройство состоит из поплавка в виде прямоугольного параллелепипеда, нанизанного на две тяги, маховиков, двух пружин, нанизанных на тяги, планки в виде швеллера, прикрепленной к днищу заборника масла. Заборник масла выполнен в виде прямоугольной рамы, состоящей из соединенных между собой и сообщающихся лотков, двух сливных систем для дренажа поверхностного слоя жидкости, подсоединенных к днищам заборника и состоящих из подвижной трубы, выполненной из прямого участка, отвода и сливного патрубка. На баке-отстойнике закреплен дополнительный бак, сообщающийся с баком-отстойником трубопроводом, и в котором размещен поплавок-опора, на двух тягах которого установлен груз, обеспечивающий поплавку-опоре вертикальное положение. Через тяги и два коромысла оба поплавка соединены с грузом-противовесом, находящимся вне баков. Технический результат: повышение надежности работы и качества разделения поверхностного маслосодержащего слоя и чистой воды. 4 ил.