Способ транспортирования газоводонефтяной смеси и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («)976214

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 16. 03. 81(21) 3259017/25 -08 с присоединением заявки ¹â€”, (23) Приоритет—

Опубликовано 231182. Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 23. 11. 82 (51)M Кл з

F 17 I) 1/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий ($3) УДК 621.643 (088. 8) (1 ( (J (72) Авторы изобретения

В. П. Тронов, А ° В. Кривоножкин и А ° М. т@з и н.

3 (71) заявители (54) СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГАЗОВОДОНЕФТЯНОЙ

СМЕСИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к нефтедобы= вающей промишленности, в частности к- транспорту газоводонефтяных сиесей.

Известен способ транспортирования газоводонефтяной смеси по трубопроводу, предусматривающий ее обработку деэмульгатором, создание в.нем давления нагнетания и снижение скорости движения потока гаэоводонефтяной сме- 1р еи на конечном участке трубопровода до величины, обеспечивающей расслоение смеси на фазы, отбираемые отдельными потоками в сепаратор.

Известно также устройство для тран- . спортирования газоводонефтяной смеси, содержащее конечный участок трубопровода с перегородкой, разделяющей фазы нефти и воды; регулятор уровня газоводонефтяной смеси, патрубки нефти, газа и воды, отсекатель газа и сепаратор t 1) .

Известный способ связан с отбором нефти и воды непосредственно из потока расслоивщейся гаэоводонефтяной смеси, что приводит к значительным

Колебаниям ее уровня, ухудшению качества отбираемых флюидов, их частичному взаимному перемешиванию. Обводненность отобранной нефти достигает

20-40%. 30

Наличие отсеКателей газа и регуляторов уровня с подвижныий механизмами, которые часто выходят из строя вследствие эаедания, коррозии и т.д., усложняет процесс отбора Фаэ, снижает производительность и надежность известного устройства.

Целью изобретения является улучщение качества расслоения фаз и упрощение процесса их отбора.

Поставленная цель достигается тем, что перед направлением фаэ в сепаратор, газ и воду заключают в замкнутый объем, иэ которого газ отбирают с границы раздела этих фаэ в режиме саморегулирования скорости и давления нагнетания, создаваемым газовой фазой и гидростатическим столбом жидкости, приЧем устанавливают определенную скорость отбора газовой фазы иэ объема, обеспечивающую перепад давления между сепаратором и концевым дели= телем фаз, пропорциональный расходу фаз в этом делителе.

Устройство для транспортирования газоводонефтяиой смеси по трубопроводу снабжено емкостью, соединенной с концевым делителем фаэ и сепаратором и разделенной вертикальной перепускной перегородкой на секции, во

976214 второй иэ которых по ходу движения . воды установлен газоотборник в виде перевернутой чаши, соединенной патрубком с газовой полостью сепаратора, причем нижняя кромка газоотборника установлена ниже верхней кромки пере- 5 городки, а профили кромок выполнены йилообразной формы, На чертеже показано предлагаемое устройство. 10

Внутри концевого делителя фаз (КДФ) 1, который соединен со,сборным трубопроводом 2, установлена вертикальная перегородка 3. КДФ 1 с помощью патрубков 4 и 5 соединен с емкостью 6, а с поглощью патрубка 7 с сепаратором 8. Внутри емкости 6, разделенной перепускной перегородкой

9 на секции, расположен гаэоотборник 10 с профильтрованной кромкой пилообразной формы (отверстия 11).

Гаэоотборник,через патрубок 12, на конце которого закреплен отражатель

13, соединен с полостью сепаратора 8, разделенного на отсеки перегородки

14 и 15. В двух крайних отсеках сепаратора установлены регуляторы уров- ня 16. Патрубками 17-19 сепаратор ,связан с потребителем, а патрубком

20 с емкостью 6.

Способ осуществляется следующим . образом.

Поток газоводонефтяной смеси поступает по трубопроводу 2 в концевой делитель фаз 1, в котором расслаивается на фазы нефти 21, газа 22 и воды 23. Нефть и вода перетекают через перегородки 3 и 9 соответственно в отсеки 24 и 25, откуда отбираются по мере их накопления. Колебание уровней отбираемых потоков нефти 40

26 и воды 27 не влияют на уровень потока газоводонефтяной смеси 28, поступающей по трубопроводу в КДФ, поскольку уровни 26 и 27 находятся ниже уровня 28 сглеси. Уровни потоков 45 отбора нефти 26 и воды 27 колеблются в незначительном диапазоне, а именно в пределах высоты отверстий 11 газоотборника 10 так, что min значению площади сечения отверстий 11 со- 1 ответствует min значение расхода гаэоводонефтяной смеси и, наоборот, ЙЩх знйчбнЩО Отвбрстий 11 ОООтзетстаУет мх раемод, Отаератия 11 а сечении имеют пилообразную, т.е. трегольную форму. Это означает, что вся е изменение высоты ЬЬ отверстий соответствует изменению расхода

Например, при изгленении расхода s .4 раза высота отверстий изменится в 2 раза и т.д. Это свойство способствует увеличению стабильности уроаня 26е

Газ иэ КДФ и емкости 6, пройдя отверстия 11, черед патрубок 12 пЖГтупает в сепаратор и далее через патру- 65 бок 19 нагнетается к потребителю.

При прохождении газа через отверст.:я

11, которые представляют собой сужающие устройства переменного сечения, газ теряет часть давления (Р p Р ).

Отражательная воронка 13 изменяет направление газового потока и направляет отдельные частички воды, которые глогут быть захвачены вместе со стру-, ями газа при отборе его с пограничной эоны вода-газ, в водяную полость сепаратора.

Вода и нефть по мере накопления в отсеках 24 и 25 под давлением

5P = Р -P нагнетаются в соответству-.

Л 2 ющие полости сепаратора и, переливаясь через перегородки 14, расположенные на равной высоте, поступают в соответствующие крайние отсеки сепаратора. Уровень води и нефти в них поддерживается с помоггью стандартных регуляторов уровня 16, а воду и нефть по мере их накопления направляют по патрубкам 17 и 18 к потребителю.

Расстояние от днища отсека 25 до нижней кромки чаши газоотборника устанавливается расчетным путем таким образом, чтобы при движении воды из емкости 6 в патрубок 20 создавалось вращение слоя-воды, что предотвращает возможное накопление на ее поверхности нефтяной пленки.

При нарушении установившегося режима движения гаэожидкостной смеси, например при увеличении расхода смеси, поступающей в КДФ 1, уровень 28 смеси возрастает, увеличивается и расход воды по патрубку 4. Это приводит к возрастанию уровня 27 в емкости 6 и уменьшению площади сечений отверстий 11 газоотборника 10. Расход газа через отверстия 11 уменьшается, вследствие чего давление Р начинает расти, а Р— уменьшаться. Давление нагнетания Ь Р = Рл -Р, быстро растет и вызывает увеличение расхода нефти и воды по патрубкам 4 и 20 до величины, равной расходу нефти и воды в смеси, поступающей в КДФ. Расходы на входе и на выходе из КДФ взаимно компенсиругот друг друга. Уровни жидкости 28 и 27 стабилизируются, а размеры отверстий перестают изменяться.

Давление становится постоянным и соответствует изменившемуся расходу емеси. движение смеси становится установившимся до того момента времени, когда оно вновь нарушится из-за каких-то внешних факторов, например включения или отключения группы скважин и т.д. При этом процессы стабилизации движения жидкости вновь повторяются.

При уменьшЕНИи расхода смеси, поступающей в КДФ, уровни жидкости

28 и 27 понижаются, площади сечений (отверстий 11 быстро возрастают, а

97б 214 следовательно, падает давление Рл и повышается давление Р до некоторого уровня Д P = Р„ — Р = const, когда изменение уровней 26 z» 27 и размеров отверстий 11 прекращается, а расход воды и нефти из КДФ уменьшается и становится равнял уменьшившемуся расходу водонефтяной смеси, поступающей в КДФ.

Большее значение давления нагнета.ния ЬР соответствует большему значе нию расхода водонефтяной смеси, а меньшее значение давления bP — меньшему значению расхода смеси.

Таким образом, давление нагнетания ДР всякий раз самоустанавливается и становится соответствующим каждому конкретному расходу так, что уровень 27 стабилизируется, а процесс отбора саморегулируется.

Улучшение качества расслоения фаз позволяет значительно уменьшить затраты на дальнейшую очистку нефти и воды на установках комплексной подготовки нефти и термохимических установках, существенно снизить мощности этих установок.

Формула изобретения

1. Способ транспортирования газоводонефтяной смеси по трубопроводу, включающий предварительйую ее обработку деэмульгатором, создание давления нагнетания и скорости движения потока газоводонефтяной смеси в концевом делителе фаз, обеспечисающих расслоение смеси на фазы, и направление их в соответствующие отсеки сепаратора, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества расслоения фаз и упрощения процесса их отбсфа, перед направлением фаз в сепаратор газ и воду заключают в замкнутый объем, иэ которого гаэ отбирают с границы раздела этих фаз в режиме саморегулирования скорости и давления нагнетания, создаваемым газовой фазой и гидростатическим

10 столбом жидкости, причем устанавливают определенную скорость отбора газовой фазы из объема, обеспечивающую перепад давления между сепаратором и концевым делителем фаз, про15 порциональный расходу фаз в этом делителе.

2. Устройство для.транспортирования гаэоводонефтяной смеси по трубопроводу, включающее концевой делитель

20 фаэ, подводящий трубопровод и отводящие патрубки, сепаратор с регуляторами уровня, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что.оно снабжено емкостью, соединенной с концевым делителем фаэ

25 и сепаратором и разделенной вертикальной перепускной перегородкой на секции, во второй иэ которых по ходу движения воды установлен газоотборник в виде перевернутой чаши, соединен3О ной патрубком с газовой полостью сепаратора, причем нижняя кромка газоотборника,установлена ниже верхней кромки перегородки, а профили кромок выполнены пилообразной формы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 503086, кл. F 17 D 1/14, 1975.

976214

Составитель И. Петоян

Редактор Р. Цицика Техред А.Бабинец Корректор Г. Огар

Закаэ 8977/64 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по деЛам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4