установка подготовки продукции скважин

Формула изобретения

УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ПРОДУКЦИИ СКВАЖИН, включающая подводящий трубопровод, трехфазный сепаратор с газо-, водо- и нефтеотводными линиями, водяную и нефтяную буферные емкости, трубную перемычку, связывающую между собой газо- и водоотводные линии сепаратора и имеющую устройство для диспергирования газа, причем один конец перемычки подключен к газоотводной линии до запорного элемента, а другой к водоотводной линии после запорного элемента, отличающаяся тем, что она снабжена установленными последовательно на подводящем трубопроводе устройством подогрева, узлом разрушения бронирующих оболочек, концевым делителем фаз с линиями отвода нефти, воды и шлама, дополнительным трехфазным сепаратором, соединенным с линией отвода нефти концевого делителя фаз, шламосборником, соединенным с линией отвода шлама делителя фаз и имеющим линию выхода воды, при этом линия отвода воды делителя фаз соединена с основным трехфазным сепаратором, нефтяная буферная емкость соединена с дополнительным трехфазным сепаратором, водяная буферная емкость соединена с основным трехфазным сепаратором, трехфазные и буферные емкости снабжена линиями отвода шлама, соединенными со шламосборником, а линия выхода воды шламосборника соединена посредством кустовой насосной станции с входом узла разрушения бронирующих оболочек.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к разделению многофазных жидкостей и газа, а именно к устройствам для разделения воды, нефти и газа при подготовке нефти к транспортированию с нефтедобывающих промыслов на нефтеперерабатывающие заводы может быть использовано в химической, газодобывающей и других отраслях промышленности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является выбранная в качестве прототипа установка предварительного сброса воды, состоящая из подводящего трубопровода, устройства предварительного отбора газа, соединенного с трехфазным сепаратором, из которого отходят линии отвода нефти, газа и сточной воды. Водоотводная линия связана с газоотводной линией трубной перемычкой с запорным элементом. Трубная перемычка снабжена устройством для диспергирования газа, установленным в месте соединения перемычки с водоотводной линией. На газоотводных линиях установлены запорные элементы. Линия отвода сточной воды связана с приемной емкостью, которая снабжена газовой линией низкого давления, трубопроводом для подачи нефти в буферную емкость и трубопроводом для подачи чистой воды насосом на насосную станцию.

Недостатки установки предварительного сброса воды решение узкой задачи по отделению и очистке части подтоварной воды при значительной металлоемкости и большого числа единиц оборудования, возможность работы лишь с маловязкими нефтями, не предусмотрен вывод механических примесей из отстойников, что существенно снижает технические характеристики установки, необходимость применения деэмульгатора для разделения бронирующих оболочек.

Цель изобретения расширение технологических возможностей установки: повышение качества очистки нефти от воды и механических примесей; существенное снижение расхода деэмульгатора; возможность работы установки с любыми типами нефтей; увеличение межочистного периода отстойных секций от механических примесей.

Устройство содержит трубопровод, два трехфазных сепаратора, буферную нефтяную емкость, насос для подачи чистой воды на насосную станцию, газовую линию с трехфазного сепаратора через трубную перемычку, соединенную с устройством для диспергирования, устройство подогрева, узел разрушения бронирующих оболочек, концевой делитель фаз, шламосборник, буферную водяную емкость. Трубопровод соединен с устройством подогрева, узлом разрушения бронирующих оболочек, концевым делителем фаз, имеющим нефтяную, водяную и шламовую линий, последняя соединена со шламосборнком. Водяная линия концевого делителя фаз соединена со входом второго трехфазного сепаратора, нефтяная линия которого соединена с выходом нефтяной линии первого трехфазного сепаратора, нефтяная линия концевого делителя фаз соединена с входом первого трехфазного сепаратора.

На чертеже представлена принципиальная схема установки подготовки продукции скважин.

Установка включает трубопровод 1, устройство 2 подогрева, узел 3 разрушения бронирующих оболочек, концевой делитель 4 фаз, имеющий нефтяную, водяную и шламовые линии, первый трехфазный (нефтяной) сепаратор 5, второй трехфазный сепаратор 6 (водяной), буферную нефтяную 7 и водяную 8 емкости вместе с запорными элементами, насосом подачи чистой воды на кустовую насосную станцию через буферные резервуары, линии отвода газа нефтяного 9 и водяного 10 трехфазных сепараторов, трубную перемычку 11 с запорным элементом 21, которая снабжена устройством 13 для диспергирования газа (например форсункой), шламосборником 14, имеющим два выхода шламовый и водяной, соединенным с амбаром (емкостью) 15.

Устройство работает следующим образом. Обводненная продукция скважин, не обработанная деэмульгатором, по трубопроводу 1 поступает на устройство подогрева, где поднимается температура поступающей продукции скважин. Влияние температуры на эффективность процессов деэмульсации нефти многосторонне. Повышение температуры позволяет уменьшить вязкость нефти и ускорить процесс осаждения капель пластовой воды, увеличить разницу в плотностях нефти и пластовой воды, что приводит к увеличению скорости седиментации, снизить прочность бронирующих оболочек за счет ослабления молекулярных связей, снизить вязкость прослоек нефти в промежуточном эмульсионном слое.

Процесс разрушения бронирующих оболочек осуществляется гидродинамическим способом в сильно развитом турбулентном течении в узле разрушения бронирующх оболочек 3, процесс коалесценции (укрупнения) капель осуществляется за счет трубной деэмульсации в трубопроводе определенного диаметра и длины на концевом делителе 4 фаз, где происходит предварительный сброс воды и основного количества механических примесей, окончательный процесс разделения эмульсии на фазы осуществляется в трехфазных сепараторах.

Нефтяная и водная фаза с концевого делителя фаз через соответствующие трубопроводы поступает в трехфазный нефтяной и водяной сепараторы соответственно. Нефть из трехфазных сепараторов 5 и 6 поступает на вход буферной емкости 7. Выделившийся газ направляется в газовую линию низкого давления 9 и 10, часть газа, выделившаяся в трехфазных сепараторах в виде тонкодисперсной фазы непрерывно и равномерно вводится в поток грязной воды, поступающей с трехфазных сепараторов 5 и 6. Двигаясь вместе с грязной водой по трубопроводам к буферной водяной емкости 8, газовые пузырьки захватывают взвешенные в воде капли нефти и увлекают их в верхнюю часть трубы, где он коалесцируются друг с другом, и флотируются из воды в буферной емкости 8. Время отстаивания при этом существенно сокращается по сравнению с обычными методами отстаивания.

Отделившийся шлам из концевого делителя фаз, а также из трехфазных сепараторов через соответствующие трубопроводы, оснащенные запорной аппаратурой, поступает в шламосборнк 14, где он и остается, вода из шламосборника методом перелива поступает в емкость 15, при достижении определенного уровня может перекачиваться на кустовую насосную станцию, подогретая вода с которой подается на вход узла разрушения бронирующх оболочек 3, для получения заданной температуры потока. Отделившаяся нефтяная фаза в буферной водяной емкости 8 периодически передавливается в буферную нефтяную емкость 7.

В качестве узла разрушения бронирующих оболочек используется сопло Лаваля, где диаметр узкой части определяется гидродинамическим расчетом для создания сильноразвитого турбулентного режима течения.

Концевой делитель фаз представляет собой трубопровод, на конце которого имеются три выхода для нефтяной, водяной и твердой фазы (в виде суспензии). Диаметр, длина трубопровода, а также диаметры отходящих от него трубопроводов определяются основными положениями внутритрубной деэмульсации и результатами промысловых экспериментов. Очистка суспензии осуществляется в вертикальном отстойнике, в верхней части которого предусмотрен сброс воды и нефти. Через нижний торцевой люк осуществляется периодически выгрузка механических примесей.

Технико-экономическим преимуществом заявляемого технического решения является расширение технологических возможностей установки, повышение качества разделения поступающего сырья на компоненты, т.е. нефть от воды и от механических примесей, снижение расхода деэмульгатора, возможность работы с любыми типами нефтей.