способ регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси путем регулирования отвода воды из сепаратора-отстойника, отличающийся тем, что измеряют долевое содержание воды в водонефтяной смеси сравнением гидростатического давления водонефтяной смеси в сепараторе-отстойнике и гидростатического давления воды в водонапорной трубе, размещенной в сепараторе-отстойнике, сравнивают измеренное значение разности гидростатических давлений с заданным значением разности давлений и по разности этих значений формируют управляющий сигнал на регулирующий клапан на линии отвода воды.

2. Устройство для регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси, содержащее датчики гидростатических давлений, соединенные через регулятор с регулирующим клапаном на линии отвода воды из сепаратора-отстойника, отличающееся тем, что устройство содержит датчик разности гидростатического давления водонефтяной смеси в сепараторе-отстойнике и гидростатического давления воды в водонапорной трубе, установленной в сепараторе-отстойнике, верхний конец которой размещен в зоне накопления нефти ниже переливной перегородки, а нижний конец соединен со входом датчика разности давлений, к другому входу которого подсоединен патрубок для отбора давления в зоне накопления воды, выход датчика разности давлений соединен со входом регулятора, на второй вход которого подается сигнал заданного значения разности давлений, при этом выход регулятора соединен с регулирующим клапаном на линии отвода воды.

Описание изобретения к патенту

Группа изобретений относится к автоматизации технологических процессов, в частности к способам и устройствам для регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси, и может быть использовано на установках комплексной подготовки нефти.

Известен способ регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси в зависимости от перепада гидростатических давлений, измеренных между двумя точками, расположенными в эмульсионной и водной фазах жидкости в отстойнике (Авторское свидетельство №722936, кл. С 10 С G 33/00, G 05 D 27/00, бюл. №11, 1980 г.).

Недостатком способа является низкая точность регулирования уровня границы раздела "вода-нефть".

Известно устройство для автоматического управления процессом отстоя нефтяной эмульсии, содержащее два датчика измерения перепада гидростатического давления между двумя точками, расположенными в эмульсионной зоне и водяной зоне (Авторское свидетельство №722936, кл. С 10 С G 33/00, G 05 D 27/00, бюл. №11, 1980 г.).

Недостатком устройства является низкая точность регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому способу в группе изобретений по совокупности признаков является способ регулирования процесса отстоя нефтяной эмульсии путем регулирования уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и воды в зависимости от перепада гидростатических давлений жидкости, измеренных между двумя точками, расположенными в эмульсионной и водной фазах жидкости в отстойнике, с коррекцией уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и воды в зависимости от изменения скорости осаждения капель воды в нефтяной эмульсии, измеренной в эмульсионной фазе отстойника. Отвод воды из отстойника регулируется регулятором с воздействием на клапан, установленный на линии отвода воды (Авторское свидетельство №857234, кл. G 10 С 33/00, G 05 D 27/00, бюл. №31, 1981 г.).

Недостатком способа является низкая точность регулирования отстоя водонефтяной смеси из-за отсутствия четкой границы раздела "вода-нефть", которая во многих случаях неявно выражена и размыта по высоте. Этот эффект наиболее ощутим в трубных сепараторах-отстойниках, соотношение длины и диаметра в которых составляет 40:1. Недостатком является также сложность реализации и низкая надежность регулирования из-за необходимости контроля скорости осаждения воды в водонефтяной смеси и контроля содержания воды в водонефтяной смеси.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому устройству в группе изобретений по совокупности признаков является устройство для регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси, содержащее датчики уровня раздела фаз "нефть-вода (гидростатических давлений) в эмульсионной и водной фазах жидкости, соединенные через регулятор с регулирующим клапаном на линии отвода воды из отстойника, датчик измерения скорости осаждения капель в нефтяной эмульсии со вторичным прибором, выход которого соединен с камерой "коррекция" регулятора уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и воды, регулятор концентрации воды, соединенный с датчиком концентрации воды в нефтяной эмульсии, который установлен на выходе отстойника. (Авторское свидетельство №857234, кл, С 10 G 33/08, G 05 D 27/00. бюл. №31, 1981 г.).

Недостатком устройства является низкое качество регулирования из-за пониженной точности измерения уровня границы раздела фаз "вода-нефть", сложность и ненадежность регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси вследствие перенасыщенности устройства датчиками и измерительными приборами, например датчиками для контроля скорости осаждения капель воды и концентрации воды в водонефтяной смеси.

Задача изобретения - повышение качества регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси за счет повышения точности измерения регулируемого параметра - долевого содержания воды в водонефтяной смеси и повышение надежности регулирования.

Единый технический результат, который может быть получен при осуществлении группы изобретений, - повышение чистоты разделенных компонентов водонефтяной смеси, повышение надежности и точности регулирования, которое обеспечивается формированием информации по основному регулирующему параметру - доле воды в водонефтяной смеси всего лишь одним датчиком разности гидростатических давлений, возможность использования устройства в условиях низких температур окружающей среды вследствие размещения водонапорной трубы в сепараторе-отстойнике, а также возможность использования устройства как в емкостных, так и в трубных сепараторах-отстойниках.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - способ достигается тем, что в известном способе регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси путем регулирования процесса отвода воды, особенность заключается в том, что измеряют долевое содержание воды в водонефтяной смеси сравнением гидростатического давления водонефтяной смеси в сепараторе-отстойнике и гидростатического давления воды в водонапорной трубе, размещенной в сепараторе-отстойнике, сравнивают измеренное значение разности гидростатических давлений с заданным значением разности давлений и по разности этих значений формируют управляющий сигнал на регулирующий клапан на линии отвода воды.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - устройство достигается тем, что в известном устройстве для регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси, содержащем датчики разности гидростатических давлений, соединенные через регулятор с регулирующим клапаном на линии отвода воды из сепаратора-отстойника, особенность заключается в том, что устройство содержит датчик разности гидростатического давления водонефтяной смеси в сепараторе-отстойнике и гидростатического давления воды в водонапорной трубе, установленной в сепараторе-отстойнике, верхний конец которой размещен в зоне накопления нефти ниже переливной перегородки, а нижний конец соединен со входом датчика разности давлений, к другому входу которого подсоединен патрубок для отбора давления в зоне накопления воды, выход датчика разности давлений соединен со входом регулятора, на второй вход которого подается сигнал заданного значения разности давлений, при этом выход регулятора соединен с регулирующим клапаном на линии отвода воды.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа изобретений образует единый изобретательский замысел, причем оба объекта группы изобретений направлены на решение одной и той же задачи с получением единого технического результата.

На чертеже показано устройство для регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси.

Способ регулирования процесса отстоя водонефтяной смеси осуществляют следующим образом.

Датчиком 1 разности гидростатических давлений измеряют разность гидростатических давлений водонефтяной смеси в сепараторе-отстойнике 2 и воды в водонапорной трубе 3. При равенстве высот столбов этих жидкостей разность их гидростатических давлений зависит от доли воды в водонефтяной смеси. Сравнивают измеренное значение разности гидростатических давлений с заданным в регуляторе 6 значением разности давлений и по разности этих значения формируют управляющий сигнал на регулирующий клапан 7 на линии отвода воды 8.

Устройство содержит датчик 1 разности гидростатического давления водонефтяной смеси в сепараторе-отстойнике 2 и гидростатического давления воды в водонапорной трубе 3, размещенной в сепараторе-отстойнике 2. Верхний конец водонапорной трубы 3 размещен в зоне накопления нефти ниже переливной перегородки 4, другой конец соединен со входом датчика 1 разности давлений. К другому входу датчика 1 разности давлений подсоединен патрубок 5 для отбора давления в зоне накопления воды. Выход датчика 1 разности давлений соединен со входом регулятора 6, на второй вход которого подается заданное значение разности давлений, а выход регулятора 6 соединен с регулирующим клапаном 7 на линии отвода воды 8.

Устройство работает следующим образом.

Водонефтяная смесь поступает в сепаратор-отстойник 2, снизу которого по линии отвода воды 8 отводится вода, а сверху через сливную перегородку 4 отводится нефть. Изменение доли воды в водонефтяной смеси в сепараторе-отстойнике 2 приводит к изменению гидростатического давления водонефтяной смеси в сепараторе-отстойнике 2. Изменение гидростатического давления водонефтяной смеси контролируется датчиком 1 разности гидростатических давлений. Сигнал с датчика 1 разности давлений подается на вход регулятора 6, в котором этот сигнал сравнивается с заданным значением разности давлений. По разности этих значений на выходе регулятора 6 формируют управляющий сигнал на регулирующий клапан 7 на линии отвода воды 8 из сепаратора-отстойника 2.

Устройство легко реализуемо, т.к. все измерительные приборы и материалы, применяемые в нем, освоены промышленностью.