сепарационная установка

Формула изобретения

1. Сепарационная установка, содержащая колонну с трубопроводами подвода водонефтяной эмульсии и отвода нефти и воды, отличающаяся тем, что колонна расположена в скважине, заглушенной снизу пакером на глубине, превышающей глубину расположения установки, трубопровод подвода водонефтяной эмульсии подсоединен тангенциально к верхней части колонны, нижняя часть колонны открыта, трубопровод отвода нефти, выполненный в виде трубы меньшего диаметра, чем колонна, расположен внутри колонны, а трубопровод отвода воды подсоединен к устью скважины, в полости, образованной внутренней поверхностью колонны и наружной поверхностью трубопровода отвода нефти, выполнена спиральная стенка с направлением навивки спирали, совпадающим с направлением тангенциального входа в верхней части колонны, причем высота стенки и шаг спирали постоянны или переменны, а спиральный канал выполнен одно- или многозаходным.

2. Сепарационная установка по п.1, отличающаяся тем, что между спиральной стенкой и внутренней поверхностью колонны или наружной поверхностью трубопровода отвода нефти выполнен зазор постоянной или переменной толщины.

3. Сепарационная установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что часть колонны выполнена перфорированной, причем нижний конец ее выполнен открытым или заглушенным.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области оборудования для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для разделения продукции нефтяных скважин на нефть и воду.

Известна сепарационная установка, содержащая колонну с трубопроводами подвода водонефтяной эмульсии и отвода нефти и воды и газа, при этом колонна выполнена наклонной, подводящий трубопровод соединен с наклонной колонной на расстоянии, равном 0,2-0,25 длины колонны, а нижняя ее часть снабжена трубопроводом для сброса свободной воды, соединенным с газоотводящим коллектором, колонна расположена на поверхности /Авторское свидетельство СССР №1482932, МПК⁷ В 01 D 19/00, опубл. 23.06.1989 г./.

Недостатками данной установки являются недостаточная интенсивность процесса, большие размеры, необходимость искусственного обогрева при работе в зимних условиях, она способна разделять водонефтяную эмульсию на нефть и воду при сравнительно небольшом содержании воды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является сепарационная установка, содержащая колонну с трубопроводами подвода водонефтяной эмульсии и отвода нефти и воды, при этом колонна выполнена наклонной и содержит нефтяную и водную секции, трубопровод подвода газожидкостной смеси оснащен успокоителем потока и газоотделителем, нефтяная секция в месте подвода газожидкостной смеси установлена под углом к водной секции, причем угол наклона первой больше угла наклона второй, трубопровод подвода газожидкостной смеси выполнен с возможностью двухпоточного ввода газожидкостной смеси в виде распределителя потоков, входные концы которого размещены в водной и нефтяной секциях, колонна расположена на поверхности /Патент РФ №2119372, МПК⁷ В 01 D 19/00, опубл. 27.09.1998 г./.

Недостатками данной установки являются недостаточная интенсивность процесса, большие размеры, необходимость искусственного обогрева при работе в зимних условиях.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение интенсивности процесса, уменьшение размеров и возможности работы в зимних условиях без дополнительного обогрева.

Это достигается тем, что в сепарационной установке, содержащей колонну с трубопроводами подвода водонефтяной эмульсии и отвода нефти и воды, колонна расположена в скважине, заглушенной снизу пакером на глубине, превышающей глубину расположения установки, трубопровод подвода водонефтяной эмульсии подсоединен тангенциально к верхней части колонны, нижняя часть колонны открыта, трубопровод отвода нефти, выполненный в виде трубы меньшего диаметра, чем колонна, расположен внутри колонны, а трубопровод отвода воды подсоединен к устью скважины, в полости, образованной внутренней поверхностью колонны и наружной поверхностью трубопровода отвода нефти, выполнена спиральная стенка с направлением навивки спирали, совпадающим с направлением тангенциального входа в верхней части колонны, причем высота стенки и шаг спирали постоянны или переменны, а спиральный канал выполнен одно- или многозаходным. Кроме того, между спиральной стенкой и внутренней поверхностью колонны или наружной поверхностью трубопровода отвода нефти может быть выполнен зазор постоянной или переменной толщины. Кроме того, часть колонны может быть выполнена перфорированной, причем нижний конец ее выполнен открытым или заглушенным.

Высота стенки и шаг спирали постоянны или переменны и зависят от параметров водонефтяной эмульсии (а именно объемного расхода, давления, температуры, обводненности, свойств нефти и воды и др.).

Спиральный канал выполняется одно- или многозаходным в зависимости от параметров потока на основе его гидродинамических характеристик и требуемой интенсивности закручивания потока для разделения ее на нефть и воду.

Высота зазора и постоянная или переменная толщина его определяются в зависимости от содержания парафинов в нефти и механических примесей в эмульсии.

На чертеже изображена сепарационная установка.

Сепарационная установка находится в скважине 1 с пакером 2. Установка содержит колонну 3 с трубопроводами подвода водонефтяной эмульсии 4 и отвода нефти 5 и воды 6. Колонна 3 расположена в скважине 1, трубопровод подвода водонефтяной эмульсии 4 подсоединен тангенциально - тангенциальный вход 7 - к верхней части колонны 3. Трубопроводы подвода водонефтяной эмульсии 4 и отвода нефти 5 и воды 6 оснащены регулирующими кранами 8, 9 и 10 соответственно. Трубопровод отвода нефти 5 расположен внутри колонны 3. Трубопровод отвода воды 6 подсоединен к устью скважины 1. Колонна 3 оканчивается насадкой в виде усеченного конуса 11. Между наружной поверхностью трубопровода отвода нефти 5 и внутренней поверхностью колонны 3 выполнена спиральная стенка 12. В некоторых случаях между спиральной стенкой 12 и наружной поверхностью трубопровода отвода нефти 5 или внутренней поверхностью колонны 3 может быть выполнен зазор. В некоторых случаях часть колонны 3 может быть выполнена перфорированной.

Сепарационная установка работает следующим образом.

Водонефтяная эмульсия по трубопроводу подвода 4 через тангенциальный вход 7 поступает в верхнюю часть колонны 3, расположенной в скважине 1. В колонне 3 эмульсия за счет тангенциального входа 7 закручивается в кольцевой полости, образованной внутренней поверхностью колонны 3 и наружной поверхностью трубопровода отвода нефти 5. Дополнительную закрутку обеспечивает спиральная стенка 12. Под действием центробежных сил происходит разделение эмульсии на нефть и воду, причем нефть движется по наружной поверхности трубопровода отвода нефти 5. После прохождения разделенной на нефть и воду жидкости трубопровода отвода нефти 5 на входе в него образуется каверна, заполненная нефтью, которая начинает поступать во входное отверстие трубопровода отвода нефти 5. Более тяжелая вода движется далее вниз внутри колонны 3 и вытекает из нее в скважину 1. Затем вода начинает подниматься вверх по кольцевой полости, образованной внутренней поверхностью скважины 1 и наружной поверхностью колонны 3. В случае, если из трубопроводов отвода нефти 5 или воды 6 начинает вытекать недостаточно разделенная жидкость, то качество ее регулируется регулирующими устройствами 9 и 10 соответственно. При выполнении части колонны 3 перфорированной часть жидкости выходит из колонны 3 через отверстия перфорации.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет уменьшить размеры и обеспечить работу в зимних условиях без искусственного обогрева.