трубная установка для подготовки воды

Формула изобретения

1. Трубная установка для разделения пластовой воды, нефти и газа, содержащая заглушенную с обеих торцов колонну с патрубками подвода жидкости и отвода нефти, воды и газа, расположенную вертикально к поверхности, при этом в колонне коаксиально установлена труба меньшего диаметра, заглушенная с нижнего конца, выход патрубка подвода жидкости расположен в трубе, входы патрубков отвода нефти и воды подсоединены к колонне, вход патрубка отвода нефти расположен выше входа патрубка отвода воды на уровне верхней части трубы, а вход патрубка отвода газа расположен выше верхней части трубы, отличающаяся тем, что колонна выполнена состоящей из верхней и нижней частей на фланцевом соединении, к нижней части трубы подсоединен патрубок отвода механических примесей, в трубе выше выхода патрубка подвода жидкости расположен колпак, выполненный, например, из пластины в виде конуса, к верхней части трубы подсоединен экран, выполненный, например, в форме перфорированной пластины, в патрубках отвода нефти и механических помесей установлена запорно-регулирующая арматура.

2. Трубная установка для разделения пластовой воды, нефти и газа по п.1, отличающаяся тем, что к верхней части трубы подсоединена насадка, выполненная из взаимопересекающихся пластин.

3. Трубная установка для разделения пластовой воды, нефти и газа по п.2, отличающаяся тем, что часть пластин насадки выполнена под углом к оси трубы.

4. Трубная установка для разделения пластовой воды, нефти и газа по п.3, отличающаяся тем, что в патрубке подвода жидкости установлено смесительное устройство для смешения пластовой воды и газа, подсоединенное к источнику осушенного газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области оборудования для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для подготовки пластовой воды для подачи в систему поддержания пластового давления.

Известна трубная установка для подготовки воды, 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./.

Недостатком данной установки является недостаточная интенсивность процесса, большие размеры, она способна разделять водонефтяную эмульсию на нефть и воду при сравнительно небольшом содержании воды, а также недостаточная очистка воды и значительная металлоемкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является трубная установка для подготовки воды, содержащая колонну с трубопроводами подвода пластовой воды и отвода нефти, воды и газа, колонна заглушена с обеих торцов, 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./.

Недостатком данной установки является недостаточная интенсивность процесса, большие размеры, значительная занимаемая площадь и недостаточная очистка воды и значительная металлоемкость.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение интенсивности процесса, уменьшение размеров и снижение металлоемкости.

Это достигается тем, что в трубной установке для подготовки воды, содержащей колонну с патрубками подвода пластовой воды и отвода нефти, воды и газа, колонна заглушена с обеих торцов, при этом колонна расположена вертикально к поверхности, в колонне коаксиально установлена труба меньшего диаметра, заглушенная с нижнего конца, выход патрубка подвода пластовой воды расположен в трубе, входы патрубков отвода нефти и воды подсоединены к колонне, причем вход патрубка отвода нефти расположен выше входа патрубка отвода воды, но на уровне или ниже верхней части трубы, вход патрубка отвода газа расположен выше верхней части трубы. Кроме того, в некоторых случаях колонна может быть выполнена состоящей из верхней и нижней частей на фланцевом соединении. Кроме того, в некоторых случаях к нижней части трубы может быть подсоединен патрубок отвода механических примесей. Кроме того, в некоторых случаях в трубе выше выхода патрубка подвода пластовой воды может быть расположен колпак, выполненный, например, из пластины в виде конуса. Кроме того, в некоторых случаях к верхней части трубы может быть подсоединен экран, выполненный, например, в форме перфорированной пластины. Кроме того, в некоторых случаях в патрубках отвода нефти и механических примесей может быть установлена запорно-регулирующая арматура. Кроме того, в некоторых случаях к верхней части трубы может быть подсоединена насадка, выполненная из взаимопересекающихся пластин. Кроме того, в некоторых случаях часть пластин насадки может быть выполнена под углом к оси трубы. Кроме того, в некоторых случаях в патрубке подвода пластовой воды может быть установлено смесительное устройство для смешения пластовой воды и газа, подсоединенное к источнику осушенного газа.

Расположение колонны вертикально к поверхности позволяет уменьшить площадь, занимаемую установкой.

Установка в колонне коаксиально трубы меньшего диаметра позволяет повысить интенсивность процесса за счет укрупнения капель нефти.

Выполнение трубы, заглушенной с нижнего конца, позволяет собирать в нижней части трубы осевшие частицы механических примесей.

Расположение выхода патрубка подвода пластовой воды в трубе позволяет осуществить изменение направления движения пластовой воды, что обеспечит повышение интенсивности процесса.

Подсоединение к колонне входов патрубков отвода нефти и воды позволяет осуществить отвод из колонны нефти и воды.

Расположение входа патрубка отвода нефти выше входа патрубка отвода воды, но на уровне или ниже верхней части трубы позволяет организовать гидрофобный фильтр из слоя нефти и осуществить гидрофобную фильтрацию воды.

Расположение входа патрубка отвода газа расположен выше верхней части трубы позволяет уменьшить возможность попадания в патрубок отвода газа нефти или воды.

Выполнение колонны, состоящей из верхней и нижней частей на фланцевом соединении, позволяет осуществлять чистку колонны в процессе эксплуатации.

Подсоединение к нижней части трубы патрубка отвода механических примесей позволяет осуществлять отвод осевших механических примесей в процессе работы установки без ее остановки.

Расположение в трубе выше выхода патрубка подвода пластовой воды колпака, выполненного, например, из пластины в виде конуса, позволяет отбивать механические примеси и способствовать коагуляции частиц нефти и/или механических примесей.

Подсоединение к верхней части трубы экрана, выполненного, например, в форме перфорированной пластины, позволяет повысить интенсивность выделения газа и обеспечить равномерное орошение поверхности жидкости в колонне.

Установка в патрубках отвода нефти и механических примесей запорно-регулирующей арматуры позволяет регулировать отвод нефти и механических примесей.

Подсоединение к верхней части трубы насадки, выполненной из взаимопересекающихся пластин, позволяет обеспечить увеличение размеров частиц нефти за счет их слипания.

Выполнение части пластин насадки под углом к оси трубы позволяет повысить интенсивность слипания частиц нефти.

Установка в патрубке подвода пластовой воды смесительного устройства для смешения пластовой воды и газа, подсоединенного к источнику осушенного газа, позволяет повысить качество очистки воды за счет флотации.

На чертеже изображена трубная установка для подготовки воды.

Трубная установка для подготовки воды содержит колонну 1, состоящую из верхней 2 и нижней 3 частей, соединенных фланцевым соединением 4. Внутри колонны 1 установлена труба 5. К трубе 5 подсоединен патрубок подвода пластовой воды 6. К колонне 1 подсоединены патрубки отвода нефти 7, воды 8 и газа 9. В трубе 5 установлен колпак 10. На выходе из трубы 5 установлен перфорированный экран 11 и насадка из пластин 12. В некоторых случаях к патрубку подвода пластовой воды 6 может быть подсоединен через смеситель 13 патрубок подвода очищенного газа 14.

Трубная установка для подготовки воды работает следующим образом.

Пластовая вода по патрубку 6 поступает в трубу 5, заглушенную с нижнего конца. После выхода из патрубка 6 вода попадает на колпак 10, на котором происходит коагуляция частиц нефти и механических примесей. Частицы механических примесей оседают в трубе 5 под действием силы тяжести. Частицы нефти вместе с водой поступают на насадку 12, где происходит дальнейшее укрупнение частиц нефти. Затем вода с частицами нефти растекается по перфорированному экрану 11, образуя пленку жидкости и выделяя растворенный в воде газ. Газ отводится через патрубок отвода газа 9. С экрана 11 вода с нефтью попадает во внутреннюю полость колонны 1. Частицы нефти, как менее плотные, скапливаются на поверхности, образуя пленку нефти, которая выступает как гидрофобный фильтр. Проходящая через него вода с укрупненными частицами нефти будет разделяться на нефть и воду. Нефть отводится через патрубок отвода нефти 7, а вода - патрубок отвода воды 8. В некоторых случаях в пластовую воду на входе в трубу 5 может через смеситель 13 подаваться очищенный газ из патрубка 14. Раздробленные пузырьки газа, поднимаясь по трубе 5, будут способствовать укрупнению частиц нефти и механических примесей.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить интенсивность процесса, уменьшить размеры и снизить металлоемкости.