Установка для сбора и подготовки нефти

 

Изобретение относится к устройствам для разделения нефти, воды и газа и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности в системах сбора и подготовки нефти на промыслах. Целью изобретения является повышение надежности установки. В установке используется гидроциклонный сепаратор, выполненный в виде вертикально расположенной обечайки с тангенциальным входным патрубком, имеющим наклон вниз к обечайке. Над обечайкой расположен перевернутый цилиндрический стакан, В обечайке имеются радиально отходящие от центра стержни с укрепленными на них гибкими пластинами, способными вибрировать под действием потоке. Внутри цилиндрического стакана и обечайки, соосно с ними, проходит газоотводная труба с отверстиями, расположенными у днарезервуара и внутри стакана, а в верхней части трубы установлен тарельчатый клапан, тарелка которого связана через тягу с поплавком, расположенным в газоотводной трубе в слое воды, и с рычагами, вторые концы которых нагружены противовесами для обеспечения подъемной силы. 2 з.п. ф-лы, 2-ил. %

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4259476/26 (22) 10.06.87 (46) 07.03.92. Бюл. М 9 (71) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти" Союзтермнефть" (72) А.E. Ольгин (53) 66.069.84(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 559716, кл. В 01 0 19/00, 1974. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРА И ПОДГОТОВКИ НЕФТИ (57} Изобретение относится к устройствам для разделения нефти, воды и газа и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности в системах сбора и подготовки нефти на промыслах. Целью изобретения является повышение надежности установки. В установке используется гидроИзобретение относится к устройствам для разделения нефти, воды и газа и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, в системах сбора и подготовки нефти на промыслах.

Цель изобретения — повышение надежности установки.

На фиг. 1 приведена установка, разрез; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1.

Установка состоит из резервуара 1 (на фиг. он показан в меньшем масштабе, чем остальные части) гидроциклонного сепаратора, выполненного в виде вертикально расположенной обечайки 2 и перевернутого цилиндрического стакана 3, Установка содержит также газоотводную трубу 4, проходящую по центру гидроциклонного

„„. Щ „„1717168 А1 циклонный сепаратор, выполненный в виде вертикально расположенной обечайки с тангенциальным входным патрубком, имеющим наклон вниз к обечайке. Над обечайкой расположен перевернутый цилиндрический стакан, В обечайке имеются радиально отходящие от центра стержни с укрепленными на них гибкими пластинами, способными вибрировать под действием потокй. Внутри цилиндрического стакана и обечайки, соосно с ними, проходит газоотводная труба с отверстиями, расположенными у дна резервуара и внутри стакана, а в верхней части трубы установлен тарельчатый клапан, тарелка которого связана через тягу с поплавком, расположенным вгазоотводной трубе в слое воды,,и с рычагами, вторые концы которых нагружены противовесами для обеспечения подъем- (/ ( ной силы. 2 з,ri, ф-лы, 2 ил. сепаратора. В верхней части обечайки" радиально от газоотводной трубы 4 отходят стержни 5, с помощью которых гидроциклонный сепаратор крепится к газоотводной трубе 4 и на которых вертикально вниз укреплены упругие пластины 6, способные колебаться под действием потока скважинного флюида. В газоотводной трубе 4 выполнены отверстия 7 и 8, а на ее верхней части смонтировано переменное гидравлическое сопротивление, включающее корпус газового клапана 9.

В корпусе газового клапана 9 имеется глухая перегородка с седлом 10 отверстия клапана. Внизу корпуса клапана 9 укреплена направляющая втулка 11 для стержня 12, к которому в средней части прикреплена

1717168

30

55 тарелка 13 с шайбой из бензостойкой резины, а в верхней части — штифт, пронизывающий его в перпендикулярном к плоскости чертежа направлении и взаимодействующий с проушинами двух рычагов на шарнирах с противовесами 14, которые могут при регулировке перемещаться по рычагам и закрепляться на них винтом. К нижней части стержня 12 крепится гибкая тяга

15 с поплавком 16. Вверху корпуса 9 имеется полость, соединенная с патрубком 17 и отделенная от нижней части огнепреградителем 18. Вход газожидкостной смеси (скважинного флюида) в установку осуществляется через патрубок 19, который входит в гидроциклонный сепаратор 2 тангенциально. Входной конец патрубка 19 расположен выше его выходного конца, Выход подготовленной нефти происходит через переточную трубу 20.

Установка работает следующим образом.

Нефтеводогазовая смесь (флюид скважины) поступает по патрубку 19 в обечайку

2, Тангенциальное расположение патрубка

19 обеспечивает вращательное движение жидкости относительно вертикальной оси, а наклон патрубка способствует поступательному движению вниз за счет кинетической энергии потока. В образующемся нисходящем вихре происходит разделение нефти, газа и воды в силу следующих факторов: действия гидравлических пульсаций в зоне обтекания жидкостью вибрирующих под действием потока пластин 6; механического контактного воздействия пластин 6 на корпускулярно-нефтяные конгломераты (нефть с окклюдированным газом и глобулами воды); действия центробежных инерционных и гравитационных сил на каждую глобулу нефти, воды и пузырек газа, Под действием центробежной силы нефть отбрасывается к стенке обечайки 2, а пузырьки газа, на которые центробежная сила практически не действует, занимают центральную часть. Происходит первичное разделение газа и нефти на основе принципа вихревого сепарирования.

Под действием поступательного движения направленного вниз (входной конец тангенциального патрубка расположен выше выходного) потока пузырьки газа и нефти испытывают инерционную силу, направленную против действия архимедовых сил выталкивания., При этом пузырьки газа, имеющие плотность в 1000 раэ меньшую, чем плотность нефти, практически не изменяют своего направленного вверх движения. Происходит как бы вторичная инерционная сепарация. Часть нефтяных капель, обладающих большой поступательной кинетической энергией, достигает нижнего края обечайки 2, выходит за стенку и всплывает с одновременным движением к стенкам резервуара (инерция центробежных сил). Другая часть нефтяных капель выбрасывается центробежной силой с внутренней стенки обечайки 2.

При движении нефтяных капель и газовых пузырей вверх под действием выталкивающих сил происходит дальнейшее их разделение (гравитационная сепарация) в слое воды, расположенном между обечайкой 2 и нижним срезом стакана 3. При этом практически весь газ собирается под донышком стакана 3 (его диаметр больше диаметра обечайки 2). Собирающийся газ проходит через гидрозатвор (слой нефти толщиной Л Н в стакане 3), затем через отверстия 7 и транспортируется по газоотводной трубе 4 через клапанное отверстие s седле 10, огнеп реградитель 18 и патрубок 17 к потребителю.

Для стабилизации давления газа и поддвржания в результате этого определенного уровня жидкости в стакане 3 (величины гидроэатвора) служит система прямого регулирования, состоящая из поплавка 16, взаимодействующего через кинематическую цепочку трос 15 — стержень 12 — рычаги с противовесами 14.

Система прямого регулирования работает следующим образом.

При увеличении количества поступающей с нефтью воды уменьшается содержание газа в водогазонефтяной смеси (флюиде), растет толщина слоя воды Н и уменьшаетсятолщинаслоя нефти Нн Выделившаяся вода непрерывно отводится из аппарата через специальный патрубок (не показан) таким образом, что при постоянном содержании воды в флюиде величина

Н> не изменяется, Уменьшение содержания газа приводит к падению давления в гаэоотводной трубе 4, к росту уровня воды в ней, а также к увеличению толщины гидроэатвора b. Н. Повышение уровня воды в газоотводной трубе 4 приводит к перемещению вверх поплавка 16. При этом тарелка 13 за счет противовесов 14 начинает подниматься до тех пор, пока это позволяют трос

15 и вес поплавка 16, что приводит к уменьшению зазора между тарелкой 13 и седлом

10 отверстия клапана 9 и, как следствие, к увеличению давления газа в газоотводной трубе 4.

Аналогичным образом регулируется давление газа при уменьшении количества воды в нефти и увеличении содержания газа

1717168 во флюиде. В этом случае поплавок 16 перемещается вниз, что приводит к увеличению зазора между тарелкой 13 и седлом 10 отверстия клапана 9 и уменьшению давления газа в газоотводной трубе 4. 5

Таким образом, давление газа в газоотводной трубе 4 поддерживается на определенном оптимальном уровне, несмотря на изменение количества газа и воды во флюиде. 10

Экономическая эффективность изобретения определяется повышением качества нефти, сокращением ее потерь испарения, а также созданием давления попутного газа на выходе, достаточного для его промыш- 15 ленного использования.

Формула изобретения

1. Установка для сбора и подготовки нефти, включающая резервуар, в нижней части которого установлен гидроциклонный 20 сепаратор с наклонным тангенциальным входным патрубком и центральной газоот- водной трубой, отл и ч а ю щая с я тем, что, с целью повышения надежности, гидроциклонный сепаратор выполнен в виде обечайки, над которой установлен перевернутый цилиндрический стакан, газоотводная труба снабжена переменным гидравлическим сопротивлением. взаимодействующим с расположенным в трубе по-, плавком; и выполнена с отверстиями, по крайней мере одно из которых расположено внутри стакана, а другое — около дна резервуара.

2, Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что входной конец тангенциального патрубка расположен выше выходного.

3. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что она снабжена установленными в верхней части обечайки радиальными стержнями, на которых консольно укрепле-. ны вертикально вниз упругие пластины, 1717168

Составитель О. Калякина

Редактор И, Касарда Техред М.Моргентал Корректор M. Кучерявая

Заказ 830 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101