Отстойник для подготовки высоковязких нефтей

 

Изобретение относится к подготовке нефти на промыслах, в частности к устройствам для обезвоживания и обессоливания высоковязких нефтей с повышенным содержанием механических примесей. Цель изобретения - интенсификация процесса отделения воды от нефти за счет эффективного механического разрушения бронирующих оболочек на каплях пластовой воды и газонефтяной пены. Отстойник дл.я подготовки нефти содержит горизонтальную емкость 1 со штуцерами 2-4 соответственно л fi/Vtf 9 10 8 Фиг для ввода обрабатываемой нефтяной эмульсии , вывода подготовленной нефти и отделившейся воды, датчик 5 для регулирования уровня раздела фаз нефть-вода, вертикальные перегородки 6, которые установлены с зазорами относительно друг друга и корпуса емкости 1, горизонтальный коллектор 7, снабженный поперечными отводами 8 с соплами 9 и 10, горизонтальную трубу 11 с продольными окнами на верхней образующей , горизонтальную трубу 12 с продольными окнами на нижней образующей, вертикальный патрубок 13, соединенный со штуцером 2 с нижним заглушенным концом и инжектором 14с расширенными выходными концами в горизонтальной плоскости для скоростного ввода обрабатываемой эмульсии , установленный в вертикальной камере 15 с конусообразным днищем, внутренняя стенка которой напротив выходных концов инжекторов выполнена в виде выступающих острыми гранями ребер 16, вертикальную трубу 17 для ввода предварительно разрушенной эмульсии из вертикальной камеры 15 в горизонтальный коллектор 7. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.. (Л С 4 Ю О О ю ,. L- Ч Мре#а##& вооа

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)з В 01 D 17/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Ы (21) 4828830/26 (22) 28.05.90 (46) 23,03.92. Бюл. № 11 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) М.Ф. Хамидуллин, P.Ô. Хамидуллин,Ф.Ф. Хамидуллин, В.П, Тронов и

А.И. Ширеев (53) 66.066.6 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1411001, кл. В 01 D 17/04, 1986. (54) ОТСТОЙНИК ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ (57) Изобретение относится к подготовке нефти на промыслах, в частности к устройствам для обезвоживания и обессоливания высоковязких нефтей с IloBblLUBHHblM содержанием механических примесей. Цель изобретения — интенсификация процесса отделения воды от нефти за счет эффективного механического разрушения бронирующих оболочек на каплях пластовой воды и газонефтяной пены. Отстойник для подготовки нефти содержит горизонтальную емкость 1 со штуцерами 2 — 4 соответственно

7.7

„„. Ы„„1720679 А1 для ввода обрабатываемой нефтяной эмульсии, вывода подготовленной нефти и отделившейся воды, датчик 5 для регулирования уровня раздела фаз нефть-вода, вертикальные перегородки 6, которые установлены с зазорами относительно друг друга и корпуса емкости 1, горизонтальный коллектор 7, снабженный поперечными отводами 8 с соплами 9 и 10, горизонтальную трубу 11 с продольными окнами на верхней образующей, горизонтальную трубу 12 с продольными окнами на нижней образующей, вертикальный патрубок 1.3, соединенный со штуцером 2 с нижним заглушенным концом и инжектором 14 с расширенными выходными концами в горизонтальной плоскости для скоростного ввода обрабатываемой эмульсии, установленный в вертикальной камере

15 с конусообразным днищем, внутренняя стенка которой напротив выходных концов инжекторов выполнена в виде выступающих острыми гранями ребер 16, вертикальную трубу 17 для ввода предварительно разрушенной эмульсии из вертикальной камеры 15 в горизонтальный коллектор 7. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1720679

Изобретение относится к области подготовки нефти на промыслах, в частности к устройствам для обезвоживания и обессоливания высоковязких нефтей с повышенным содержанием механических примесей, Целью изобретения является интенсификация процесса отделения воды от нефти.

Отстойник включает в себя емкость со штуцерами для ввода эмульсии и вывода нефти и воды, вертикальные перегородки, горизонтальный коллектор, снабженный поперечными отводами с соплами и расположенный в промежуточном эмульсионном слое. Емкость ниже верхней образующей снабжена вертикальной камерой с конусообразным днищем, внутри которой концентрично к камере установлен вертикальный патрубок, соединенный со штуцером для ввода эмульсии, нижний конец которого заглушен и выполнен с горизонтальными инжекторами, выходные концы которых направлены с зазором к внутренней поверхности камеры, конусообразное днище которой соединено с горизонтальным коллектором.

Внутренняя вертикальная поверхность камеры, расположенная напротив выходных концов инжекторов, выполнена в виде выступающих острыми гранями ребер.

B отстойнике создаются благоприятные условия для интенсивного механического разрушения прочных бронирующих оболочек на глобулах пластовой воды и газонеф-тяной пены за счет скоростного истеченя обрабатываемой нефтяной эмульсии из выходных концов инжекторов и энергичного механического ударения струй эмульсии об острые грани ребер. При этом происходит энергичное механическое разрушение (раздробление) сгусткообразных высоковязких образований, разрушение прочны" бронирующих оболочек на каплях пластовой воды. За счет конусообразной формы днища вертикальной камеры механические примеси, содержащиеся в нефтяной эмульсии, вместе с жидкой фазой легко и свободно постоянно стекают по вертикальной трубе в горизонтал ьн ый коллектор. Разрушен ная эмульсия из горизонтального коллектора через сопла, расположенные на разных уровнях в горизонтальной плоскости, вводится в промежуточный эмульсионный слой в отстойнике. Эмульсия через сопла вводится в противоположную сторону от зоны вывода нефти и воды из отстойника, что позволяет увеличить путь движения эмульсии и время отстоя нефти. За счет эффективного разрушения нефтяной эмульсии и постоянного механического возмущения

55 промежуточного эмульсионного слоя струями вводимой эмульсии интенсифицируется процесс отделения и оседания механических примесей на дно емкости.

На фиг.1 изображен отстойник, разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3— сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — сечение

 — В на фиг.1.

Отстойник для подготовки нефти (фиг.1) содержит горизонтальную емкость 1 со штуцерами 2 — 4 соответственно для ввода обрабатываемой нефтяной эмульсии, вывода подготовленной нефти и отделившейся воды, датчик 5 для регулирования уровня раздела фаз нефть — вода, вертикальные перегородки 6, которые установлены с зазорами относительно друг друга и корпуса емкости 1, горизонтальный коллектор 7, снабженный поперечными отводами 8 с соплами 9 и 10 с расширенными в горизонтальной плоскости выходными концами, установленными на разных уровнях в горизонтальной плоскости в шахматном порядке в промежуточном эмульсионном слое, горизонтальную трубу 11 с продольными окнами на верхней образующей, установленную в верхней нефтяной зоне поперек продольной оси емкости 1, горизонтальную трубу 12 с продольными окнами на нижней образующей, установленную в нижней водной зоне поперек продольной оси емкости

1, вертикальный патрубок 13, соединенный со штуцером 2 с нижним заглушенным концом и с инжекторами 14 с расширенными выходными концами s горизонтальной плоскости для скоростного ввода обрабатываемой эмульсии, установленный в вертикальной камере 15 с конусообразным днищем, внутренняя стенка которой напротив выходных концов инжекторов выполнена в виде выступающих острыми гранями ребер 16, вертикальную трубу 17 для ввода предварительно разрушенной эмульсии из вертикальной камеры 15 в горизонтальный коллектор 7.

Отстойник работает следующим образом.

Обработке подвергалась стойкая к разрушению нефтяная эмульсия, образующаяся при добыче термическими методами (влажное внутрипластовое горение — ВВГ и паротепловое воздействие на продуктивные пласты — ПТВ). Высокой стойкости эмульсии способствовали: высокая вязкость нефтяной эмульсии (1193-1764 мм /с г при 20 С), высокая плотность эмульсии (930 — 980 кг/м, содержание большого количества (15 — 30 $) связанной пластовой воды в нефтяной фазе в мелкодиспергированном состоянии (1 — 10 мкм), 1720679

10 большое количество механических примесей (0,1 — 6,3 ), большое количественное содержание таких природных эмульгаторов, как смолы (до 32,5 ), асфальтены (до 4,97ь) и парафины (до 2 ), образование стойкой к разрушению газонефтяной пены (время разрушения пены при статических условиях в открытом сосуде составляет не менее 4 ч), Общая обводненность нефти 56, Пластовая вода слабоминерализованная (содержание хлористых солей в среднем 10000 мг/л).

Плотность пластовой воды низкая и составляет 1009-1038 кг/м, что в значительной степени затрудняет процесс гравитационного отделения воды от нефти.

Водонефтяная эмульсия в количестве

125 м /ч из групповых установок после отз деления газа вместе с введенным деэмульгатором дисолван 4411 из расчета 100 г/т нефти поступает в печи-нагреватели ПТБ10, где нагревается до 65-70 С. Нагретая эмульсия поступает в емкости для предварительного отделения от нефти свободной пластовой воды. Из этих емкостей нефть с остаточным содержанием воды 8-20 после дополнительного введения деэмульгатора дисовлан 4411 из расчета 160 г/т нефти по штуцеру 2 вводится в вертикальный патрубок 13. Эмульсия из вертикального патрубка 13 диаметром 250 мм и длиной 300 мм через инжекторы 14, изготовленные из труб диаметром 50 мм и длиной 230 мм с расширенными -в горизонтальной плоскости выходными концами (размеры живого сечения: длина 73 мм, высота 20 мм), с высокой скоростью вводится в вертикальную камеру 15, изготовленную из трубы с внутренним диаметром 800 мм и высотой цилиндрической части 500 мм, высота конусообразного днища 300 мм. Инжекторы

14 установлены с зазором, равным 30 мм, к внутренней поверхности вертикальной камеры 15. При этом за счет высокой кинетической энергии струй эмульсии капли пластовой воды, обволоченные тугоплавкими природными эмульгаторами, различными механическими примесями, извлекаемыми из пласта, и сгусткообразными массами, выходя из инжекторов 14 с большой скоростью (5 м/с) врезаются в острые грани ребер 16. При этом прочные бронирующие оболочки на глобулах воды разрушаются. Одновременно разрушаются газонефтяная пена и сгусткообразные массы, которые в последующем препятствовали бы процессу отделения воды от нефти.

Эмульсия с каплями воды, освободившимися от бронирующих оболочек, вместе с механическими примесями из вертикальной камеры 15 за счет конусообразного днища

1.5

55 легко и свободно по вертикальной трубе 17 диаметром 300 мм стекают в горизонтальный коллектор 7, расположенный в промежуточном эмульсионном слое. Расстояние от уровня раздела фаз нефть — вода составляет 100 мм до оси нижних горизонтальных сопел. Горизонтальный коллектор 7 изготовлен из трубы диаметром 300 мм и длиной

18 м и расположен на высоте 1,3 м от нижней образующей емкости 1, уровень раздела фаз нефть-вода в которой поддерживается на высоте около 0,8 м от его днища с помощью датчика 5 с целью отбора относительно чистой воды, Эмульсия из горизонтального коллектора 7 равномерно распределяется по объему и поступает в горизонтальные поперечные отводы 8, изготовленные из трубы диаметром 100 мм в количестве.24 шт. Отводы 8 установлены на двух боковых образующих по длине горизонтального коллектора 7 по 12 шт. íà расстоянии 1,5 м друг от друга. На каждом отводе 8 установлены сопла 9 и 10 в количестве 5 шт. на двух уровнях в шахматном порядке в горизонтальных плоскостях и направлены в противоположную сторону от зон отвода нефти и воды. Сопла 9 установлены на боковых образующих поперечных отводов 8 в виде прямых патрубков с расширенными в горизонтальной плоскости выходными концами и изготовлены из трубы диаметром 50 мм и длиной 200 мм, Сопла 10 установлены в нижней горизонтальной плоскости, присоединены к нижним образующим поперечных отводов 8 с расширенными в горизонтальной плоскости выходными концами и изготовлены из изогнутых под прямым углом труб диаметром

50 мм и длиной в горизонтальной плоскости

200 мм, длиной в вертикальной плоскости

300 мм, Живое сечение выходных концов сопел 9 и 10 имеет размеры по длине 70 мм и высоте 25 мм. Эмульсия из поперечных отводов 8 через сопла 9 и 10 со скоростью

1,0 м/с вводится в горизонтальных плоскостях в промежуточный слой. При этом весь объем промежуточного эмульсионного слоя по длине и высоте в емкости 1 приводится в постоянное движение и происходит его механическое возмущение за счет скоростного введения обрабатываемой эмульсии, Одновременно осуществляется дополнительное разрушение вязких образований и бронирующих оболочек на каплях воды, существенно снижается вязкость и плотность промежуточного слоя, интенсивное слияние, укрупнение и оседание капель воды на дно емкости 1, так как промежуточный слой становится рыхлым и не препятствует процессу отделения воды от нефти. Нефтяная

1720679

40

50

55 эмульсия после введения через сопла 9 и 10, двигаясь по длине емкости 1, разворачивается от ее торцовой части в обратном направлении и двигается к зонам отбора нефти и воды. При этом эмульсия разделяется на нефть и воду.

Глубоко обезвоженная нефть с остаточным содержанием воды не более 0,5 через горизонтальную трубу 11 и штуцер 3 выводится из верхней зоны емкости 1 и направляется на обессоливание. Отделившаяся от нефти вода с содержанием нефтепродуктов в количестве 80 — 100 мг/л и механических примесей 85 — 105 мг/л из емкости 1 выводится через горизонтальную трубу 12 и штуцер 4 и направляется на очистные сооружения.

Отстойник может быть использован как для предварительного обезвоживания нефти, так и для глубокого обезвоживания и обессоливания нефти.

Применение отстойника позволяет интенсифицировать процессы разрушения прочных бронирующих оболочек на каплях пластовой воды, разрушения газонефтяной пены, отделения механических примесей от нефти, а также отделения пластовой воды от нефти и получить глубоко обезвоженнуа нефть с содержанием воды не более 0,5 > (0,8-27 прототип), исключить образование и накопление стойких промежуточных слоев в нем, сократить время отстоя нефти в последующих аппаратах и резервуарах для получения товарной нефти с содержанием воды не более 0,5 и солей 40 — 100 мг/л с 5 сут (прототип) до 8 — 10 ч.

5 Формула изобретения

1. Отстойник для подготовки высоковязких нефтей, включающий емкость с штуцерами для ввода эмульсии и вывода нефти и воды, вертикальные перегородки, горизон10 тальный коллектор, снабженный поперечными отводами с соплами и расположенный в и ромежуточ ном эмул ьсионном слое, о т л ч ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса от15 деления воды от нефти, отстойник снабжен вертикальной камерой с конусообразным днищем, установленной в верхней части емкости, установленным концентрично внутри .камеры вертикальным патрубком, заглу20 шенным снизу, соединенным со штуцером для ввода эмульсии и снабженным горизонтальными инжекторами, расположенными в нижней части патрубка и направленными своими выходными концами к вертикальной

25 поверхности камеры, а конусообразное днище соединено с горизонтальным коллектором.

2, Отстойник по п,1, отличающийся тем, что внутренняя вертикальная поверх30 ность камеры снабжена ребрами с острыми гранями, расположенными напротив выходных концов инжекторов, 10

1720679

В 3

30

45

Составитель Ф. Хамидуллин

Редактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор О. Малец

Заказ 908 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

-b

) Эииуыцр

2 ф

Г