Устройство для разделения высокопенистых нефтей с повышенным содержанием механических примесей

 

Изобретение относится к устройствам для отделения газа от жидкости, в частности , для отделения газа от высокопенистой нефти с повышенным содержанием механических примесей при подготовке нефти на промыслах. Целью изобретения является повышение качества процесса сепарации и расширение функциональных возможностей . Устройство содержит вертикальный гззоотделитель 1, внутри которого расположен сепарирующий элемент 2, выполненный в виде вертикальной трубы, в верхней части которой установлен распылитель 3, а ниже его - завихритель 4. В верхней части газоотделителя находится каплеотбойник 5, а к нижней присоединен разъемный бункер 6 в верхней части которого установлен промывочный узел 7, а в нижней - отводящий трубопровод 8. Устройство снабжено пеногасителем 9, верхняя часть которого соединена с распылителем 3, а нижняя - с завихрителем 4 и трубопроводами: подвода высокопенистой нефти 10, отвода газа 11 и 12, ввода нефти в сепарирующий элемент 13 и отвода нефти из устройства 14. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 с ! а

Л ,0 (Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4802823! 26 (22) 28.11.89 (46) 15,09.92.Бюл.N 34 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Р.Х.Махмудов, В.П.Тронов, Ф.Ф.Хамидуллин, Ю.B.Óèìàíîâ и Н.С.Чужимов (56) Г,С.Лутошкин "Сбор и подготовка нефти, газа и воды", M. Недра, 1983, с.33-36. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЫСОКОПЕНИСТЫХ НЕФТЕЙ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ МЕХАНИЧЕСКИХ

ПРИМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к устройствам для отделения газа от жидкости, в частности, для отделения газа от высокопенистой нефти с повышенным содержанием механических примесей при подготовке нефти на промыслах, Целью изобретения является

Изобретение относится у устройствам для отделения газа от жидкости, в частности, для отделения газа от высокопенистой нефти с повышенным содержанием механических примесей при подготовке нефти на промыслах, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вертикальный сепаратор, включающий вертикальный гаэоотделитель с трубопроводами подвода пенистой нефти и отвода газа, нефти и механических примесей, внутри которого расположены наклонные полки, каплеотбойник, перегородки, датчик регулятора уровня и предохранительный клапан. Ы,», 1761192А1 (51)5 В Oi D 19/00

:) : г) повышение качества процесса сепарации и расширение функциональных возможностей. Устройство содержит верт..кальный газоотделитель 1, внутри которого расположен сепарирующий элемент 2, выполненный в виде вертикальной трубы, в верхней части которой установлен распылитель 3, а ниже его — завихритель 4. В верхней части газоотделителя находится каплеотбойник 5, а к нижней присоединен разъемный бункер

6 в верхней части которого установлен промывочный узел 7, а в нижней — отводящий трубопровод 8. Устройство снабжено пеногасителем 9. верхняя часть которого соединена с распылителем 3, а нижняя — с завихоителем 4 и трубопроводами: подвода высокопенистой нефти 10, отвода газа 11 и

12, ввода нефти в сепарирующий элемент 13 и отвода нефти из устройства 14. 1 з,п.ф-лы, 1 ил.

Недостатками устройства являются:

1. Низкое качество процесса сепарации и значительные потери от испарения в резервуарах предварительного сброса воды.

Объясняется это тем, что при движении нефтегазовой смеси по полкам, а точнее в момент перехода ее с одной полки на другую, происходит захлестывание верхнего слоя смеси (преимущественно газового) нижним (преимущественно нефтяным). После каждого поворота пузырькам газа вновь и вновь приходится пробиваться в поверхностный слой. В результате этого значительный объем газа в сепараторе не отделяется от нефти и поступает в резервуары, где этот процесс происходит более эффективно, а в

1761192

15

25

55 последующем большая его часть уходит в атмосферу.

2. Механические примеси, осаждаясь на наклонных полках, накапливаются настолько, что блокируют их поворотные участки. В результате чего движение потока по наклонным полкам прерывается и он, минуя их, падает в поддон сепаратора, что ведет к снижению качества процесса сепарации.

3. Вывод грязи и механических примесей не предусмотрен из той части поддона, куда сливается нефть. Та зона днища, которая имеет сообщение с патрубком для отвода грязи и механических примесей, быстро загрязняется и отвод полностью забивается, Это ведет к снижению функциональных возможностей устройства.

Цель изобретения — повышение качество процесса сепарации и расширение функциональных возможностей, Это достигается тем, что устройство содержит вертикальный газоотделитель, включающий корпус и сепарирующий элемент, каплеотбойник, трубопроводы подвода нефтегазовой смеси и отвода нефти и газа и приспособление для отвода механических части, Сепарирующий элемент выполнен в виде вертикальной трубы и снабжен распылителем вверху и ниже его расположенным завихрителем, а также пеногасителем, верхняя часть которого соединена с распылителем, а нижняя — с завихрителем, а приспособление для отвода механических примесей выполнено в виде разъемного бункера, соединенного с нижней частью корпуса газоотделителя, причем в его верхней части установлен промывочный узел, а в нижней — отводящий трубопровод, Завихритель потока установлен от распылителя на расстоянии, определяющим по формуле

I1=(1-1,5) D, где D — диаметр сепарирующего элемента,м, На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вертикальный газоотделитель 1, внутри которого расположен сепарирующий элемент 2, выполненный в виде вертикальной трубы, в верхней части которой установлен распылитель 3, а ниже его — завихритель 4. В верхней части газоотделителя находится каплеотбойник 5, а к нижней присоединен разъемный бункер 6, в верхней части которого установлен промывочный узел 7, а в нижней отводящий трубопровод 8. Устройство снабжено пеногасителем 9, верхняя часть которого соединена с рыспылителем

3, а нижняя — с завихрителем 4 и трубопроводами подвода высокопенистой нефти 10, отвода газа 11 и 12, ввода нефти в сепарирующий элемент 13 и отвода нефти из устройства 14.

Расстояние от распылителя до завихрителя, равное (1-1,5) D, установлено экспериментальным путем. Для тяжелых вязких нефтей с низкими скоростями потоков завихрения рекомендуется брать нижний предел, для легких маловязких нефтей с высокими скоростями потоков завихрения — верхний предел. При меньших расстояниях, чем рекомендуемые, возможно попадание на распылитель нефтяной фазы потоков завихрения и возможно всплесков, что ведет к ухудшению сепарации. Большие расстояния, чем рекомендуемые, приведут к необоснованному завышению размеров устройства и соответственно к росту металлоемкости.

Устройство работает следующим образом.

Высокопенистая нефть с содержанием, механических примесей до 15, плотность

0,93 г/см, вязкостью до 1400 сП, темпераз турой 34 С, с газовым фактором 22 м /м из скважин с внутрипластовым горением или паротепловым воздействием поступает по трубопроводу 10 в пеногаситель 9, в котором происходит частичное отделение газа от нефти. Из пеногасителя нефть с остаточным содержанием газа 3 м /м и практически прежним содержанием механических примесей по трубопроводу 13 через завихритель 4 подается во внутреннюю полость сепарирующего элемента 2, где в процессе закручивания ввиду различных плотностей механических примесей, нефти и газа происходит их взаимное отделение и они в сепарирующем элементе располагаются в следующем порядке: в центральной части— газ, далее нефть и в зоне, примыкающей к внутренней стенке трубы 2, — механические примеси. Нефть опускается в нижнюю часть трубы 2, а механические примеси, осаждаясь, попадают в разъемный бункер 6, Отделившийся газ по центральной части трубы 2 через каплеотбойник 5 и трубопровод 12 выводится из устройства. Одновременно с вводом нефти в завихритель из верхней части пеногасителя в сепарирующий элемент части распылитель 3 вводится газ. Последний, соприкасаясь со стенками трубы 2, оставляет на них капельки нефти, а сам, соединяясь с потоком газа, поднимающимся от завихрителя, выводится через каплеотбойник в трубопровод 12. Капля нефти, стекая по трубе 2, сливаются с нефтью, поступающей от завихрителя, 1761192

Для капель нефти, стекающих по стенкам трубы, создаются благоприятные условия для отделения из них оставшихся пузырьков газа за счет механического воздействия поднимающегося вверх "сухого" газового потока и создания разреженности в центральной части сепарирующего элемента. Кроме того, нефть, выходящая из завихрителя, как бы "размазывается" по стенкам трубы 2, что также способствует отделению газовых пузырьков от нефти.

Освобожденная от газа и механических примесей нефть с остаточным содержанием окклюдированного газа 24-28 10 см /см" через трубопровод 14 поступает в технологический резервуар.

Механические примеси осаждаются в разъемном бункере, откуда периодически по мере их накопления удаляются. Удаление механических примесей из бункера осуществляется следующим образом, Прекращается подача сырья в устройстве и удаляется из него нефть. В промывочный узел 7 подается под напором вода, которая взмучивает и поднимает со дна осевшие механические примеси, а затем через отводящий трубопровод 8 происходит их удаление, В случае, если поддон заполняется механическими примесями настолько, что проход в отводящий трубопровод забивается, следует промывочную воду направить в поддон через отводящий трубопровод с целью разжижения, а потом опять осуществлять отвод через трубопровод 8, Когда и этот вариант не срабатывает, удаляют примеси механическим путем, отсоединив от бункера боковые стенки.

Периодическая очистка устройства от механических примесей позволяет обходиться только первыми двумя способами.

Периодичность очистки устройства определяется конкретно для определенных нефтей и зависит от количественного содержания в сырье механических примесей, Для нефти с содержанием примесей до 15 > периодичность и продолжительность составляет соответственно 2 раза в год по 16 ч.

При работе устройства уровень расположения нефти в газоотделителе должен находиться ниже расположения завихрителя.

Это объясняется необходимостью более полного использования эффекта закручивания потока, т.е. чтобы поток попадая в слой нефти после того, как у него скорость закручивания будет приближаться к нулю, Расстояние между завихрителем и уровнем нефти определяют расчетным путем по формуле

15 п0

4г

55 /2 = г где Ч вЂ” ",ачальная скорость потока после выхода из завихрителя. м/с;

g — ускорение силы тяжести, м/с .

Если расстояние!г брать меньшим расчетного, то будет неполностью использоваться энергия закручиваемого потока, TBK как он преждевременно гасится при встрече с уровнем нефти.

Если принять расстояние больше расчетного, то размеры устройства неоправданно возрастут, возрастет и металлоемкость конструкции.

Результаты, полученные при испытаниях предлагаемого и известного устройств, показали:

- содержание газа в разгазированной нефти соответственно 24-28 10 см /см и з з

61-67 .10 см /см;

- удельный унос капельной жидкос ги 2 и

5, 7 /о, - остальное содержание механических примесей сл-0,05 j, и 14,8;

- количество и продолжительность остановок для удаления механических примесей: 2(16 ч) и 6(540 ч).

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства складывается за счет уменьшения потерь нефти от испарения в резервуарах предварительного сброса воды на 0,6; от объема проходящей нефти благодаря повышению качества сепарации и снижению расходов на очистку устройства и аппаратов установки подготовки нефти от механических примесей, что в деньгах составляет зкономию соответственно 170 и 61 тыс.руб, Общая сумма экономии

231 тыс,руб. при производительности установки 10 тыс.мз/сут.

Формула изобретения

1, Устройство для разделения высокопенистых нефтей с повышенным содержанием механических примесей, содержащее вертикальный газоотделитель, включающий корпус и сепарирующий элемент, каплеотбойник, трубопроводы подвода нефтегазовой смеси и отвода нефти и газа и приспособление для отвода механических частиц с отводящим трубопроводом, о т л ич а ю щ е е ". я тем, что, с целью повышения качества сепарации и расширения функциональных возможностей, сепарирующий элемент выполнен в виде вертикальной трубы и снабжен распылителем, установленным вверху и ниже его расположенным завихрителем, причем устройство снабжено пеногасителем, верхняя часть которого соединена с распылителем, нижняя — с завих1761192

Составитель О. Калякина

Техред М.Моргентал Корректор M. Ткач

Редактор Т. Иванова

Заказ 3206 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 рителем, а приспособление для отвода механических примесей выполнено в виде разъемного бункера, соединенного с нижней частью корпуса газоотделителя, причем

его верхняя часть снабжена промывочным узлом, а нижняя соединена с отводящим трубопроводом.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что завихритель установлен от распылителя на расстоянии Ip, определяемом по формуле 11=(1-1,5)D, где D — диаметр се5 парирующего элемента.