Способ дегазации и обезвоживания нефти и сепаратор для его осуществления

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано на нефтепромыслах для предварительной подготовки нефти и очистки пластовых сточных вод. Обеспечивает повышение эффективности процесса разделения газоводонефтяной эмульсии и снижение энергозатрат. Сущность изобретения: дегазацию и обезвоживание нефти проводят в двухсекционном сепараторе с нагревом. Ввод газоводонефтяной эмульсии выполняют в первой секции сепаратора, а нагрев - во второй. В первой секции производят отделение от нефти свободного газа и свободной воды, во второй секции - отделение от нефти растворенного газа и эмульгированной воды. Сообщают первую и вторую секции сепаратора через две перегородки. Первая перегородка перфорирована в верхней части и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора. Вторая перегородка перфорирована в верхней части на меньшую высоту и установлена с большим зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, чем первая перегородка, и частично перфорирована в нижней части. Сверху обеспечивают прохождение газа из первой и второй секций в пространство между перегородками через перфорационные отверстия первой и второй перегородки. Обеспечивают прохождение нефти из первой секции во вторую сверху через перфорационные отверстия первой перегородки, через зазор между перегородками и под второй перегородкой. Обеспечивают прохождение воды снизу под первой и второй перегородкой. В секции нагрева организуют движение разделяемой смеси вдоль сепаратора и вертикальное движение от центра к стенкам корпуса сепаратора. Отбор отсепарированного газа выполняют между перегородками, отбор воды - во второй секции вблизи от перегородок, отбор нефти - во второй секции. Устройство включает горизонтальный корпус, нагреватель, поперечные перфорированные перегородки, отстойную секцию, секцию нагрева, патрубки ввода газоводонефтяной эмульсии, вывода газа, воды и нефти. Патрубок ввода газоводонефтяной эмульсии размещен в первой секции сепаратора, нагреватель размещен в центральной части второй секции сепаратора - секции нагрева. Нагреватель выполнен в виде, по крайней мере, двух размещенных один над другим рядов параллельных труб, соединенных по торцам горизонтальными коллекторами. Верхний из горизонтальных коллекторов соединен с патрубком ввода теплоносителя, нижний из горизонтальных коллекторов соединен с патрубком вывода теплоносителя. Горизонтальные коллекторы соседних по высоте рядов труб соединены друг с другом со стороны, противоположной патрубкам, для ввода и вывода теплоносителя. Трубы в каждом ряду установлены с уклоном от входного коллектора к выходному. Поперечные перфорированные перегородки установлены на разделе первой и второй секций сепаратора. Патрубок вывода газа размещен над перегородками. Патрубок вывода воды размещен во второй секции вблизи от перегородок. Патрубок вывода нефти размещен в торце второй секции. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано на нефтепромыслах для предварительной подготовки нефти и очистки пластовых сточных вод.

Известен способ разделения двух несмешивающихся жидкостей, преимущественно воды и нефти, включающий подачу в разделительную емкость воды и нефти, затем исходной смеси, выдержку и выпуск разделенных продуктов (Патент РФ 1805991, опубл. 30.03.93).

Известный способ длителен и не обеспечивает высокой эффективности процесса разделения газоводонефтяной эмульсии.

Известен способ сепарации продукции скважин, включающий ввод газоводонефтяной смеси в функциональный аппарат, отбор выделившегося свободного газа, обезвоженной газированной нефти, обработку перепадом давления газированной пластовой воды пропусканием ее через штуцер с одновременной подачей ее в верхнюю часть отстойника и отвод пластовой воды (Патент РФ 1507415, опубл. 15.09.89).

Известный способ приводит к сепарации газоводонефтяной эмульсии, однако он сложен в реализации вследствие необходимости применения перепада давления и не обеспечивает высокой эффективности процесса разделения газоводонефтяной эмульсии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ деэмульсации газоводонефтяной эмульсии, включающий подачу газоводонефтяной эмульсии под топочное устройство нагревательного отсека сепаратора, нагрев, разрушение и укрупнение глобул нефти и воды, разгазирование, отвод газа, подачу нефтеводяной смеси через и сквозь перфорированные перегородки и распределитель в отстойный отсек, окончательное разделение на нефть и воду, отбор нефти и воды (Авторское свидетельство СССР 709113, опубл. 15.01.80 - прототип).

Известный способ не обеспечивает высокой эффективности процесса разделения газоводонефтяной эмульсии, обладает высокими энергозатратами.

В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности процесса разделения газоводонефтяной эмульсии и снижения энергозатрат.

Задача решается тем, что в способе дегазации и обезвоживания нефти, включающем гравитационное разделение газоводонефтяной эмульсии в двухсекционном сепараторе с нагревом, согласно изобретению ввод газоводонефтяной эмульсии выполняют в первой секции сепаратора, а нагрев - во второй, в первой секции производят отделение от нефти свободного газа и свободной воды, во второй секции - отделение от нефти растворенного газа и эмульгированной воды, для чего сообщают первую и вторую секции сепаратора через две перегородки, первая из которых перфорирована в верхней части и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, а вторая перфорирована в верхней части на меньшую высоту и установлена с большим зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, чем первая перегородка, и частично перфорирована в нижней части, сверху обеспечивают прохождение газа из первой и второй секций в пространство между перегородками через перфорационные отверстия первой и второй перегородки, обеспечивают прохождение нефти из первой секции во вторую сверху через перфорационные отверстия первой перегородки, через зазор между перегородками и под второй перегородкой, обеспечивают прохождение воды снизу под первой и второй перегородкой, в секции нагрева организуют движение разделяемой смеси вдоль сепаратора и циркуляцию в вертикальной плоскости, отбор отсепарированного газа выполняют между перегородками, отбор воды - во второй секции вблизи от перегородок, отбор нефти - во второй секции.

Дегазацию и обезвоживание нефти дополнительно осуществляют в, по крайней мере, одном дополнительном сепараторе, имеющeм одну секцию нагрева, до температуры большей, чем в предыдущем сепараторе.

Дегазацию и обезвоживание нефти дополнительно осуществляют в, по крайней мере, одном дополнительном сепараторе, имеющeм две секции нагрева, до температуры в каждой последующей секции большей, чем в предыдущей.

Нагрев разделяемой смеси на последней ступени осуществляют с помощью нагреваемого вне сепаратора теплоносителя, а на предыдущих ступенях - потоком нефти, воды или теплоносителя с последующего сепаратора или последующей секции сепаратора.

Известна установка для деэмульсации нефти, включающая горизонтальный корпус, нагреватель, поперечные перегородки, вертикальную перегородку, не доходящую до верха и низа корпуса, снабженную переливным козырьком, отстойную камеру, камеру нагрева, патрубки ввода газоводонефтяной эмульсии и вывода газа, воды и нефти (Авторское свидетельство СССР 747490, опубл. 15.07.80).

Известная установка не обеспечивает высокой эффективности процесса разделения газоводонефтяной эмульсии, обладает высокими энергозатратами. Аппарат имеет малый межремонтный период и высокую пожароопасность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является аппарат для деэмульсации газоводонефтяной эмульсии (сепаратор), включающий горизонтальный корпус, нагреватель, поперечные перфорированные перегородки, не доходящие поочередно до верха и низа корпуса, отстойную камеру, камеру нагрева, патрубки ввода газоводонефтяной эмульсии и вывода газа, воды и нефти (Авторское свидетельство СССР 709113, опубл. 15.01.80 - прототип).

Известный аппарат не обеспечивает высокой эффективности процесса разделения газоводонефтяной эмульсии, обладает высокими энергозатратами. Аппарат имеет малый межремонтный период и высокую пожароопасность.

В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности процесса разделения газоводонефтяной эмульсии, снижения энергозатрат, увеличения межремонтного периода и снижения пожароопасности.

Задача решается тем, что в сепараторе для дегазации и обезвоживания нефти, включающем горизонтальный корпус, нагреватель, поперечные перфорированные перегородки, отстойную секцию, секцию нагрева, патрубки ввода газоводонефтяной эмульсии, вывода газа, воды и нефти, согласно изобретению патрубок ввода газоводонефтяной эмульсии размещен в первой секции сепаратора, нагреватель размещен во второй секции сепаратора, нагреватель выполнен в виде, по крайней мере, двух размещенных один над другим рядов параллельных труб, соединенных по торцам горизонтальными коллекторами, верхний из горизонтальных коллекторов соединен с патрубком ввода теплоносителя, нижний из горизонтальных коллекторов соединен с патрубком вывода теплоносителя, горизонтальные коллекторы соседних по высоте рядов труб соединены друг с другом со стороны, противоположной патрубкам для ввода и вывода теплоносителя, трубы в каждом ряду установлены с уклоном от входного коллектора к выходному, на разделе первой и второй секций сепаратора установлены поперечные перфорированные перегородки, первая из которых перфорирована в верхней части и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, а вторая перфорирована в верхней части на меньшую высоту и установлена с большим зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, чем первая перегородка, и частично перфорирована в нижней части, патрубок вывода газа размещен в верхней части между перегородками, патрубок вывода воды размещен во второй секции вблизи от перегородок, патрубок вывода нефти размещен в торце второй секции.

Сущность изобретения При дегазации и обезвоживании нефти проводят гравитационное разделение газоводонефтяной эмульсии в двухсекционном сепараторе с нагревом. При этом не всегда удается обеспечить высокую эффективность процесса разделения газоводонефтяной эмульсии. Применяемые аппараты имеют малый межремонтный период и высокую пожароопасность.

В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности процесса разделения газоводонефтяной эмульсии, снижения энергозатрат, увеличения межремонтного периода и снижения пожароопасности.

Для этого ввод газоводонефтяной эмульсии выполняют в первой секции сепаратора, а нагрев - во второй. В первой секции производят отделение от нефти свободного газа и свободной воды, во второй секции - отделение от нефти растворенного газа и эмульгированной воды. При этом снижаются энергозатраты на нагрев, поскольку из нагрева исключается нагрев свободного газа и свободной воды (теплоемкость воды в 2 раза больше теплоемкости нефти), т.е. нагревают только нефть, растворенный газ и эмульгированную воду.

Обеспечивают сообщение между первой и второй секцией сепаратора через поперечные перфорированные перегородки, первая из которых перфорирована в верхней части и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, а вторая перфорирована в верхней части на меньшую высоту и установлена с большим зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, чем первая перегородка, и частично перфорирована в нижней части. Сверху обеспечивают прохождение газа из первой и второй секций в пространство между перегородками через перфорационные отверстия первой и второй перегородки, обеспечивают прохождение нефти из первой секции во вторую сверху через перфорационные отверстия первой перегородки, через зазор между перегородками и под второй перегородкой, обеспечивают прохождение воды снизу под первой и второй перегородкой.

Перфорация нижней части второй перегородки намного повышает устойчивость работы сепаратора за счет исключения "запирания" потока нефти при повышении уровня воды в сепараторе выше оптимального значения. Одновременно при этом повышается степень равномерности распределения потока нефти по поперечному сечению сепаратора в зазоре между уровнем воды и верхом отверстий перфорации. При отсутствии перфорации неравномерность потока в этом случае обуславливается погрешностями изготовления и монтажа сепаратора, неизбежными на практике.

Перфорация верхней части первой и второй перегородок способствует отделению жидкости от газа за счет повышения степени равномерности поля скоростей потока газа по поперечному сечению сепаратора.

В секции нагрева нагревают разделяемую смесь от стенок труб нагревателя. Теплоносителем могут служить вода, антифриз, термомасло, обезвоженная нефть или вода со следующей ступени разделения газоводонефтяной эмульсии и т.п. Организуют движение разделяемой смеси вдоль сепаратора и циркуляцию в вертикальной плоскости. При этом увеличивается теплообмен и облегчается разделение смеси на газ, воду и нефть. За счет замены теплоносителя с топочного газа (в прототипе) на применяемые теплоносители удается снизить пожароопасность сепаратора и увеличить межремонтный период с 3-4 мес до 2 лет и более.

Отбор отсепарированного газа выполняют между перегородками, т.е. в месте подхода газа из первой и второй секции. Отбор воды выполняют во второй секции вблизи от перегородок, т.е. в месте наиболее интенсивного подхода воды из двух секций. Отбор нефти выполняют во второй секции - конечной точке сепарации.

На фиг. 1 представлен сепаратор для дегазации и обезвоживания нефти, продольный разрез; на фиг. 2 - первая поперечная перфорированная перегородка; на фиг. 3 - вторая поперечная перфорированная перегородка, на фиг. 4 - схема сепарирования с двухступенчатым нагревом, на фиг. 5 - схема сепарирования с трехступенчатым нагревом.

Сепаратор для дегазации и обезвоживания нефти (фиг. 1) содержит горизонтальный корпус 1, разделенный на первую отстойную секцию 2 и вторую секцию нагрева 3 первой 4 и второй 5 перфорированными перегородками. Первая перфорированная перегородка 4 (фиг. 2) перфорирована в верхней части на высоту h₁ и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора 1 высотой h₂. Вторая перфорированная перегородка 5 (фиг. 3) перфорирована в верхней части на высоту h₃ и снизу на высоту h₄ и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора 1 высотой h₅. Сепаратор снабжен нагревателем 6, размещенным в центральной части второй секции 3. Патрубок ввода газоводонефтяной эмульсии 7 размещен в первой отстойной секции 2, патрубок вывода газа 8 размещен над перегородками 4 и 5, патрубок вывода воды 9 размещен во второй секции нагрева 3 вблизи от перегородки 5, патрубок вывода нефти 10 размещен в торце второй секции нагрева 3. Нагреватель 6 выполнен в виде, по крайней мере, двух размещенных один над другим рядов параллельных труб 11 и 12, соединенных по торцам горизонтальными коллекторами 13, 14, 15 и 16. Верхний из горизонтальных коллекторов 13 соединен с патрубком ввода теплоносителя 17. Нижний из горизонтальных коллекторов 14 соединен с патрубком вывода теплоносителя 18. Горизонтальные коллекторы 15 и 16 соседних по высоте рядов труб 11 и 12 соединены друг с другом трубами 19 со стороны, противоположной патрубкам для ввода 17 и вывода теплоносителя 18. Трубы 11 и 12 в каждом ряду установлены с уклоном от входного коллектора 13 к выходному 14.

Сепаратор работает следующим образом.

Через патрубок ввода газоводонефтяной эмульсии 7 в первую отстойную секцию 2 подают газоводонефтяную эмульсию. В первой отстойной секции 2 при исходной температуре из газоводонефтяной эмульсии выделяются свободный газ и свободная вода. Газ поднимается в верхнюю часть корпуса сепаратора 1 и скапливается в объеме над первой 4 и второй 5 перфорированными перегородками. Вода, плотность которой больше плотности нефти, опускается в нижнюю часть корпуса сепаратора 1. Сообщение между первой 2 и второй секцией 3 сепаратора обеспечивают через перегородки 4 и 5. Нефть переливается через первую перегородку 4, проходит по зазору между перегородками 4 и 5, через перфорированную нижнюю часть перегородки 5 и зазор между перегородкой 5 и уровнем воды поступает во вторую секцию нагрева 3.

Поскольку высота h₃ меньше высоты h₁ и высота h₅ больше высоты h₂ и присутствует высота h₄, жидкость может пройти из первой отстойной секции 2 во вторую секцию нагрева 3 только под перегородкой 5 и через отверстия перфорации на высоте h₁. Во второй секции нагрева 3 разделяемую смесь нагревают нагревателем 6. Теплоносителем является вода. За счет подачи газоводонефтяной эмульсии в первую отстойную секцию 2 через патрубок ввода газоводонефтяной эмульсии 7 и отбора нефти из второй секции нагрева 3 через патрубок вывода нефти 10, размещенный в торце второй секции нагрева 3, организуют поток жидкости вдоль корпуса сепаратора 1. За счет расположения нагревателя 6 в центральной части второй секции нагрева 3 организуют вертикальное движение жидкости от центра вверх и по стенкам корпуса сепаратора 1 вниз. Во второй секции нагрева 3 происходит отделение от нефти растворенного газа и эмульгированной воды. При нагреве снижается растворимость газа в нефти и из нее выделяется дополнительное количество газа. Одновременно снижается устойчивость водонефтяной эмульсии и из нефти выпадает в нижнюю часть сепаратора дополнительное количество воды. Особенно интенсивно процесс деэмульсации идет на горячей поверхности нагревателя 6. Перфорация перегородок 4 и 5 в верхней части способствует прохождению выделяющегося газа из первой 2 и второй секции 3 к патрубку вывода газа 8, размещенному над перегородками 4 и 5. Зазор между перегородками 4 и 5 и нижней образующей основания корпуса сепаратора 1 обеспечивает прохождение воды из первой секции 2 во вторую 3 и из второй секции 3 к патрубку вывода воды 9.

Выполнение нагревателя 6 в виде, по крайней мере, двух размещенных один над другим рядов параллельных труб 11 и 12, соединенных по торцам горизонтальными коллекторами 13, 14, 15 и 16, способствует равномерному распространению тепла по второй секции нагрева 3. Соединение верхнего из горизонтальных коллекторов 13 с патрубком ввода теплоносителя 17 и нижнего из горизонтальных коллекторов 14 с патрубком вывода теплоносителя 18, соединение горизонтальных коллекторов 15 и 16 соседних по высоте рядов труб 11 и 12 друг с другом трубами 19 со стороны, противоположной патрубкам для ввода 17 и вывода теплоносителя 18 и установление труб 11 и 12 в каждом ряду с уклоном от входного коллектора 13 к выходному 14 обеспечивают совпадение вынужденного движения по трубам потока теплоносителя, прокачиваемого через нагреватель 6, с естественным движением вниз охлаждающегося по ходу движения в трубах потока. Кроме того, это уменьшает скапливание отложений внутри труб и обеспечивает опорожнение труб при остановках, при пропарке и промывке труб во время ремонта.

Дегазацию и обезвоживание нефти возможно осуществлять в, по крайней мере, одном дополнительном сепараторе, имеющем одну секцию нагрева до температуры большей, чем в предыдущем сепараторе (фиг. 4), или в, по крайней мере, одном дополнительном сепараторе, имеющем две секции нагрева до температуры в каждой последующей секции большей, чем в предыдущей (фиг. 5). Нагрев разделяемой смеси на последней ступени возможно осуществлять с помощью нагреваемого вне сепаратора теплоносителя, а на предыдущих ступенях - потоком нефти, воды или теплоносителя с последующего сепаратора или последующей секции сепаратора.

Снижение энергозатрат при осуществлении способа достигается не только за счет уменьшения энергозатрат на нагрев свободной воды в секции 2, но и за счет более эффективной утилизации тепла нагретой сепарированной нефти, нагретой сепарированной воды или отработанного теплоносителя при их использовании в качестве теплоносителя на предыдущей ступени нагрева.

Примеры конкретного выполнения Пример 1. Проводят предварительную дегазацию и обезвоживание газоводонефтяной эмульсии с содержанием воды 60 мас.%, содержанием газа 75 м³/т и температурой входа 15^oС в сепараторе согласно фиг. 1 - 3 в соответствии с описанным выше. Сепаратор для дегазации и обезвоживания нефти выполнен длиной 17750 мм, диаметром 3200 мм. Корпус 1 сепаратора разделен на первую отстойную секцию 2 и вторую секцию нагрева 3 первой 4 и второй 5 перфорированными перегородками. Первая перфорированная перегородка 4 перфорирована 256 отверстиями диаметром 30 мм в верхней части на высоту h₁=960 мм и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора 1 высотой h₂=400 мм. Вторая перфорированная перегородка 5 перфорирована 106 отверстиями диаметром 30 мм в верхней части на высоту h₃=510 мм, перфорирована 128 отверстиями диаметром 30 мм снизу на высоту h₄=270 мм и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора 1 высотой h₅=800 мм. Сепаратор снабжен нагревателем 6, размещенным в центральной части второй секции 3. Нагреватель 6 выполнен в виде двух размещенных один над другим рядов параллельных труб 11 и 12, соединенных по торцам горизонтальными коллекторами 13, 14, 15 и 16. Температуру во второй секции нагрева поддерживают на уровне 35^oС. Через патрубок ввода теплоносителя 17 в нагреватель 6 подают теплоноситель - нагретую воду, через патрубок вывода теплоносителя 18 нагретую воду отводят от нагревателя 6.

Сепарацию и обезвоживание проводят, как описано выше.

В результате сепарации по предложенному техническому решению содержание воды в нефти составляет 8%, что удовлетворяет требованиям к предварительному обезвоживанию. Сепаратор обеспечивает дегазацию и обезвоживание газоводонефтяной эмульсии с производительностью 3000 т/сут. Такого же содержания воды удается достичь, применяя известные сепараторы, но с производительностью порядка 1300-1400 т/сут.

Пример 2. Выполняют дегазацию и глубокое обезвоживание газоводонефтяной эмульсии с содержанием воды 15%, как в примере 1, с дополнительной дегазацией и обезвоживанием в одном дополнительном сепараторе, имеющем только одну секцию нагрева с температурой большей, чем в предыдущем сепараторе. Во втором сепараторе нефть догревают до температуры 45^oС, в первом сепараторе на выходе в секции нагрева температура равна 25^oС, в первой секции ввода первого сепаратора температура равна 15^oС.

Схема соединения сепараторов показана на фиг. 4.

Сепаратор 20, выполненный в соответствии с фиг. 1, последовательно соединен с сепаратором 21. Сепаратор 21 выполнен однокамерным с нагревателем 22 конструкции, аналогичной нагревателю 6 на фиг. 1. В сепараторе 21 патрубок ввода газоводонефтяной эмульсии 23 и патрубок вывода нефти 24 размещены в торцах, патрубок вывода газа 25 размещен в верхней части, патрубок вывода воды 26 размещен в нижней части. Патрубок вывода нефти 10 сепаратора 20 соединен с патрубком ввода газоводонефтяной эмульсии 23 сепаратора 21. Патрубок вывода нефти 24 сепаратора 21 соединен с патрубком ввода теплоносителя 17 сепаратора 20. Патрубок вывода теплоносителя 18 сепаратора 20 соединен с трубопроводом вывода подготовленной нефти. Патрубок ввода теплоносителя 27 нагревателя 22 сепаратора 21 соединен с подводом теплоносителя - нагретой воды. Патрубок вывода теплоносителя 28 сепаратора 21 соединен с отводом теплоносителя.

Дегазацию и обезвоживание нефти проводят следующим образом.

Через патрубок вывода нефти 10 сепаратора 20, соединенный с патрубком ввода газоводонефтяной эмульсии 23 сепаратора 21, нефть после сепарации в сепараторе 20 подают в сепаратор 21. Через патрубок ввода теплоносителя 27 нагревателя 22 в сепаратор 21 подают теплоноситель - нагретую воду, а через патрубок вывода теплоносителя 28 отводят теплоноситель. Нефть нагревают в сепараторе 21. Производят разделение нефти на газ, воду и очищенную нагретую нефть. Газ отводят через патрубок вывода газа 25, воду отводят через патрубок вывода воды 26. Очищенную нагретую нефть направляют через патрубок вывода нефти 24 сепаратора 21, соединенный с патрубком ввода теплоносителя 17 сепаратора 20, в нагреватель 6 сепаратора 20. Очищенная нагретая нефть служит теплоносителем для нагревателя 6. После прохождения нагревателя 6 через патрубок вывода теплоносителя 18 сепаратора 20 нефть направляют в трубопровод отбора нефти.

В результате сепарации по предложенному техническому решению содержание воды в нефти составляет 0,3%, что удовлетворяет требованиям к глубокому обезвоживанию. Сепаратор обеспечивает дегазацию и обезвоживание газоводонефтяной эмульсии с производительностью 3000 т/сут. Такого же содержания воды удается достичь, применяя известные сепараторы, но с производительностью порядка 1300-1400 т/сут.

Пример 3. Выполняют дегазацию и глубокое обезвоживание газоводонефтяной эмульсии с содержанием воды 15%, как в примере 1, с дополнительной дегазацией и обезвоживанием в одном дополнительном сепараторе, имеющем две секции нагрева, с температурой большей, чем в предыдущем сепараторе. Температура во второй секции второго сепаратора равна 55^oС, температура в первой секции второго сепаратора равна 35^oС, температура в секции нагрева первого сепаратора равна 22^oС, в первой секции ввода первого сепаратора температура равна 15^oС.

Схема соединения сепараторов показана на фиг. 5.

Сепаратор 20, выполненный в соответствии с фиг. 1, последовательно соединен с сепаратором 29. Сепаратор 29 выполнен двухсекционным с нагревателями 30 и 31 конструкции, аналогичной нагревателю 6 на фиг. 1. В сепараторе 29 патрубок ввода газоводонефтяной эмульсии 32 и патрубок вывода нефти 33 размещены в торцах, патрубок вывода газа 34 размещен в верхней части, патрубок вывода воды 35 размещен в нижней части. Патрубок вывода нефти 10 сепаратора 20 соединен с патрубком ввода газоводонефтяной эмульсии 32 сепаратора 29. Патрубок вывода нефти 33 сепаратора 29 соединен с патрубком ввода теплоносителя 17 сепаратора 20. Патрубок вывода теплоносителя 18 сепаратора 20 соединен с трубопроводом отбора подготовленной нефти. Патрубок ввода теплоносителя 36 нагревателя 31 сепаратора 29 соединен с подводом теплоносителя - нагретой воды. Патрубок вывода теплоносителя 37 нагревателя 31 сепаратора 29 соединен с патрубком ввода теплоносителя 38 нагревателя 30 сепаратора 29. Патрубок вывода теплоносителя 39 нагревателя 30 сепаратора 29 соединен с трубопроводом отвода теплоносителя.

Дегазацию и обезвоживание нефти проводят следующим образом.

Через патрубок вывода нефти 10 сепаратора 20, соединенный с патрубком ввода газоводонефтяной эмульсии 32 сепаратора 29, нефть после сепарации в сепараторе 20 подают в сепаратор 29. Через патрубок ввода теплоносителя 36 в нагреватель 31 сепаратора 29 подают теплоноситель - нагретую воду, через патрубок вывода теплоносителя 37 отводят теплоноситель от нагревателя 31 и подают через патрубок 38 в нагреватель 30. Через патрубок 39 теплоноситель отводят из нагревателя 30 сепаратора 29. Нефть нагревают в сепараторе 29. Производят разделение нефти на газ, воду и очищенную нагретую нефть. Газ отводят через патрубок вывода газа 34. Воду отводят через патрубок 35. Через патрубок вывода нефти 33 нагретую нефть подают из сепаратора 29 через патрубок ввода теплоносителя 17 в нагреватель 6 и отводят охлажденную нефть из нагревателя 6 через патрубок вывода теплоносителя 18 в трубопровод отбора подготовленной нефти.

Таким образом, нефть, очищенную и нагретую в сепараторе 29, используют как теплоноситель для нагрева нефти в сепараторе 20.

В результате сепарации по предложенному техническому решению содержание воды в нефти составляет 0,3%, что удовлетворяет требованиям к глубокому обезвоживанию. Сепаратор обеспечивает дегазацию и обезвоживание газоводонефтяной эмульсии с производительностью 3000 т/сут. Такого же содержания воды удается достичь, применяя два известных последовательных сепаратора с конечной температурой нагрева 55^oС, но с производительностью порядка 1300-1400 т/сут.

Применение предложенного способа и устройства позволит повысить эффективность процесса разделения газоводонефтяной эмульсии, снизить энергозатраты, увеличить межремонтный период и снизить пожароопасность.

Формула изобретения

1. Способ дегазации и обезвоживания нефти, включающий гравитационное разделение газоводонефтяной эмульсии в двухсекционном сепараторе с нагревом, отличающийся тем, что ввод газоводонефтяной эмульсии выполняют в первой секции сепаратора, а нагрев - во второй, в первой секции производят отделение от нефти свободного газа и свободной воды, во второй секции - отделение от нефти растворенного газа и эмульгированной воды, для чего сообщают первую и вторую секции сепаратора через две перегородки, первая из которых перфорирована в верхней части и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, а вторая перфорирована в верхней части на меньшую высоту и установлена с большим зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, чем первая перегородка, и частично перфорирована в нижней части, сверху обеспечивают прохождение газа из первой и второй секций в пространство между перегородками через перфорационные отверстия первой и второй перегородки, обеспечивают прохождение нефти из первой секции во вторую сверху через перфорационные отверстия первой перегородки, через зазор между перегородками и под второй перегородкой, обеспечивают прохождение воды снизу под первой и второй перегородкой, в секции нагрева организуют движение разделяемой смеси вдоль сепаратора и циркуляцию в вертикальной плоскости, отбор отсепарированного газа выполняют между перегородками, отбор воды - во второй секции вблизи от перегородок, отбор нефти - во второй секции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дегазацию и обезвоживание нефти дополнительно осуществляют в, по крайней мере, одном дополнительном сепараторе, имеющим одну секцию нагрева с температурой большей, чем в предыдущем сепараторе.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дегазацию и обезвоживание нефти дополнительно осуществляют в, по крайней мере, одном дополнительном сепараторе, имеющим две секции нагрева с температурой в каждой последующей секции большей, чем в предыдущей.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что нагрев разделяемой смеси на последней ступени осуществляют с помощью нагреваемого вне сепаратора теплоносителя, а на предыдущих ступенях - потоком нефти, воды или теплоносителя с последующего сепаратора или последующей секции сепаратора.

5. Сепаратор для дегазации и обезвоживания нефти, включающий горизонтальный корпус, нагреватель, поперечные перфорированные перегородки, отстойную секцию, секцию нагрева, патрубки ввода газоводонефтяной эмульсии, вывода газа, воды и нефти, отличающийся тем, что патрубок ввода газоводонефтяной эмульсии размещен в первой секции сепаратора, нагреватель размещен во второй секции сепаратора, нагреватель выполнен в виде, по крайней мере, двух размещенных один над другим рядов параллельных труб, соединенных по торцам горизонтальными коллекторами, верхний из горизонтальных коллекторов соединен с патрубком ввода теплоносителя, нижний из горизонтальных коллекторов соединен с патрубком вывода теплоносителя, горизонтальные коллекторы соседних по высоте рядов труб соединены друг с другом со стороны, противоположной патрубкам для ввода и вывода теплоносителя, трубы в каждом ряду установлены с уклоном от входного коллектора к выходному, на разделе первой и второй секций сепаратора установлены поперечные перфорированные перегородки, первая из которых перфорирована в верхней части и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, а вторая перфорирована в верхней части на меньшую высоту и установлена с большим зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, чем первая перегородка, и частично перфорирована в нижней части, патрубок вывода газа размещен в верхней части между перегородками, патрубок вывода воды размещен во второй секции вблизи от перегородок, патрубок вывода нефти размещен в торце второй секции.

6. Сепаратор по п. 5, отличающийся тем, что в первой секции зеркально размещен нагреватель, аналогичный нагревателю второй секции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:Гершуни Семен Шикович

(73) Патентообладатель:ООО "Нефтегазхиммаш"

Договор № РД0006723 зарегистрирован 21.02.2006

Извещение опубликовано: 10.04.2006        БИ: 10/2006

Другие изменения, связанные с зарегистрированными изобретениями

Изменения:Публикацию о досрочном прекращении действия патента считать недействительной.

Номер и год публикации бюллетеня: 2-2008

Извещение опубликовано: 27.02.2008        БИ: 06/2008

---