Трубчатый сепаратор

Изобретение относится к трубчатому сепаратору для разделения текучих сред с несмешивающимися компонентами, таких как нефть, газ и вода. Техническим результатом является компактное выполнение сепаратора, приспособление к месторасположению или структуре и расширение функциональных возможностей. Сепаратор содержит удлиненный трубчатый корпус с впускным отверстием и, по меньшей мере, с одним выходным отверстием, соединенный с впускной трубой, и, по меньшей мере, с одной выпускной трубой. Диаметр корпуса преимущественно такой же или немного больше диаметра впускной трубы и, по меньшей мере, одной выпускной трубы. Продольный тракт - участок корпуса от входного отверстия до, по меньшей мере, одного выходного отверстия - является криволинейным. Трубчатый сепаратор соединен с плитой рамочной структуры для подводной эксплуатационной скважины и составляет несущую часть этой рамочной структуры. 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Настоящее изобретение относится к трубчатому сепаратору для разделения текучих сред, в частности для разделения текучих сред с несмешивающимися текучими компонентами, такими как нефть, газ и вода, содержащему удлиненный трубчатый корпус сепаратора, диаметр которого предпочтительно такой же или немного больше диаметра впускной трубы и выпускной трубы сепаратора.

Заявки на патенты для трубчатых сепараторов вышеуказанного типа были впервые поданы заявителем в 1996 году. Одна из этих патентных заявок - собственная международная патентная заявка заявителя PCT/NO 03/00265, в которой описан такой сепаратор.

Трубчатые сепараторы очень эффективны для разделения текучих сред с несмешивающимися текучими компонентами, а также представляют простое легкое по конструкции решение по сравнению с традиционными самотечными сепараторами. Такие известные сепараторы спроектированы как удлиненные, предпочтительно прямые, трубчатые корпуса, в которых впускная и выпускная трубы, присоединенные к сепаратору, расположены преимущественно на одной линии с корпусом сепаратора. Однако расчеты и испытания показывают, что даже если скорость потока текучей среды относительно высока, корпус сепаратора не обязательно должен быть прямым. Он может проектироваться с криволинейным трактом, что не влияет на возможность или на эффективность разделения. Преимущество проектирования трубчатого сепаратора с криволинейным трактом или участком состоит в том, что сепаратор можно выполнить гораздо компактнее и приспособленным к месторасположению или структуре, для установки в, на или у которой он проектируется. Следовательно, цена этого типа сепаратора может быть также значительно ниже.

Настоящее изобретение характеризуется тем, что корпус сепаратора от впускного отверстия до выпускного(-ых) отверстия(-ий) содержит криволинейный тракт или участок в одной или нескольких частях его продольной конструкции, как определено в независимом пункте 1 приложенной формулы изобретения. Пункты 2-8 формулы изобретения указывают преимущественные признаки настоящего изобретения.

Настоящее изобретение будет подробно описано ниже с использованием вариантов его осуществления и со ссылкой на приложенные чертежи.

На фиг.1 показана традиционная конструкция трубчатого сепаратора.

На фиг.2 показан трубчатый сепаратор в соответствии с настоящим изобретением с криволинейным трактом или участком в форме U-образной петли.

На фиг.3 и 4 схематически показаны варианты осуществления трубчатых сепараторов в соответствии с настоящим изобретением с различными криволинейными трактами или участками.

Как указано выше, на фиг.1 показана традиционная конструкция трубчатого сепаратора, содержащего удлиненный прямой корпус 1 с впускным отверстием 2, размещенным на одном конце, которое соединяется с транспортной трубой 3 для подачи текучей среды, например нефти/воды, подлежащей разделению, и с выпускными отверстиями 4, 5 для каждого из разделенных текучих компонентов.

На фиг.2 показан трубчатый сепаратор в соответствии с настоящим изобретением, который установлен в соединении с плитой для подводной эксплуатационной скважины 5 для нефти и (или) газа. Устройства 6, 7 (передатчик и приемник для расширителя) также установлены в соединении с сепаратором и предназначены для очистки сепаратора. Сам корпус сепаратора 1 спроектирован с U-образным участком. Текучая среда транспортируется из скважины 5 через транспортную трубу 3 к сепаратору 1. Поскольку корпус сепаратора выполнен в виде U-образной петли, сепаратор легко очищается расширителями или очистными скребками, отправляемыми из передатчика скребков 6 к приемнику скребков 7. В результате получается компактный трубчатый сепаратор, который также легко очищается.

Целесообразно, чтобы радиус R кривизны корпуса сепаратора 1, выполненного в виде U-образной трубчатой петли, не был меньше, чем критический радиус сгибания трубчатого корпуса, то есть минимальный радиус для избежания деформации (сжатия) трубчатого корпуса во время операции сгибания (производственной операции). Он может немного варьироваться в зависимости от толщины материала или стенки. Однако для стали эмпирически получено, что он не должен превышать радиус трубчатого корпуса, то есть R>3r. Целесообразно, чтобы радиус R был несколько больше, например R>5r.

На фиг.3 показан другой вариант осуществления трубчатого сепаратора в соответствии с настоящим изобретением. Решение по существу такое же, как и на фиг.2, но корпус сепаратора выполнен в виде спиральной петли для увеличения длины и таким образом эффективности корпуса сепаратора. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения высота трубчатого корпуса, выполненного в виде петли, варьируется, целесообразно, чтобы впускное отверстие находилось над выпускным отверстием, и наклон трубчатого корпуса от впускного отверстия к выпускному не должен превышать 0,5 градуса (минус полградуса) для трехфазного сепаратора и 3 градуса (минус три градуса) для сепаратора, разделяющего нефть и воду, чтобы скорость потока текучей среды не превышала ожидаемой скорости для избежания создания турбулентности и тем самым неламинарного потока. В рассматриваемом варианте осуществления в дополнение к компонентам предыдущих вариантов добавлен насос 12 для возвращения или дальнейшей транспортировки воды и гидроциклон 11.

На фиг.4 показан третий вариант осуществления сепаратора в соответствии с настоящим изобретением, в котором корпус сепаратора расположен на раме подводной плиты. В этом случае трубчатый корпус 1 укладывается вдоль сторон рамочной структуры 10 так, что пространство на плите используется эффективно. В качестве альтернативного варианта осуществления изобретения, если это целесообразно, трубчатый корпус 1 может составлять часть рамочной структуры и таким образом составлять ее несущую часть.

Следует отметить, что изобретение, как оно определено в формуле изобретения, не ограничивается вариантами осуществления, показанными или описанными выше, которые основаны на плите, на которой установлен сепаратор. Поэтому трубчатый сепаратор указанной конструкции может использоваться в любой среде, где есть необходимость разделять текучие среды, например на платформе, на судне или на любом производственном заводе, на суше - в здании или на открытом воздухе.

1. Трубчатый сепаратор для разделения текучих сред с несмешивающимися текучими компонентами, такими как нефть, газ и вода, содержащий удлиненный трубчатый корпус с впускным отверстием и, по меньшей мере, с одним выходным отверстием, соединенный с впускной трубой и, по меньшей мере, с одной выпускной трубой, причем диаметр корпуса преимущественно такой же или немного больше диаметра впускной трубы и, по меньшей мере, одной выпускной трубы, продольный тракт - участок корпуса от входного отверстия до, по меньшей мере, одного выходного отверстия, является криволинейным, при этом трубчатый сепаратор соединен с плитой рамочной структуры для подводной эксплуатационной скважины и составляет несущую часть этой рамочной структуры.

2. Трубчатый сепаратор по п.1, в котором продольный тракт-участок корпуса имеет U-образную форму.

3. Трубчатый сепаратор по п.1, в котором продольный тракт-участок корпуса является круглым, полукруглым или спиральным.

4. Трубчатый сепаратор по п.2, в котором продольный тракт-участок корпуса является круглым, полукруглым или спиральным.

5. Трубчатый сепаратор по п.1, в котором радиус (R) кривизны продольного тракта-участка корпуса не менее чем в три раза превышает радиус (r) поперечного сечения корпуса.

6. Трубчатый сепаратор по п.2, в котором радиус (R) кривизны продольного тракта-участка корпуса не менее чем в три раза превышает радиус (r) поперечного сечения корпуса.

7. Трубчатый сепаратор по п.3, в котором радиус (R) кривизны продольного тракта-участка корпуса не менее чем в три раза превышает радиус (r) поперечного сечения корпуса.

8. Трубчатый сепаратор по п.4, в котором радиус (R) кривизны продольного тракта-участка корпуса не менее чем в три раза превышает радиус (r) поперечного сечения корпуса.

9. Трубчатый сепаратор по п.1, в котором радиус (R) кривизны продольного тракта-участка корпуса не менее чем в пять раз превышает радиус (r) поперечного сечения корпуса.

10. Трубчатый сепаратор по п.2, в котором радиус (R) кривизны продольного тракта-участка корпуса не менее чем в пять раз превышает радиус (r) поперечного сечения корпуса.

11. Трубчатый сепаратор по п.3, в котором радиус (R) кривизны продольного тракта-участка корпуса не менее чем в пять раз превышает радиус (r) поперечного сечения корпуса.

12. Трубчатый сепаратор по п.4, в котором радиус (R) кривизны продольного тракта-участка корпуса не менее чем в пять раз превышает радиус (r) поперечного сечения корпуса.

13. Трубчатый сепаратор по любому из пп.1-12, в котором корпус содержит подъем или наклон от впускного отверстия к, по меньшей мере, одному выпускному отверстию, который не превышает угол 3°.

14. Трубчатый сепаратор по любому из пп.1-12, в котором корпус содержит подъем или наклон от впускного отверстия к, по меньшей мере, одному выпускному отверстию, который не превышает угол 0,5°.

15. Трубчатый сепаратор по любому из пп.1-12, в котором входное отверстие расположено над, по меньшей мере, одним выходным отверстием.

16. Трубчатый сепаратор по п.13, в котором входное отверстие расположено над, по меньшей мере, одним выходным отверстием.

17. Трубчатый сепаратор по п.14, в котором входное отверстие расположено над, по меньшей мере, одним выходным отверстием.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе и способу сжатию газа под водой. .

Изобретение относится к энергетике и экологии, в частности к добыче сероводорода как топлива, со дна Черного моря и, таким образом, к предотвращению его естественного подъема в поверхностный обитаемый слой моря.

Изобретение относится к сепараторам для разделения текучих сред, например нефти, газа и воды, используемых при добыче и отборе нефти и газа из пластов, расположенных ниже дна моря.

Изобретение относится к трубчатому сепаратору

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых, в частности - метана и пресной воды из подводных газогидратов снижением гидростатического давления
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при выравнивании приемистостей двух скважин

Изобретение относится к подводным системам добычи и транспортировки и может быть применена для сепарирования мультифазного потока

Первый и второй многофазные потоки обрабатываются в первой и второй технологических линиях, которые структурно отличаются друг от друга. При этом в первой и второй технологических линиях создаются различные технологические условия. В первой и второй технологических линиях образуются первый и второй газообразные углеводородные потоки и первый и второй жидкие углеводородные потоки. Первый и второй газообразные углеводородные потоки объединяются ниже по ходу потока от первой и второй технологических линий, чтобы получить объединенный газообразный углеводородный поток. Изобретение обеспечивает возможность предоставления множества трубопроводов с методами обеспечения индивидуального потока, и затем, после технологических линий, газообразные углеводородные потоки объединяются с целью дальнейшей объединенной обработки. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройству для обеднения вод газами и включает в себя: систему труб, имеющую одну разведочную трубу для приема газосодержащего флюида, одну нагнетательную трубу для обратного отвода флюида, обедненного газами, и, по меньшей мере, две газовые ловушки, которые расположены в устройстве таким образом, что в газовой ловушке можно создавать выбираемое давление, при этом газовая ловушка функционально связана как с разведочной трубой, так и с нагнетательной трубой таким образом, что флюид из разведочной трубы может направляться через газовую ловушку в нагнетательную трубу, а газовая ловушка выполнена с возможностью соединения с устройством для приема газа. При этом газовые ловушки расположены на определенном расстоянии вертикально друг над другом и относительно обедняемого флюидного месторождения и соединены друг с другом функционально таким образом, что поднимающийся флюид из разведочной трубы попадает в первую газовую ловушку, которая находится на первом уровне давления, при котором выделяется первый газ или газовая смесь, затем обедненный флюид попадает во вторую газовую ловушку на опять же заданном уровне давления, в котором выделяется второй газ/газовая смесь, при этом первое давление и второе давление различаются между собой и отдельные газовые ловушки соответственно могут функционально соединяться с одним или несколькими устройствами приема газа, или одна или несколько групп газовых ловушек могут быть соединены с общим устройством приема газа, а также соответствующие способы и варианты использования. Технический результат заключается в повышении эффективности отделения газа от флюида. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предложены система и способ управления расположенным под водой циклоном, предназначенным для отделения нефти от воды. Циклон расположен с возможностью приема воды вместе с нефтяной составляющей по впускному трубопроводу, нефть отделяется от воды и подается через отверстие для выпуска нефти в выпускной нефтепровод, а вода подается через отверстие для выпуска воды в выпускной водопровод. Система содержит регулирующий клапан, установленный в отверстии для выпуска нефти или выпускном нефтепроводе на выходе из циклона, первый измерительный преобразователь перепада давления, расположенный между впускным трубопроводом и отверстием для выпуска нефти из циклона, и второй измерительный преобразователь перепада давления, расположенный между впускным трубопроводом и отверстием для выпуска воды из циклона. При этом в отверстии для выпуска воды или выпускном водопроводе расположен датчик, предназначенный для измерения содержания нефти и функционально соединенный с регулирующим клапаном средствами управления. Кроме того, регулирующий клапан выполнен с возможностью работы в соответствии с заданным значением отношения между первым и вторым перепадами давления, причем данная уставка и степень открытия регулирующего клапана могут регулироваться в ответ на изменение содержания нефти в воде, которое измеряется указанным датчиком. Предложенная группа изобретений обеспечивает более точное управление и верификацию сепарационного эффекта. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к системам и способам увеличения давления жидкостей в сепараторе углеводородный газ – жидкость, расположенном на морском дне. Технический результат заключается в увеличении давления жидкостей в сепараторе до требуемого уровня. Система содержит сепаратор, имеющий верхнюю и нижнюю секции, соединенные по текучей среде с помощью по меньшей мере одной трубы, проходящей из нижней секции в верхнюю секцию; первый насос, встроенный в нижнюю секцию сепаратора и выполненный с возможностью повышения уровня давления жидкости в нижней секции, когда сепаратор расположен на морском дне; и верхний узел, соединенный с сепаратором и выполненный с возможностью соединения выпускной трубы для жидкости, расположенной по меньшей мере частично снаружи сепаратора, с первым насосом. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к системам сепарации мультифазного потока и способам сепарации жидкостей и газов в мультифазной текучей среде. Технический результат заключается в обеспечении сепарации на больших глубинах. Система сепарации мультифазного потока включает впускную линию, выполненную с возможностью обеспечения прохода мультифазной текучей среды в систему сепарации мультифазного потока, распределительный коллектор, выполненный с возможностью разделения потока мультифазной текучей среды по нескольким трубам. Впускная линия содержит множество участков разветвления трубы, выполненных с возможностью снижения скорости потока мультифазной текучей среды и подачи мультифазной текучей среды в распределительный коллектор. Каждая из нескольких труб содержит зону расширения, формирующую часть каждой из нескольких труб, и расположена выше по потоку от соответствующей сливной вертикальной трубы. Несколько труб находятся в той же самой плоскости, как и распределительный коллектор. Зона расширения выполнена с возможностью снижения давления в нескольких трубах для обеспечения выпуска захваченных жидкостей из нескольких верхних труб через соответствующую сливную вертикальную трубу. Каждая зона расширения находится выше по потоку от верхней и нижней трубы гребенки и выполнена с возможностью снижения давления мультифазной текучей среды перед сепарированием мультифазной текучей среды на верхнюю трубу гребенки и нижнюю трубу гребенки. Каждая верхняя труба гребенки вводится в соответствующие верхние трубы, которые расположены над плоскостью распределительного коллектора. Каждая нижняя труба гребенки вводится в соответствующую нижнюю трубу, каждая верхняя труба соединена с соответствующей нижней трубой соответствующей сливной вертикальной трубой. Каждая верхняя труба выполнена с возможностью обеспечения выпуска захваченных жидкостей в соответствующую нижнюю трубу через сливную вертикальную трубу. 4 н. и 28 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к трубчатому сепаратору для разделения текучих сред с несмешивающимися компонентами, таких как нефть, газ и вода

Наверх