Сепараторная система

Авторы патента:

ВУЛФ Марк Е. (US)

B01D17/02 - разделение несмешивающихся жидкостей

Владельцы патента RU 2595662:

НЭШЕНЕЛ ОЙЛВЕЛЛ ВАРКО, ЛП (US)

Группа изобретений относится к циклонному устройству для разделения смеси из двух компонентов и к способу сепарации с использованием циклонного устройства. Сепараторная система для сепарации смеси первой текучей среды и второй текучей среды содержит сепаратор, содержащий сепараторную камеру, впуск, первый выпуск для вывода первой текучей среды из сепараторной камеры и второй выпуск для вывода второй текучей среды из сепараторной камеры, насос, соединенный с впуском, собиратель энергии, выполненный с возможностью сбора энергии давления первой текучей среды в первом выпуске и механизм передачи энергии, выполненный с возможностью передачи собранной энергии насосу. При этом механизм передачи энергии выполнен с возможностью обеспечения постоянного отношения текучей среды, проходящей через насос и через собиратель энергии. Способ сепарации смеси первой текучей среды и второй текучей среды содержит следующие этапы: нагнетание смеси в сепаратор с использованием насоса, сепарирование смеси первой текучей среды и второй текучей среды в сепараторе, вывод первой текучей среды через первый выпуск сепаратора, вывод второй текучей среды через второй выпуск сепаратора, сбор энергии давления первой текучей среды в первом выпуске с использованием собирателя энергии и передача собранной энергии насосу с использованием механизма передачи энергии. При этом механизм передачи энергии выполнен с возможностью обеспечения постоянного отношения текучей среды, проходящей через насос и через собиратель энергии. Техническим результатом является повышение эффективности, а также повышение надежности работы сепарационной системы. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Область техники

Настоящее изобретение относится к циклонному устройству для разделения смеси из двух компонентов текучей среды. В частности, но не исключительно, изобретение относится к циклонному устройству для разделения двух несмешиваемых жидкостей, таких как нефть и вода.

Уровень техники

В процессах нефтедобычи, особенно в процессах морской нефтедобычи, часто добывают смесь нефти с водой. Получаемая при этом вода нежелательна и должна удаляться. Однако из соображений экологии не полагается сбрасывать воду, загрязненную нефтью. Поэтому необходимо отделять нефть от воды.

На практике существуют определенные ограничения для устройств, используемых для сепарации. В частности, ограничения, касающиеся морской нефтедобычи (например, размер морской платформы), требуют, чтобы сепарирующее устройство было одновременно и эффективным и компактным. Для решения этой задачи в последние десятилетия были разработаны циклонные сепараторы.

Действие циклонного сепаратора может быть описано следующим образом. Текучая среда (в данном случае смесь нефти и воды) поступает в циклон тангенциально, что вызывает вращение текучей среды в циклоне. Это создает радиальную силу, которая направляет более тяжелую фазу (в данном случае воду) к периферии циклона, тем самым удерживая более легкую фазу (в данном случае нефть) в центре циклона. Далее две фазы, нефть и вода, можно выводить из циклона по отдельности. Вода выводится через выпуск для чистой воды, а нефть - через линию для сточной воды.

По сравнению с альтернативными устройствами, такими как отстойники или резервуары для удаления плавающих загрязнений, циклонный сепаратор обеспечивает намного более быструю сепарацию, занимая меньше пространства. Это обусловлено тем, что гравитационная сила, действующая в отстойниках или резервуарах для удаления плавающих загрязнений, заменена в циклоне радиальными силами, характеризующимися гораздо большей величиной. Эти большие силы означают, что циклоны нечувствительны к движению и ориентации, что делает их практически идеальными для морского применения в нефтяной промышленности.

Тем не менее, остаются затруднения в реализации эффективных циклонных сепараторов с умеренными затратами и требуемой надежностью. Так, например, необходимо создавать в циклоне противодавление от выпуска чистой воды, чтобы быть уверенным, что нефтяные отходы вытесняются в сточную линию. Это достигается использованием управляющего клапана, который установлен в водяном выпуске, причем на клапане создается дифференциальное давление и при этом он рассеивает энергию давления посредством турбулентного трения.

Выполнение управляющего клапана создает целый ряд осложнений для эффективной работы циклона. Так, например, часто необходимо предусматривать дальнейшие сепарационные процессы по направлению потока за циклоном для сепарации остаточной нефти в водяном выпуске. В типовом случае эффективность этих последующих процессов в значительной степени зависит от размера нефтяных капелек в смеси. Однако действие управляющего клапана создает в выпуске турбулентность, что вызывает появление срезающих сил, которые стремятся снизить средний размер капелек.

Другое осложнение возникает при попытках управлять общим потоком жидкости через систему. Так, например, управляющий клапан может быть отрегулирован для изменения потока жидкости относительно процессов выше и/или ниже циклона по потоку. Хотя для этой цели относительно просто использовать регулируемый клапан, осложнения возникают в том, что в типовом случае желательно выводить жидкость через водяной выпуск и через сточную линию при постоянном отношении. В частности, нежелательно выводить слишком большую долю жидкости через водяной выпуск, так как это может вызывать загрязнение. В то же время нежелательно выводить этим путем слишком малую долю жидкости, так как это увеличит объем воды, идущей через сточную линию.

Для выдерживания постоянного объемного отношения жидкости, выводимой через водяной выпуск и через сточную линию, было предложено размещать на сточной линии дополнительный выпускной клапан. Кроме того, введен управляющий механизм для координации управления управляющим клапаном на водяном выпуске и дополнительным клапаном на сточной линии, чтобы обеспечивать необходимое постоянное отношение. Однако эти дополнительные компоненты связаны с затратами и риском неполадок, что нежелательно.

Таким образом, существует постоянное желание совершенствовать сепараторные устройства для использования в морской нефтедобыче и в других областях. В частности, желательно повысить эффективность сепарации с одновременным сохранением надежности и без повышенных затрат.

В соответствии с первым аспектом изобретения предложена сепараторная система для сепарации смеси первой текучей среды и второй текучей среды, содержащая:

сепаратор, содержащий сепараторную камеру, впуск, первый выпуск для вывода первой текучей среды из сепараторной камеры и второй выпуск для вывода второй текучей среды из сепараторной камеры;

насос, соединенный с впуском;

собиратель энергии, выполненный с возможностью сбора энергии давления первой текучей среды в первом выпуске;

и механизм передачи энергии, выполненный с возможностью передачи собранной энергии насосу.

Настоящее изобретение обеспечивает возможность создания противодавления на первом выпуске с помощью собирателя энергии при одновременном использовании создаваемого на собирателе энергии перепада давления для привода насоса, соединенного с впуском. Давление на впуске как таковое может быть повышено, что повышает эффективность и производительность сепаратора. В частности, настоящее изобретение можно понимать как систему повторного использования энергии с ее подачей от выпуска на впуск, причем эта энергия была бы потеряна в ином случае при использовании обычных механизмов, таких как клапаны.

В частных примерах осуществления собиратель энергии выполнен с возможностью преобразования энергии давления в механическую энергию. Это решение может иметь особые преимущества, например, когда насос приводится в действие механически. При таком решении механическая энергия, собранная собирателем энергии, может передаваться на насос непосредственно. При других обстоятельствах собиратель энергии может быть выполнен с возможностью преобразования энергии давления, например, в электрическую энергию.

В некоторых предпочтительных примерах осуществления собиратель энергии содержит вращающийся вал. Более предпочтительно собиратель энергии содержит винтовой насос. В этой системе текучая среда в первом выпуске при своем проходе заставляет вращаться вал винтового насоса, тем самым преобразуя энергию текучей среды в механическую энергию.

Такое решение имеет особые преимущества, когда насос также содержит вращающийся вал. Так, например, насос может также быть винтовым насосом. В этом случае вращательное движение, генерируемое в винтовом насосе собирателя энергии, может быть просто соединено с вращающимся валом насоса, который может действовать в качестве приводного вала. Таким путем энергия, полученная собирателем энергии, может эффективно передаваться на насос.

Предпочтительно механизм передачи энергии выполнен с возможностью обеспечения постоянного отношения текучей среды, проходящей через насос и через собиратель энергии. Поскольку это фиксирует отношение текучей среды, проходящей через впуск и первый выпуск, будет получен также эффект управления пропорцией текучей среды во втором выпуске. При этом устраняется необходимость в системе управления или подобных средствах для управления вторым выпуском при сохранении желаемых пропорций жидкости в первом и втором выпусках.

Механизм передачи энергии может содержать, например, устройство передачи крутящего момента. Так, например, в том случае, когда насос и собиратель энергии оба содержат вращающиеся валы, механизм передачи энергии может быть шестеренной системой, которая управляет передаточным отношением вращения этих валов. Это является механически простым, а следовательно, надежным и недорогим путем обеспечения фиксированных отношений расхода текучих сред через сепаратор.

Предпочтительно сепаратор является циклонным сепаратором, более предпочтительно гидроциклонным сепаратором. Циклонные сепараторы особенно эффективны и компактны. Кроме того, оснащение собирателем энергии особенно благоприятно для циклонного сепаратора, так как он создает полезное противодавление для обеспечения того, что текучая среда выводится через оба выпуска.

В предпочтительных примерах осуществления первая текучая среда имеет более высокую плотность, чем вторая текучая среда. Кроме того, первая и вторая текучие среды могут быть жидкостями, в частности первая текучая среда может быть водой, а вторая текучая среда может быть нефтью.

Согласно второму аспекту изобретения предложен способ сепарации смеси первой текучей среды и второй текучей среды, содержащий этапы:

нагнетание смеси в сепаратор с использованием насоса;

сепарирование смеси первой текучей среды и второй текучей среды в сепараторе;

вывод первой текучей среды через первый выпуск сепаратора;

вывод второй текучей среды через второй выпуск сепаратора;

сбор энергии давления первой текучей среды в первом выпуске;

и передача собранной энергии насосу.

Предпочтительные особенности первого аспекта изобретения равным образом относятся ко второму аспекту изобретения.

Краткий перечень чертежей

Далее описан вариант изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах:

фиг. 1 изображает циклонный сепаратор;

фиг. 2 изображает сепараторную систему, известную из уровня техники;

и фиг. 3 изображает сепараторную систему в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показан циклонный сепаратор 1, содержащий сепараторную камеру 10, впуск 12, водяной выпуск 14 и сточную линию 16. Водяной выпуск 14 и сточная линия 16 показаны символически стрелками, указывающими направление движения текучей среды через эти устройства, однако специалисту данной области техники понятно, что на практике они выполнены с использованием физических каналов.

Циклонный сепаратор 1 является гидроциклонным сепаратором очистки от нефти. Циклонный сепаратор 1 как таковой спроектирован для сепарации нефти от воды посредством создания циклона в сепараторной камере 10.

Положение циклонного сепаратора 1 в известной сепараторной системе показано на фиг. 2. На фиг. 2 сепараторная система содержит накопитель 20 исходной текучей среды, содержащий смесь нефти и воды. Накопитель 20 текучей среды соединен с циклонным сепаратором 1. Выпускной управляющий клапан 22 для чистой воды предусмотрен на первом выпуске (водяном выпуске 14) циклонного сепаратора, а выпускной управляющий клапан 24 предусмотрен на втором выпуске (сточной линии 16) циклонного сепаратора. Регулятор 26 отношения давления соединен как с выпускным управляющим клапаном 22 для воды, так и с выпускным управляющим клапаном 24 сточной линии.

На фиг. 2 показано также нижнее по потоку устройство 30 обработки. Это может быть аппарат для выполнения таких технологий как принудительная газовая флотация, фильтрация или абсорбция. Они могут использоваться для дальнейшей очистки выходного продукта циклонного сепаратора 1, который проходит через водяной выпуск 14.

При работе системы смесь нефти и воды нагнетается из накопителя 20 текучей среды в циклонный сепаратор 1. При входе в циклонный сепаратор 1 смесь приводится во вращение в сепараторной камере 10, что создает циклонный эффект. В результате более плотная жидкость (в данном случае вода) вытесняется к кромке сепараторной камеры 10, тогда как менее плотная жидкость (в данном случае нефть) удерживается в центральной осевой части сепараторной камеры 10. В результате вода и нефть разделяются и могут быть отведены через водяной выпуск 14 и сточную линию 16.

Выходящая через водяной выпуск 14 текучая среда доходит до клапана 22 для чистой воды. Этот клапан создает некоторое противодавление в системе, обеспечивая вытеснение нефти через сточную линию 16, где нефть встречает управляющий клапан 24 сточной линии.

Таким образом, смесь нефти и воды, которая первоначально хранилась в накопителе 20, разделяется на два компонента, проходящих соответственно через водяной выпуск 14 и через сточную линию 16. В идеале этими двумя компонентами являются соответственно чистая вода и чистая нефть. Однако на практике в каждом компоненте может присутствовать смесь текучих сред. Одна из причин этого заключается в том, что пропорции нефти и воды в исходной смеси должны отражаться в общей пропорции текучих сред, выводимых через разные выпуски. Так, например, если исходная смесь содержит только 20% нефти, но сточная линия 16 выводит 50% текучей среды от сепаратора, понятно, что этот компонент в сточной линии 16 будет содержать какое-то количество воды.

Пропорции текучих сред в сточной линии 16 и в водяном выпуске 14 зависят от давления в этих выпусках, а следовательно, от действия управляющего клапана 24 сточного вывода и управляющего клапана 22 для чистой воды. Эти клапаны должны управляться таким образом, чтобы выдерживать постоянное отношение дифференциального давления между впуском и водяным выпуском 14 к дифференциальному давлению между впуском 12 и сточной линией 16. Это особенно важно, когда расход потока от накопителя 20 является переменным, так что фиксированная настройка клапанов может не приводить к постоянному отношению. Необходимое управление вводится регулятором 26 отношения давлений.

После прохода текучей среды через управляющий клапан 22 для чистой воды она поступает в расположенное ниже по потоку устройство 30 обработки, в котором могут осуществляться один или несколько дальнейших этапов очистки для удаления из воды загрязнений.

Сепараторная система в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения показана на фиг. 3. Показанный на фиг. 3 сепаратор 1 может иметь вид сепаратора 1 по фиг.1 и в предпочтительном случае является циклонным сепаратором. Как более подробно объяснено ниже, в предпочтительном варианте отпадает необходимость в использовании выпускного клапана 22 для чистой воды и управляющего клапана 24 в сточном выводе. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления устраняется необходимость в регуляторе 26 отношения давлений. В дополнение к этому по сравнению с системой по фиг.2 предпочтительный вариант изобретения обеспечивает улучшенный дифференциал давления между впуском 12 сепаратора 1 и водяным выпуском 14.

В частности, в соответствии с предпочтительным примером осуществления предусмотрен насос 40, соединенный с впуском 12 сепаратора 1. Кроме того, предусмотрен собиратель 50 энергии, соединенный с водяным выпуском 14 сепаратора 1. Собиратель энергии преобразует энергию давления в водяном выпуске 14 в механическую энергию. Механизм 60 передачи энергии предусмотрен для передачи энергии насосу 40.

Предусмотрен также приводной механизм 70. В предпочтительном примере осуществления приводной механизм соединен с механизмом 60 передачи энергии, но он может быть соединен и с другими частями системы. Так, например, приводной механизм может быть соединен с насосом 40 или с собирателем 50 энергии.

В предпочтительном примере осуществления собиратель 50 энергии выполнен в виде винтового мотора. Соответственно, когда текучая среда проходит через собиратель 50 энергии, это вызывает вращение вала. В других примерах осуществления собиратель 50 энергии может быть выполнен иначе. Примеры других собирателей энергии, которые могут преобразовывать энергию давления (гидравлическую энергию) в механическую энергию, включают в себя турбины, шестеренные моторы или гидравлические моторы возвратно-поступательного действия.

Подобным же образом, в предпочтительном примере осуществления насос 40 является винтовым насосом. Это означает, что текучая среда может нагнетаться через насос 40 посредством вращения вала (или приводного вала). В других примерах осуществления насос может быть выполнен по-другому, таким как в виде турбины, шестеренного насоса или гидравлического насоса возвратно-поступательного действия.

В предпочтительном случае механизм 60 передачи энергии может представлять собой устройство передачи крутящего момента, предназначенное для передачи энергии от вращающегося вала собирателя 50 энергии на вращающийся вал насоса 40. Механизм 60 передачи энергии предназначен для обеспечения постоянного передаточного отношения между скоростью вращения вращающегося вала насоса 40 и скоростью вращения собирателя 50 энергии. Соответственно, фиксированное объемное отношение текучей среды проходит через насос 40 и собиратель 50 энергии. В результате отношение текучей среды, проходящей через впуск 12 и водяной выпуск 14, является фиксированным, что в свою очередь обеспечивает постоянную относительную пропорцию текучей среды, проходящей через сточную линию 16. Как было упомянуто выше, это устраняет необходимость в управляющем клапане 22 для чистой воды, в управляющем клапане 24 сточного выпуска и в регуляторе 26 отношения давлений.

В качестве альтернативы управлению скоростями вращения насоса 40 и собирателя 50 энергии или в дополнение к этому управлению специалист данной области техники может обеспечить различные объемные расходы для насоса 40 и собирателя 50 энергии. Так, например, насос 40 и собиратель 50 энергии могут работать на одной и той же скорости, но обеспечивать различные объемные расходы. В этом случае объемные расходы двух устройств могут быть настроены на желаемое отношение. Примеры охватывают поршневые, плунжерные или диафрагменные устройства, в которых насос 40 и собиратель 50 энергии имеют один и тот же диаметр поршня и цилиндра и соединены с общим коленчатым валом, действующим в качестве механизма 60 передачи энергии. В этом случае разница объемного расхода через насос 40 и собиратель 50 энергии может достигаться за счет установки соединительных тяг на различных радиальных длинах от центра вала, так что собиратель 50 энергии имеет меньшую длину хода с меньшим объемным расходом, чем насос 40. В альтернативном варианте радиальные длины, а следовательно, и длина хода может быть одинаковой, тогда как диаметр поршня и цилиндра может быть различной для насоса 40 и собирателя 50 энергии.

В предпочтительном примере осуществления механизм 60 передачи энергии является механическим шестеренным редуктором. Однако возможны альтернативные варианты, такие как ременная передача, цепная передача или электронный регулятор скорости вращения.

В предпочтительном варианте осуществления приводной механизм 70 содержит электронный мотор и электронный регулятор скорости (например, привод переменной частоты). Электронный мотор соединен с механизмом 60 передачи энергии и таким образом может управлять расходом потока текучей среды через насос 40 и собиратель 50 энергии. Как было упомянуто выше, соединение насоса 40 и собирателя 50 энергии через механизм 60 передачи энергии обеспечивает тот эффект, что изменение расхода потока через систему не изменяет пропорции текучей среды в впуске 12, водяном выпуске 14 и сточной линии 16. Использование приводного механизма 70 для управления общим расходом устраняет необходимость в использовании выпускного клапана или подобного устройства для управления расходом.

Преимущества настоящего изобретения не ограничиваются повышением дифференциала давления на сепараторе 1 благодаря обратной связи между собирателем 50 энергии и насосом 40 или устранением необходимости в выпускном управляющем клапане 22 для воды, выпускном управляющем клапане 24 или регуляторе 26 отношения давлений, но распространяются также на повышение эффективности расположенного ниже по потоку устройства 30 обработки. Эффективность расположенного ниже по потоку устройства 30 обработки часто связана с размером капелек, оставшихся в текучей среде. В то время как выпускной управляющий клапан 22 для воды по фиг.2 скорее всего значительно уменьшает средний размер капелек под действием срезающих сил и турбулентности, вызываемой таким клапаном в текучей среде, использование собирателя 50 энергии вызывает этот эффект в меньшей степени. В частности, в предпочтительном примере осуществления винтовой мотор передает в текучую среду минимальные усилия такого рода и вследствие этого не значительно уменьшает размер капелек. Собиратель 50 энергии может даже увеличивать размер капелек за счет низкоэнергетического перемешивания и увеличенного контакта с твердыми поверхностями, что способствует слиянию капелек. В результате было установлено, что расположенное ниже по потоку устройства 30 обработки работает более эффективно.

Как было упомянуто выше, различные аспекты предпочтительного варианта изобретения могут быть модифицированы. Так, например, выполнение насоса 40 и собирателя 50 энергии может изменяться в соответствии с требованиями.

Для специалиста данной области техники очевидны и другие вариации и модификации изобретения. Эти вариации и модификации могут быть связаны с эквивалентными решениями и другими особенностями, которые уже известны и могут использоваться взамен описанных особенностей или в дополнение к ним. Особенности, описанные в контексте отдельных примеров осуществления, могут комбинироваться в одном примере осуществления. И наоборот, особенности, описанные применительно к одному примеру осуществления, могут быть использованы по отдельности или в любой производной комбинации.

Следует отметить, что термин «содержащий» не исключает наличия других элементов или этапов, а неопределенный артикль не исключает множественного числа, один признак может выполнять функции нескольких признаков, указанных в пунктах формулы изобретения, а указание цифровых обозначений в пунктах формулы изобретения не следует толковать как ограничение объема защиты. Следует также отметить, что чертежи не обязательно отражают масштаб, а только иллюстрируют принципы настоящего изобретения.

1. Сепараторная система для сепарации смеси первой текучей среды и второй текучей среды, содержащая:
сепаратор (1), содержащий сепараторную камеру (10), впуск (12), первый выпуск (14) для вывода первой текучей среды из сепараторной камеры и второй выпуск (16) для вывода второй текучей среды из сепараторной камеры;
насос (40), соединенный с впуском;
собиратель (50) энергии, выполненный с возможностью сбора энергии давления первой текучей среды в первом выпуске;
и механизм (60) передачи энергии, выполненный с возможностью передачи собранной энергии насосу, причем механизм передачи энергии выполнен с возможностью обеспечения постоянного отношения текучей среды, проходящей через насос и через собиратель энергии.

2. Сепараторная система по п. 1, в которой сепаратор (1) является циклонным сепаратором.

3. Сепараторная система по п. 1, в которой первая текучая среда имеет более высокую плотность, чем вторая текучая среда.

4. Сепараторная система по п. 3, в которой первая текучая среда является водой, а вторая текучая среда является нефтью.

5. Сепараторная система по п. 1, в которой собиратель (50) энергии выполнен с возможностью преобразования энергии давления в механическую энергию.

6. Сепараторная система по п. 5, в которой собиратель (50) энергии содержит винтовой мотор.

7. Сепараторная система по п. 1, в которой насос (40) содержит винтовой насос.

8. Сепараторная система по п. 1, в которой механизм передачи энергии содержит устройство передачи крутящего момента.

9. Сепараторная система по п. 1, дополнительно содержащая приводной механизм (60), соединенный с по меньшей мере одним устройством из следующих: насос (40), собиратель (50) энергии, механизм (60) передачи энергии.

10. Способ сепарации смеси первой текучей среды и второй текучей среды, содержащий этапы:
нагнетание смеси в сепаратор с использованием насоса (40); сепарирование смеси первой текучей среды и второй текучей среды в сепараторе (1);
вывод первой текучей среды через первый выпуск (14) сепаратора;
вывод второй текучей среды через второй выпуск (16) сепаратора;
сбор энергии давления первой текучей среды в первом выпуске с использованием собирателя (50) энергии;
и передача собранной энергии насосу с использованием механизма (60) передачи энергии, причем механизм передачи энергии выполнен с возможностью обеспечения постоянного отношения текучей среды, проходящей через насос и через собиратель энергии.

11. Способ по п. 10, в котором сепаратор (1) является циклонным сепаратором.

12. Способ по п. 10, в котором первая текучая среда имеет более высокую плотность, чем вторая текучая среда.

13. Способ по п. 12, в котором первая текучая среда является водой, а вторая текучая среда является нефтью.

14. Способ по п. 10, в котором собиратель (50) энергии выполнен с возможностью преобразования энергии давления в механическую энергию.

15. Способ по п. 14, в котором собиратель (50) энергии содержит винтовой мотор.

16. Способ по п. 10, в котором насос (40) содержит винтовой насос.

17. Способ по п. 10, в котором механизм (60) передачи энергии содержит устройство передачи крутящего момента.

18. Способ по п. 10, дополнительно содержащий приводной механизм, соединенный с по меньшей мере одним устройством из следующих: насос (40), собиратель (50) энергии, механизм передачи энергии.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды на нефтяных месторождениях поздней стадии разработки.

Композитная среда для процессов обработки воды и способы ее использования // 2588134

Изобретение относится к вариантам способа обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. Один из вариантов включает: введение исходного потока во впуск резервуара, содержащего композитную среду, состоящую из однофазных частиц однородной формы, причем каждая частица включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера; и контакт исходного потока с композитной средой для получения обработанного потока, причем обработанный поток содержит заданную целевую концентрацию углеводородной жидкости.

Сепаратор для разделения смеси легкой жидкости и воды, а также способ разделения смеси легкой жидкости и воды // 2579847

Изобретение относится к сепаратору для разделения смеси легкой жидкости и воды. Сепаратор содержит расположенный на первой стороне резервуара входной патрубок с входным дефлектором для направления поданной смеси вниз и разделения на две по существу равные первые части потока смеси, выходной патрубок с выходной трубой, круглую или эллиптическую в поперечном сечении обтекаемую стенку с внутренней и наружной сторонами.

Устройство для разделения нефти и воды и система для сбора плавающей нефти, включающая это устройство // 2574918

Изобретение относится к устройству для разделения нефти и воды. Устройство включает камеру (2) для накопления нефти, окруженную стенкой (1), причем по меньшей мере часть поверхности стенки (1) покрыта пористым, олеофильным и гидрофобным слоем (3), который позволяет проникать через него воде и нефти.

Отстойник для разделения неоднородной системы газ (пар)-жидкость с низкой концентрацией дисперсной газовой (паровой) фазы в жидкой фазе // 2574622

Изобретение предназначено для разделения неоднородной системы газ/пар-жидкость с низкой концентрацией дисперсной газовой/паровой фазы в жидкой фазе и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газовой, нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности для разделения газожидкостных смесей.

Устройство для коалесцентной сепарации смеси, содержащей две текучие фазы, по меньшей мере частично несмешиваемые друг с другом и имеющие различную удельную плотность // 2570867

Изобретение относится к устройству для коалесцентной сепарации смеси. Устройство для коалесцентной сепарации смеси включает: цилиндрический корпус (2), закрытый с двух противоположных концов, один из которых в устройстве с рабочей конфигурацией расположен выше относительно другого.

Устройство для разделения жиросодержащих эмульсий // 2570673

Изобретение относится к пищевой и химической промышленности и может использоваться при очистке промывных вод при переработке растительных масел. Устройство для разделения жиросодержащих эмульсий включает корпус ванны 1, сборный лоток 6, верхний транспортирующий валок 5, верхние отжимные валки 9, нижний отжимной валок 2, нижний транспортирующий валок 3.

Сепарационная установка // 2563505

Изобретение относится к области оборудования для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для разделения продукции нефтяных скважин на нефть и воду.

Аппарат для разделения и дегазации жидкости // 2563270

Аппарат для разделения и дегазации жидкости относится к газовому, нефтяному, нефтеперерабатывающему и химическому машиностроению, может быть использовано в процессах разделения несмешивающихся жидкостей разной плотности, например, углеводородных жидкостей и водных растворов метанола или гликолей, в том числе для дегазации жидкостей при наличии в разделяемой смеси газа и примесей твердых частиц, а также может быть использовано в установках подготовки природного и попутного нефтяного газа, переработки газового конденсата, например, в установках низкотемпературной сепарации и конденсации и включает горизонтальный корпус с патрубком входа, снабженным лотком с направленной подачей смеси, патрубками выхода и сбора разделенных фаз, отсек сбора тяжелой жидкой фазы с переливной трубой, отсек сбора легкой жидкой фазой, отстойную зону с тонкослойными модулями, установленную перед тонкослойным модулем сепарационную насадку, при этом патрубок входа снабжен разнонаправленными лотками подачи смеси, ориентированными в поперечном направлении к боковым стенкам корпуса, а отсек сбора тяжелой жидкой фазы снабжен крышкой с установленной на ней переливной перегородкой, причем переливная перегородка выполнена в виде ломаной или волнистой планки.

Способ обезвоживания нефти, содержащей механические примеси, и устройство для его осуществления // 2560470

Изобретение относится к обезвоживанию нефти, содержащей механические примеси. Предварительно нагретую водонефтяную эмульсию пропускают через фильтрующий материал, очищаемый при забивке механическими примесями промывкой.

Жидкостно-газовый сепаратор // 2604377

Изобретение относится к сепараторам для разделения жидких сред, имеющих различный удельный вес, и для выделения накопившейся в жидкости газообразной среды. Сепаратор содержит корпус, вертикальную разделительную перегородку, трубопровод ввода газожидкостной смеси, патрубки вывода газообразной среды, более тяжелой и более легкой фракций жидкой среды, пакет фазоразделительных насадок, переливную перегородку и сливной лоток, который соединен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, закрепленных к поперечной перегородке, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ сверху. Патрубок отвода более тяжелой фракции жидкой среды сообщен с нижней частью корпуса между вертикальной разделительной перегородкой и переливной перегородкой, а патрубок отвода более легкой фракции жидкой среды снабжен регулируемой задвижкой и введен в корпус ниже уровня жидкой среды. Трубопровод ввода газожидкостной смеси введен в вертикальный гидроциклон, герметично введенный в корпус и оснащенный концентрично установленной каплеотбойной камерой, внутреннее пространство которого выше уровня жидкости сообщено с патрубком вывода газообразной среды, который дополнительно сообщенного трубкой с пространством под сливным лотком выше уровня жидкости. Во входной секции корпуса концентрично между гидроциклоном и каплеотбойной камерой установлены сепарационные элементы, выполненные в виде двух коротких труб и расположенной между ними одной длинной трубы. Нижние кромки коротких труб расположены выше уровня жидкости в корпусе, а нижняя кромка длинной трубы размещена ниже уровня жидкости в корпусе. Сверху между коротким трубами выполнен газоотводный канал, сообщающийся с патрубком вывода газообразной среды. Каплеотбойная камера внутри оснащена инерционным каплеуловителем в виде наклоненных вниз усеченных конусов. На входе патрубка вывода газообразной среды выполнен экран, состоящий из взаимообращенных навстречу друг другу снизу сужающегося снизу вверх конуса, а сверху усеченного конуса, расширяющегося снизу вверх. Выше газоотводного канала патрубок вывода газообразной среды оснащен вертикальной металлической сеткой. В выходной секции корпуса выполнена вторая вертикальная разделительная перегородка, а между поперечной перегородкой и второй вертикальной разделительной перегородкой установлен пакет фазоразделительных насадок. Под пакетом фазоразделительных насадок выше переливной перегородки концентрично корпусу установлена труба со сквозными отверстиями, при этом один конец трубы заглушен поперечной перегородкой, а с другого конца внутреннее пространство трубы сообщается с карманом жестко закрепленным к второй разделительной перегородке. Карман за второй вертикальной разделительной перегородкой в выходной секции гидравлически сообщается с патрубком отвода более легкой фракции жидкой среды. Трубка, соединенная с патрубком вывода газообразной среды внутри корпуса, оснащена патрубком ввода газа из корпуса сепаратора. Технический результат: повышение эффективности выделения газа из газожидкостной смеси, исключение попадания тяжелой фракции жидкой среды в патрубок вывода более легкой фракции жидкой среды. 1 ил.

Способы извлечения органического экстрагирующего растворителя из эмульсий, стабилизированных твердыми частицами, образующихся в контурах гидрометаллургической экстракции растворителем // 2609112

Изобретение относится гидрометаллургии, к извлечению фазы органического экстрагирующего растворителя из эмульсии, стабилизированной твердыми частицами, образовавшейся в контуре гидрометаллургической экстракции растворителем. В предложенном способе смешивают деэмульгатор, содержащий эффективное количество полимерного агрегирующего агента, с эмульсией, стабилизированной твердыми частицами. Разделяют эмульсию на ее водосодержащие, органические и твердые компоненты и извлекают фазы органического экстрагирующего растворителя из эмульсии. Обеспечивается повышение извлечения растворителя, снижение времени обработки эмульсии, уменьшение себестоимости извлечения ценных компонентов. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 8 табл., 8 пр.

Система сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды // 2615699

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности. Система содержит входной двухфазный сепаратор (2) с трубопроводом (3) подачи отделившегося в нем высоконапорного газа потребителю, трехфазный отстойник-сепаратор (5) с трубопроводом (6) сброса низконапорного газа на факельную трубу, трубопроводом (7) подачи нефтепромысловой сточной воды на блок подготовки воды, соединенным с буфером-сепаратором (12), соединенным с трубопроводом (14) подачи сточной воды на горизонтальную факельную установку (ГФУ) (15). На трубопроводе (14) установлены насос (16) и эжектор (17) типа «жидкость-газ», приемная камера которого соединена с трубопроводом (6) сброса низконапорного газа на факельную трубу. Выход газа буфера-сепаратора (12) соединен с трубопроводом (6) сброса низконапорного газа на факельную трубу. Система может быть снабжена дополнительным сепаратором (21), связанным входом с эжектором (17), а выходом газа - с газовым подводом в горизонтальную факельную установку ГФУ (15). Выход жидкости в дополнительном сепараторе (21) связан с входом в буфер-сепаратор (12). Изобретение позволяет утилизировать нефтегазовые сточные воды. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Установка подготовки скважинной продукции // 2616466

Изобретение относится к подготовке скважинного продукта и может быть использовано в нефтяной промышленности для подготовки нефти и воды. Установка подготовки скважинной продукции содержит емкость 5 сбора и дегазации скважинного продукта, устройство для обезвоживания 14, насосы 6, 8, 13, теплообменное устройство 11, измерительные приборы, трубопроводную обвязку, запорно-регулирующую арматуру. Установка размещена в сборном корпусе коробчатого типа и снабжена устройством 16 для обессоливания нефти, связанным с системой подачи пресной воды. Корпус устройства 14 для обезвоживания нефти содержит хотя бы одно смотровое окно 15. Внутри корпуса установлены перегородки на направляющих. На трубопроводе сброса пластовой воды установлен фильтр тонкой очистки 17 с возможностью смены фильтрующих наполнителей и сеток фильтра. Участок трубопровода, соединяющий фильтр грубой очистки 4 с теплообменным устройством 11, разветвлен на две линии, одна из которых проходит через емкость 5 сбора и дегазации скважинного продукта. Изобретение позволяет обеспечить возможность использования установки для исследования процессов подготовки нефти и сточной воды без влияния на текущий технологический процесс промысловых установок подготовки нефти. 3 ил.

Устройство для разделения нефтяной эмульсии // 2618057

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано на нефтепромысле. Устройство для разделения нефтяной эмульсии включает цилиндрический корпус 1 с системой ввода эмульсии в виде трубчатого перфорированного коллектора 7 и патрубками вывода продуктов ее разделения 5, 6, установленный в продольном сечении корпуса 1 V-образный коалесцирующий пакет 15, систему сбора и вывода воды 3, 4, 21, датчики контроля уровня воды, систему контроля и управления открытием и закрытием системы вывода воды, перфорированную неполную перегородку 9, патрубок вывода газа 6, верхнюю сплошную наклонную поперечную перегородку 11, одинарный коалесцирующий пакет 10, нижнюю сплошную вертикальную перегородку 12, нижнюю вертикальную перфорированную в нижней части перегородку 13, нижнюю неполную перегородку 18, верхнюю вертикальную неполную перегородку 14, параллельные перегородки 16 со щелями 17 в нижней части от V-образного коалесцирующего пакета 15 до низа корпуса 1. Верхняя сплошная наклонная поперечная перегородка 11, одинарный коалесцирующий пакет 10 и нижняя сплошная вертикальная перегородка 12 делят корпус 1 на первый отсек 19 с вводом нефтяной эмульсии и второй отсек 20 с выводом нефти. Изобретение позволяет повысить полноту разделения нефтяной эмульсии на нефть и воду. 2 ил.

Способ и коалесцентный элемент для разделения эмульсии // 2618857

Группа изобретений относится к разделению эмульсий. В частности, способ и устройство могут быть применены для очистки воды от нефти (прямая эмульсия нефти в воде), например, в нефтедобывающей промышленности при подготовке попутно-добываемой пластовой воды в системе сбора нефти, газа и воды. В то же время способ и устройство могут быть применены для очистки нефти от воды (обратная эмульсия воды в нефти), например, для последующей подачи нефти на нефтепереработку. Бифункциональный М-образный элемент для разделения эмульсий, в котором симметричные половины М-образного элемента соединены между собой кольцом для отвода дисперсной фазы, при этом отверстие для отвода дисперсной фазы выполнено в виде кольцевого выступа, а симметричные половины М-образного элемента выполнены цельными. Бифункциональный способ разделения эмульсий включает подачу эмульсии на М-образный элемент и отвод дисперсной фазы через кольцо, соединяющее симметричные половины М-образного элемента. Подачу эмульсии осуществляют в направлении, параллельном плоскости М-образного элемента, симметричные половины которого выполнены цельными. Дисперсную фазу отводят через отверстие в виде кольцевого выступа, высота которого вместе с соответствующими частями симметричных половин М-образного элемента формируют зону коалесценции дисперсной фазы. Изобретение позволяет повысить эффективность отделения от эмульсии дисперсной фазы. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Способ разделения несмешивающихся жидкостей разной плотности и устройство для его осуществления // 2622774

Группа изобретений относится к технологии и оборудованию для гравитационного разделения несмешивающихся жидкостей разной плотности, например, таких как водометанольный раствор и углеводородный конденсат, может использоваться в составе технологического оборудования установок низкотемпературной сепарации и абсорбционной осушки газа. Исходную газожидкостную смесь подают через узел входа, равномерно распределяют ее по сечению потока и направляют в узел коагуляции с последующим гравитационным разделением в зоне отстаивания. Осуществляют сепарацию легкой фазы через сепарирующую насадку. Выводят тяжелую фазу. Легкую фазу выводят через отводной патрубок, соединенный с поплавком узла слива. В зоне вывода легкой фазы устанавливают поплавок обтекаемой формы с выпуклой частью, обращенной навстречу потоку жидкости, плавно разделяют поток жидкости при горизонтальном движении, по меньшей мере, на два направления и увеличивают длину зоны отстаивания. При этом регулируют величину погружения отводного патрубка относительно уровня жидкости и непрерывно выводят верхний слой легкой фазы. При сборе и выводе легкой фазы организуют дополнительную многостадийную сепарацию легкой фазы путем размещения дополнительных сепарирующих насадок. Поплавок выполнен обтекаемой формы и содержит выпуклую часть, обращенную навстречу потоку жидкости, торцовую часть, образованную секущей поперечной плоскостью, внутреннее свободное пространство, в котором размещен отводной патрубок и перекрытое сепарирующей насадкой, закрепленной в торцовой части поплавка. Технический результат: максимальный сбор исключительно верхнего слоя легкой фазы независимо от уровня жидкости при непрерывном функционировании устройства и с различным расходом исходной смеси, и, соответственно, повышение качества выводимых разделенных фаз. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Фазоселективное гелеобразование с алкилированными ароматическими кислотами // 2624728

Изобретение относится к способу, включающему смешивание ароматической кислоты со смесью, содержащей первую жидкость и вторую жидкость, вызывая тем самым образование органогеля, содержащего ароматическую кислоту и первую жидкость, причем ароматическая кислота имеет формулугде R1, R3 и R5 представляют собой водород, R2 представляет собой -X1-Rc1, R4 представляет собой -СООН или -X2-Rc2, X1, Х2 представляют собой -NH-C(O)-, Rc1 и Rc2 представляют собой разветвленную незамещенную алкильную группу или линейную незамещенную группу формулы -(СН2)nCH3, где n представляет собой целое число, которое составляет по меньшей мере 15; либо ароматическая кислота имеет формулу:, где R1, R2, R1', R2' представляет собой СООН группу, a Rd представляет собой бифункциональную группу, которая соединяет мостиком группы ароматической кислоты. Изобретение также относится к способу экстрагирования и к способу обработки органического загрязнения, включающему внесение ароматической кислоты в нефть нефтяного загрязнения. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 пр.

Способ очистки технологической жидкости от механических примесей и плавающей жидкой среды // 2626833

Изобретение относится к области очистки технологической жидкости, например воды, загрязненной осаждающимися механическими примесями, например дисперсными твердыми частицами, плотность материала которых выше плотности технологической жидкости, и плавающей жидкой средой, плотность которой ниже плотности технологической жидкости, например нефти в воде, и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где возникает такая необходимость. Способ очистки технологической жидкости от механических примесей и плавающей жидкой среды включает предварительное смешение в гомогенизаторе загрязненной технологической жидкости и части очищенной технологической жидкости в смесителе, в котором струи очищаемой и части чистой технологической жидкости направлены навстречу друг другу с равным поперечным сечением в месте столкновения струй. Далее смесь подают по диффузору с шириной, равной внутренней ширине отстойника, и высотой, обеспечивающей ламинарный режим течения тонкого плоского слоя смеси. Очистка технологической жидкости от механических примесей и плавающей жидкой среды производится путем гравитационного осаждения механических примесей и всплытия жидкой плавающей среды из тонкого плоского слоя. Технический результат: повышение эффективности процесса очистки технологической жидкости.

Подводная система (варианты) и способ сепарации многофазных сред // 2627871

Изобретение относится к разделению многофазных текучих сред и может быть использовано в нефтегазовой промышленности. Подводная система сепарации многофазных сред, содержащих нефть, воду и песок, содержит впускной трубопровод (204), делитель (206), отдельные трубопроводы (208, 210) сходного диаметра. К концам отдельных трубопроводов (208, 210) присоединена регулировочная камера (214), имеющая больший диаметр, чем отдельные трубопроводы (208, 210) сходного диаметра. Регулировочная камера (214) включает выпускные трубопроводы (216, 218) и выполнена для корректирования скорости течения текучей среды на выпускном трубопроводе. К отдельным трубопроводам (208, 210) присоединен приемник (212) песка, который размещен ниже одного из отдельных трубопроводов (208, 210). Внутри одного из отдельных трубопроводов (208, 210) размещено струйное сопло, присоединенное к нижнему выпускному трубопроводу регулировочной камеры (214). Подводная система сепарации дополнительно включает регулировочный клапан и систему управления. Многофазную текучую среду пропускают через отдельные трубопроводы (208, 210) ниже по потоку относительно делителя (206) и разделяют ее на нефтяную и водную фазы. Отделяют твердые частицы. Обеспечивают протекание воды через выпускной канал на нижнем конце регулировочной камеры (214), а протекание нефти - через выпускной канал на верхнем конце регулировочной камеры (214). Воду нагнетают в приемник (212). Образуют циклон для удаления песка внутри приемника (212) и удаляют взмученные твердые частицы из приемника (212) без остановки или замедления этапов протекания многофазной текучей среды и ее разделения. Изобретение позволяет обеспечить регулирование потоков на каждой линии, снизить потребление электроэнергии, повысить производительность подводной скважины и создать компактную систему подводной сепарации. 3 н. и 14 з. п. ф-лы, 6 ил.