Аппарат совместной подготовки нефти и воды

(51)5 В 01 О 17/032 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а 11 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Государственный институт по проектированию и исследовательским работам внефтяной промышленности "Гипровостокнефть", Производственное объединение"Оренбургнефть" и Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Оренбургнефть"(56) Авторское свидетельство СССРЛЬ 30678. кл. В 01 О 17/032, 1931,(54) АППАРАТ СОВМЕСТНОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ И ВОДЫ(57) Изобретение относится к устройствам для разделения смеси двух несмешивающихся жидкостей и может использоваться в нефтедобывающей промышленности. Целью изобретения является повышение надежности аппарата и качества подготовЖ 1637826 А 1 ки воды и нефти. Аппарат представляет собой горизонтальную емкость 1 с патрубками 2 ввода нефтяной эмульсии, вывода нефти 3 и сточной воды 4. Свободные концы патрубков вывода разделившихся фаз введены внутрь емкости 1, выполнены там в виде загнутых в противоположные стороны труб и снабжены клапанами вывода сточной воды 5 и вывода нефти 6. Клапаны установлены шарнирно наторцах соответствующих труб посредством осей 7 и 8 и жестко скреплены с последними. Нескрепленными концами оси через сальниковые устройства 9 выведены наружу из аппарата, где на осях установлены указатели .1 0 положения поплавков в процессе работы аппарата. К клапанам 5 и б жестко подсоединены рычаги 11 и 12, на свободных концах которых прикреплены межфазные поплавки 13 и 14. Поплавок 13 имеет промежуточное значение плотности между значениями плотности нижней части переходного слоя 15 и воды, а поплавок 14 - между значениями плотности нефти и верхней части переходного слоя 15.1 з.п, ф-лы, б ил.10 20 30 40 45 50 Изобретение относится к устройствам для разделения смеси двух несмешивающихся жидкостей с разными удельными весами и может использоваться в процессах предварительного обезвоживания нефти на месторождениях - спутниках в нефтедобывающей промышленности.Целью изобретения является повышение надежности в работе аппарата и качества подготовки воды и нефти,На фиг. 1 представлен аппарат, аксонометрия; нэ фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 и 4 - рабочие положения апарата; на фиг. 5 - конструкция клапана; на фиг, 6 - вариант выполнения клапана.Аппарат представляет собой горизонтальную емкость 1 (аппарат может быть выполнен также на базе вертикальной или сферической емкостей) с пэтрубками ввода нефтяной змульсии 2, вывода нефти 3 и сточной воды 4. Патрубки вывода нефти 3 и воды 4 введены внутрь аппарата, Свободные концы этих патрубков внутри емкости 1 выполнены в виде загнутых в противоположные стороны труб и снабжены клапаном 5 вывода сточной воды и клапаном 6 вывода нефти, установленными шарнирно на торцах соответствующих труб посредством осей 7 и 8, жестко скрепленных с клапанами 5, 6 и выведенных наружу из аппарата через сальниковые устройства 9. На наружных концах осей 7 и 8 установлены указатели 10 положения поплавков внутри аппарата, К клапанам 5 вывода сточной воды и вывода нефти 6 жестко подсоединены рычаги 11 и 12, на свободных концах которых прикреплены межфазные поплавки 13 и 14. Дополнительный поплавок 13 имеет промежуточное значение плотности между значениями плотности нижней части переходного слоя 15 и воды, а основной поплавок 14 имеет промежуточное значение плотности между значениями плотности нефти и верхней части переходного слоя 15, Торцовые поверхности патрубков вывода нефти 3 и сточной воды 4 внутри аппарата выполнены фигурным профилем 16, например, в виде пилы,Аппарат работает следующим образом.Высокообводненная нефтяная эмульсия через патрубок 2 поступает в емкость 1, где происходит гравитационное разделение на нефть и воду, а на границе раздела формируется переходный слой 15. В условиях установившегося режима работы аппарата поплавки 13 и 14 занимают среднее положение в емкости 1(фиг, 2), Вывод отделившихся фаз из аппарата происходит через загнутые в противоположные стороны трубы и дальше нефть - через патрубок 3,вода - через патрубок 4. При изменении режима работы аппарата уровень раздела фаз изменяется и синхронно с ним изменяется положение поплавков 13, 14. При увеличении содержания воды в эмульсии уровень раздела фэз повышается (фиг, 3). Одновременно поднимаются оба поплавка 13 и 14. Причем поплавок 14 посредством рычага 12 плавно приближает клапан 6 к фигурной торцовой поверхности патрубка 3,что уменьшает проходное сечение патрубка вывода нефти, а поплавок 13 посредством рычага 11 отводит клапан 5 от фигурной торцовой поверхности патрубка вывода сточной воды 4, что плавно увеличивает проходное сечение патрубков вывода воды, Тем самым увеличивается расход воды из аппарата, а расход нефти - уменьшается, В результате уровень раздела фаз понижается и приходит к среднему положению (фиг. 2). При увеличении содержания нефти в змульсии раздела фаз понижается (фиг. 4) и одновременно опускаются оба поплавка,В этом случае за счет работы поплавок - рычаг - клапан увеличивается проходное сечение патрубка для вывода нефти и уменьшается - для вывода воды, т,е, увеличивается расход (вывод) из аппарата нефти и уменьшается - воды. Уровень раздела фаз повышается, поплавки приходят к среднему положению. Фигурный профиль 16 торцовых поверхностей патрубков вывода воды и нефти в критических ситуациях (касание клапана и патрубка), обеспечивая постоянный вывод определенного количества той или иной жидкости, предотвращает прилипэние клапанов к торцовым поверхностям соответствующих патрубков и способствует снижению сопротивления поплавку в момент отхода клапанов от торца верхней или нижней загнутых труб. При разделении водонефтяной эмульсии на границе раздела фаз скапливается переходной слой 15, представляющий собой вязкую структурированную систему с плотностью, имеющей промежуточное значение между значениями плотностей разделяемых жидкостей. Поплавок 13 имеет промежуточное значение плотности между значениями плотности нижней части переходного слоя и воды, а поплавок 14 имеет промежуточное значение плотности между значениями плотности нефти и верхней части переходного слоя. Таким образом, оба поплавка расположены; один - на верхней, другой - на нижней поверхностях межфазной линии нефть - вода и не попадают внутрь скопившегося переходного слоя. Последний при изменении уровня раздела фаз перемещается одновременно с поплавками, находящимися на таком рэс 1637826стоянии друг от друга, какова толщина переходного слоя, При длительной работе аппарата количество переходного слоя может увеличиваться (увеличивается и его толщина), Тогда поплавки раздвигаются относительно друг друга, а оба клапана прикрываются, Перемещение поплавков 13, 14 через рычаги 11, 12 передается на оси 7 и 8, на которых закреплены указатели 10, например стрелки, показывающие уровень переходного слоя по шкале, В этих условиях специально созданная разность плотностей верхнего и нижнего поплавков позволяет с помощью указателя 10 прослеживать изменение толщины слоя в работающем аппарате, и при достижении заранее заданной критической (25 - 30 см) толщины, превышение которой приводит к нарушению режима деэмульсации, - предусмотреть своевременный вывод переходного слоя иэ аппарата простым опорожнением работающей емкости или автоматизированным включением заранее установленного в аппарате любого из известных устройств для разрушения или удаления переходного слоя,Предлагаемая конструкция аппарата обеспечивает достижение следующих технико-экономических преимуществ.Повышается надежность работы аппарата за счет доведения до минимума вероятности захвата поплавков переходным слоем.Повышается качество подготовки воды и нефти за счет получения информации о росте переходного слоя, что способствует своевременному принятию мер по его выводу из аппарата; - за счет уменьшения амплитуды колебания уровня раздела фаз и сокращения времени пребывания межфаэного слоя вблизи верхнего или нижнего штуцеров вывода готового продукта, а также за счет снижения инерционности накопленияодной из фаэ,Кроме того, предлагаемая конструкцияаппарата, обеспечивая постоянное поддер 5 жание межфазного уровня на одной, заранее заданной высоте по сечению аппарата,поэволдяет стационарно установить любоеиз известных устройств по выводу и обработке переходного слоя в местах непосред 10 ственного его скопления внутри емкости,что обеспечивает поддержание его толщины в доспустимых пределах, активную обработку и вывод иэ аппарата, В результатеувеличивается наработка аппарата на отказ:15 обеспечивается чувствительность к защитеего от возможного отклонения межфаэногоуровня.Формула изобретения1, Аппарат совместной подготовки неф 20 ти и воды, включающий емкость с переходным слоем с патрубками ввода эмульсии ивывода воды и нефти, основной поплавок срычагом и клапаны, перекрывающие патрубки вывода воды и нефти, о т л и ч а ю 25 щ и й с я тем, что, с целью повышениянадежности в работе аппарата и качестваподготовки воды и нефти, аппарат снабжендополнительным поплавком с рычагом, приэтом основной поплавок выполнен с плот 30 ностью, промежуточной между плотностьюнефти и переходного слоя, и соединен склапаном, перекрывающим патрубок вывода нефти, а дополнительный поплавок выполнен с плотностью, промежуточной35 между плотностью переходного слоя и воды, и соединен с клапаном, перекрывающим патрубок вывода воды,2.Аппарат пои. 1, отл и ч а ю щий с ятем, что торцы патрубков вывода воды и40 нефти выполнены фигурным профилем, например, в виде пилы,1637826 Составитель О,КалякинТехред М,Моргентал Редактор М.Бандур рект зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 884 Тираж 439 ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушскэя наб., 4/5