Устройство для транспортирования и разделения продукции скважин

9) 1) ТЕН 4 Э 44рственнцй научно-исслей институт нефтяной про ТРАНСПОРТИРОВАКомитет Российской Федераци по натентам и товарным знак(54) УСТРОЙСТВО ДЛ мудов РХ; Хамидуллин Ф.Фрственный научно-исследой институт нефтяной проНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ ПРОДУКЦИИ СКВАЖИН (67) Сущность изобретения: труба увегиченного диаметра на конечном участке трубопровода выполнена по длине с плавно менякхцимся по форме поперечным сечением, На начальном и конечном участках труба имеет форму эллипса, большая ось которого на начальном участке расположена горизонтально, на конечном - вертикально. На начальном участке горизонтально расположен коллектор, состоящий из нескольких параллельных патрубков.1 ил.Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для транспортирования и разделения продукции нефтяных скважин при сборе, подготовке и транспорте нефти.Известно устройство для подготовки нефти, содержащее горизонтальные секции труб, соединенные коллекторами,В этом устройстве за счет перемещения нефти по участкам из труб различного диаметра осуществляется ее поэтапная обработка при различных гидродинамических режимах.Однако в результате резкого изменения диаметров проходных сечений и направлений потока происходит вторичное перемешивание фазчто существенно снижает эффективность разделения нефти.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для транспортирования газоводонефтяной смеси по а. с. Иг 503086, содержащее конеч-. ный участок трубопровода увеличенного диаметра цилиндрической формы с патрубками отвода разделенных фаз - концевой делитель фаз (КДФ),Недостатком данного устройства является то, что в условиях значительных изменений гидродинамических параметров поступающего в КДФ потока, вызванных как неравномерностью подачи продукции скважин в КДФ, так и образованием газовых пробок в подводящем трубопроводе и их периодическим попаданием в КДФ, значительно снижается эффективность сепарации нефти в КДФ,В связи с этим требуются значительные затраты на последующие операции по сепарации газа от нефти, связанные с большими капиталовложениями и эксплуатационными расходами.Цевью изобретения является снижение затрат на последующие операции по сепарации газгв от нефти,Цель достигается описываемым устройством, вкаючагощим на конечном участке подводящего трубопровода трубу увеличенного диаметра с патрубками отвода разделенных фаз,Новьгм является то, что труба увеличенного диаметра выполнена по длине с плавно меняющимся по форме поперечным сечением, на начальном и конечном участках она имеет форму эллипса, большая ось которого на начальном участке расположена горизонтально, а на конечном - вертикально, причем начальный участок трубы увеличенного диаметра снабжен горизонтально расположенным коллекором. состоящим из нескольких параллельных патрубков,Анализ известных решений позволяетсделать вывод об отсутствии в них признаков, сходнь 1 х с отличительными признакамив заявляемом устройстве, т. е, о соответст 5 вии заявляемого решения критерию "существенные отличия",На чертеже изображено предлагаемоеустройство, общий вид,Устройство содержит подводящий тру"0 бопровод 1, заканчивающийся коллекторам2, расположенным горизонтально. Последний состоит из нескольких параллельныхпатрубков, которые соединены с начальнымучастком трубы 3 увеличенного диаметра,15 имеющим форму эллипса, большая ось которого расположена горизонтально, Труба 3имеет по длине плавно меняющуюся формупоперечного сечения, принимая на конечном участке форму эллипса с большей осью.20 расположенной вертикально, В центральной части поперечное сечение трубы можетпринимать форму круга (сечение С-С). Конечный участок трубы 3 снабжен патрубками отвода газа 4, нефти 5 и воды б.25 Устройство работает следующим образом,Газоводонефтяная смесь из трубопровода 1 попадает в горизонтально расположенный коллектор 2 Здесь эа счет30 увеличения проходного сечения скоростьдвижения смеси снижается, в результате чего происходит предварительное расслаивание. смеси. Далее смесь разделяется на несколько потоков и по нескольким параллельным каналам попадает в начальный участок трубопровода 3 в виде эллипса, большая ось которого расположена горизонтально. На этом участке создается режим движения газоводонефтяной смеси, обеспечивающий дальнейшее расслоение потока на нефть. газ и воду, Причем на начальном участке дисперсные включения (газовые . пузыри, глобулы нефти) распределены в потоке равномерно, поэтому для его быстрейшего расслоения на фазы необходимо, чтобы толщина (высота) слоя на данном участке была минимальной, За счет этого обеспечивается плавность перехода газовьгх пробок из коллектора в КДФ,50. т, к, во-первых, на начальном участке отсутствует газовое пространство и газовые пробки переходят из коллектора в КДФ без резкого расширения обьема, а, во-вторых, наличие горизонтально расположенного коллектора приводит к дроблению газовых пробок и их более равномерному переходу через параллельно соединенные каналы в начальный участок КДФ.При продвижени смеси вдоль по трубе3 происходит перегруппировка фаз по сече 2003921нию трубы. Так, газовая фаза (пузырьки газа) собирается в верхней части эллиптического сечения и переходит через поверхность раздела фаз в газовое пространство, В нижнюю часть сечения выпадает свободная вода.Границы разделов фаз по длине трубы 3 находятся практически на одинаковом горизонтальном уровне. Скорость же перегруппировки фаз по длине трубы 5 10 переменная, Поэтому необходимо, чтобы на начальном участке высота слоя смеси была минимальной, а поверхность раздела фаз - максимальной. Далее количество отделившейся из газоводонефтяной смеси газовой 15и водяной фаз увеличивается. Поэтому, во избежание вторичного перемешивания фаз,необходимо, чтобы доля площади поперечного сечения, занятой каждой из отделившихся фаз, по длине трубы 3 увеличивалась. 20При этом допускается некоторое уменьшение поверхности раздела фаз,Этим трвбованиям наилучшим образом удовлетворяет плавное изменение формы поперечного сечения трубы 3 от эллиптической с горизонтально расположенной большей осью в начале трубы до эллиптической с большей осью, расположенной вертикально в концевой части,Так. из чертежа видно, что при переходеот сечения В-В к сечению С-С увеличивается 30 относительная доля свободного газового пространства и доля площади поперечного сечения, занимаемого отделившейся водой. В то же время несколько уменьшается поверхность раздела фаз. То же самое происходит при переходе от сечений С-С к Д-Д и от сечения Д.Д к сечению Е-Е,На конечном участке трубы 3 сепарация 35 эллипса с вертикально расположенной большей осью позволяет при минимальной границе раздела фаз получить максимальную высоту слоя каждой из отделившихся фаз.В результате этого появляется возможность производить отбор нефти, газа и воды непосредственно из потока расслоившейся газоводонефтяной смеси соответственно по патрубкам отбора газа 4, нефти 5 и воды 6 даже при значительных изменениях гидро- динамических параметров поступающего в КДФ потока,Пример конкретного исполнения, Продукция скважин характеризовалась следующими параметрами: 45 50 55 практически заканчивается. Поэтому здесь 40допускается минимальная граница разделафаз. Форма же поперечного сечения в виде Давление на входе в КДФ 5-15 атиПроизводительность по жидкости 9000-15000 м /сутОбводненность до 90;ьТемпература 15" СВязкость 18-200 сПзПлотность 920-960 кгlмСодержаниесульфида железа 75-1600 мг/лГазовый фактор 15 м/мГазоводонефтяная смесь поступала вустройство для транспортирования и разделения продукции скважин, выполненное изтрубы диаметром 1200 мм и длиной 130 м,Форма поперечного сечения трубы плавноменялась от эллипсообразной с большейосью, равной 1800 мм, и малой осью, равной800 мм в начальном участке. через круглуюв центре вновь до эллипсообразной с тем жеотношением большой и малой осей, что и вначальном участке, но с вертикальным расположением большей оси,Начальный участок трубы большого диаметра был соединен с коллектором, выполненным из труб диаметром 426 мм.В результате проведенных исследований было установлено качество разделенияпотока в предлагаемом устройстве, Полученные данные приведены в таблице в сопоставлении с прототипом,Как видно из таблицы. использованиепредлагаемого устройства позволяет значительно углубить процесс сепарации фаз вКДФ по сравнению с прототипом, особеннов условиях существенной нестабильностигидродинамических параметров поступающего в КДФ потока,Технико-зкономическая эффективностьпредлагаемого устройства складывается засчет значительного отбора из КДФ нефти сменьшей обводненностью. При этом в 2-3раза уменьшается объем воды, поступающей на установку подготовки нефти, посравнению с прототипом. В результате этого высвобождается узел предварительногосброса воды, состоящий из шести отстойных аппаратов емкостью 200 м каждый.зПоэтому, несмотря на некоторое усложнение конструкции, использование предлагаемого устройства позволяет достичьснижения материальных затрат на последующие операции по сепарации продукциискважин.(56) Авторское свидетельство СССРМ 503086, кл. Е 17 0 1(14, 1976.2003921 мула изобр д-л Составите Техред М И,Сагбиевгентал Корректор Л,Ливринц Редактор З,аз 33 ТиражНПО "Поиск" Ро13035, Москва, Ж, Рау Подписнтентакая наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 тени я НСПОРТИРОПРОДУКЦИИ конечном учаличенного дичто труба лнена по длио форме попеУСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРА ВАНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ СКВАЖИН, включающее на стке трубопровода трубу уве аметра, отличающееся тем увеличенного диаметра выпо не с плавно меняющимся и речным сечением, н конечном участках она и са, большая ось которо участке расположена го конечном - вертикально ный участок трубы увели снабжен горизонтально коллектором, состоящим раллельных патрубков. начальном и меет форму зллип го на начальном изонтэльно, а на причем началь ченного диаметра расположенным из нескольких па