Установка для сбора и подготовки нефти

"Ц Н АВТОР ЕЛЬСТВУ У ышев, атель. в к в.и., раты неф 24,ССР. аГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОГКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗО(56) .1. Каспарьянц К.С КузинГригорян Л.Г. Процессы и аппобъектов промысловой подготовкти и газа. М., Недрами, 1977,2. Авторское свидетельствопо заявке 93288543,кл. В 01 В .19/00, 1981(54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ СБОИ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ, включающая жины, сепараторы, аппарат предварительного сброса воды, нагреватель,электродегидратор, отстойники, линию рециркуляции дренажной воды,трехпродуктовый мультигидроциклон,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью интенсификации процесса очист.ки нефти с повышенным содержаниеммеханических примесей от пластовой воды и взвешенных частиц, предотвращения потерь нефти, охраныокружающей среды от загрязнения неф-тью и нефтепродуктами, установкаснабжена трубопроводами выводапромежуточного слоя из отстойникови злектродегидратора, соединеннымис входом мультигидроциклона.И2. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что вход мультигидроциклона соединен с линиейрециркуляции дренажной воды, С:45 Изобретение относится к сбору иподготовке продукции скважин наместорождениях и может быть применено в нефтедобывающей, газовойи нефтехимической промышленностидля очистки нефти от взвешенных 5частицИзвестна унифицированная схемасбора и подготовки продукции скважин, включающая скважины, автоматические групповые эамерные установки например "СпутникБ"), блокдозирования реагента-деэмульгатора,блок доэирования ингибитора коррозии, сепаратор 1 ступени сепарации,сепаратор 11 ступени сепарации, 15аппарат предварительного сбросаводы, насос сырой нефти, теплообменник, трубчатую печь, каплеобразователь, отстойник глубокого обезвоживания, электродегидратор, сепаратор горячей сепарации, центробежный насос, теплообменник, автоматический анализатор качества нефти,резервуар товарной нефти, насосоткачки товарной нефти 1,25Наиболее близкой по технической,сущности и достигаемому результатук изобретению является установка длясбора и подготовки нефти, включающая скважины, сепараторы, аппаратпредварительного сброса воды, нагреватель, электродегидратор, отстойники, линию рециркуляции дренажнойводы и трехпродуктовый мультигидроциклон2,Основным недостатком известных З 5установок является то, что иэ-за наличия в нефти асфальто-смолистцх ивысокоплавких парафийовых компонентов, микрокристаллов солей, агломератов иэ частиц твердой взвеси 40и других загрязнений в водоотделительных аппаратах происходит накопление промежуточных слоев,В промежуточных слоях наблюдается накопление механических примесейи глобул воды с высокоустойчивымибронирующими оболочками. Содержание механических примесей в промежуточном слое может достигать 30 вес.%при относительно невысоком (сотыедоли процента) их содержании в добываемой нефти. Прожжуточные слоиобразуют высокоустойчивые системы,которые не разрушаются традиционными методами, нарушают четкость разделения фаэ в отстойном аппарате.Наполнение промежуточного слоя приводит к уменьшению объема отстойнойзоны технологических аппаратов-отстойников и периодическому ухудшениюкачества нефти и дренажных вод на 60выходе из этих аппаратов. Образованию стойких промежуточных слоевв значительной мере способствуютмеханические примеси, выносимые. иэпороды пласта или вносимые в нефть 65 вместе с буровыми растворами. Меха нические примеси могут формироваться и в результате Нарушения ионного равновесия в эмульсии (сульфид железа, гипс и т.д.),.Образованию стойких промежуточных слоев может способствовать широкое внедрение интенсивных методов воздействия на пласты: внутрипластовое горение, закачка пара и различных растворителей.Целью изобретения является интенсификация процесса очистки нефти с повышенным содержанием механических примесей от пластовой воды и взвешенных частиц, предотвращение потерь нефти и охрана окружающей среды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами.Поставленная цель достигается тем, что установка для сбора и подготовки нефти, включающая скважины, сепараторы, аппарат предварительного сброса воды, нагреватель, электродегидратор, отстойники, линию рециркуляции дренажной воды и трехпродуктовый мультигидроциклон, снабжена трубопроводами вывода промежуточного слоя иэ отстойников и электродегидратора, соединенными с входом мультигидроциклона.Целесообразно соединить вход мультигидроциклона с линией рециркуляции дренажной воды.Установка применяется на тех месторождениях, где продукция скважин в отстойных аппаратах на границе раздела неФть-вода образует высоко- устойчивые промежуточные слои, представляющие собой концентрат механических примесей в виде смол, продуктов суффозии скважин, асфальтенов, абсорбированных на границе раздела нефть-вода, остаточной пластовой воды, парафинов и т.д. В ступенчатом мультигидроциклоне под действием центробежных сил осуществляется отделение тяжелых взвесей механических примесей и нефти от воды, дегаэации воды за счет перераспределения давления в разных диаметров гидроциклонных элементах аппарата и создания явления кавитации в центре вращеиия потока полем центробежных сил различной интенсивности. Кроме того, в этих элементах осуществляется пленочный режим течения эа счет специальной конструкции вводного устройства. Это также способствует дегаэации воды. Под действием центробежных сил в режиме кавитации вцентре каждого гидроциклонного элемента образуется зона пониженногодавления, куда устремляются растворенные газы и наиболее легкие углеводородные компоненты. Отделяемыев периферийной зоне каждого гидроциклонного элемента механические .51015 20 25 30 35 40 примеси, взвеси из воды проходятв шламосборник, а нефть с незначительным .содержанием остаточнойводы и газа направляется в потоксырой нефти после сепаратора пер, вой ступени сепарации.На чертеже показана установкадля сбора и подготовки нефти с повышенным содержанием механическихпримэсей,Установка включает скважину 1,автоматизированную групповую замерную установку 2, дозатор 3 деэмульгатора, дозатор 4 ингибитора коррозии, сепаратор 5 1 ступени сепарации, сепаратор 6 11 ступени сепарации, аппарат 7 предварительного сброса воды, насос 8 сырой нефти, теплообменник 9, печь 10, каплеобразователь 11, отстойник 12 глубокого обезвоживания, электродегидратор 13, сепаратор 14 горячей сепарации, насос15 откачки товарной нефти, буфернуюемкость 16, насос 17 откачки промежуточного слоя, нагреватель 18, ступенчатый мультигидроциклон 19, линию нефти 20 со скважин, линии газа 21 и 22, линию дренажной воды 23,трубопроводы 24 вывода промежуточного слоя, линию шлама 25, линию товарной нефти 26.Установка работает следующим образом.Газоводонефтяная смесь с содержанием газа 80 нм /т, обводненностью до 95 весЪ, температурой 10 фСсо скважины 1 поступает в автоматизированную групповую замерную установку 2, где автоматически производится замер продукции скважин. Далее она при необходимости обрабатывается деэмульгатором (например20 г/т диссольваном 4411), ингибитором коррозии например ПКБ) ипод избыточным давлением на устьескважины поступает в сепаратор 5,в котором при давлении 0,7 МПа(7 кгс/см") производится отделениегаза. Содержание остаточного газав нефти после сепаратора 8 нм/т,Газ 21 под собственным давлениемподается на вторую ступень сжатиягаэокомпрессорной станции.В поток нефти после сепаратора 51 ступени вводится дренажная вода23 с температурой 50 С и в количест.ве 10 к нефти из отстойника 12 глу.бокого обезвоживания и электродегидратора 13. Температура смесиповышается с 10 до 20"С. В сепараторе б, установленном на постаментевысотой 9 м, при давлении 0,02 МПа(0,2 кгс/см") производится отделение газа. Газ направляется на компримирование, а нефть - в аппарат 7предварительного сброса воды, в котором дренажная вода отделяется инаправляется на очистные сооружения. Шлам периодически удаляетсяв шламосборник. Нефть из аппаратапредварительного сброса обрабатывается деэмульгатором из расчета50 грамм на тонну товарной нефти,В аппарате предварйтельного сброса воды накапливается промежуточный слой, в котором содержание воды составляет 50 вес.В, механических примесей 1 вес.Ъ. Йакоплениепромежуточного слоя периодическиухудшает качество нефти и дренажной воды на выходе из аппаратаСодержание воды и механическихпримесей в нефти приближается кзначениям, близким к промежуточному слою, а в дренажной воде со" держание нефтепродуктов достигает 5000 мг/л, механических примесей 0,1 вес. Ъ.Далее нефть сырьевым насосом 8 через теплообменник 9 направляется в трубчатую печь 10, где производится нагрев до 50 фС.В каплеобразователе 11 осуществляется разрушение бронирующих оболочек глобул воды под воздействием турбулентных пульсаций и укрупнение (коалесценция) и расслоение на нефть и воду перед входом в отстойник 12. В отстойнике 12 глубо кого обезвоживания из-за накопления промежуточного слоя процесс обезвоживания периодически ухудшается, На выходе из отстойника в нефти содержание воды возрастает до 10 вес.%, механических примесей 0,06 вес.Ъ, в дренажной воде нефтепродуктов до 1000 мг/л, механических примесей 0,05 вес.Ъ, В нефть после отстойника глубокого обезвоживания добавляется пресная вода в количестве 5 к количеству обрабатываемой нефти для отмывки хлористых солей и нри необходимостидозируется деэмульгатор (например45 диссольван 4411) из расчета 20 граммна тонну товарной нефти,В электродегидраторе 13 должноосуществляться глубокое обессоливание. Однако из-за накопления промежуточного слоя электрическое поле отключается и электродегидраторыне работают в режйме электрообезвоживания. Электродегидраторы выполняют роль отстойников при термохимическом способе обработки.Качество нефти и воды, получаемых с электродегидратора, неудовлетворительное и не отвечает предъявляемым требованиям товаросдаточных .операций. После электродегидратора60 в нефти содержание воды 3 вес.Ъ,механических примесей 0,06 вес.В,в дренажной воде нефтепродуктов2000 мг/л, механических примесей500 мг/л, далее нефть направляется65 в сепаратор 14 горячей сепарации, 1029984где при давлении 0,005 МПа(0,05 кгс/смд) газ отдеЛяется, анефть насосом 15 через теплообменник 9 направляется в приемосдаточныйпункт.5Средние зоны аппарата 7 предварительного сбора воды, отстойника12 глубокого обезвоживания, электродегидатора 13 и последовательносоединенные буферная емкость 16, насос 17 откачки промежуточного слояи ступенчатый мультигидроциклон 19обвязаны трубопроводом 24. Верхняя и средняя камеры ступенчатогомультигидроциклона с помощью трубопровода обвязаны с трубопроводомсырой нефти перед .входом в сепаратор б 11 ступени сепарации.Вышеописанная система обвязкиобеспЕчивает отбор промежуточныхслоев из аппарата 7 предварительного сброса воды, отстойника 12 глубокого обезвоживания, электродегидратора 13 и удаление механическихпримесей и остаточной воды из нефти в ступенчатом мультигидроциклоне 19. Качество нефти и дренажнойводы, получаемых с аппарата предварительного сброса воды, отстойникаглубокого обезвоживания и электродегидратора, в результате отбора ЗОпромежуточных слоев улучшается,В нефти из аппарата предварительного сброса воды содержаниеводы составляет 5 вес.Ъ, механических примесей 0,03 вес.Ъ, в дренажной воде содержание нефти 1000 мг/л,механических примесей 500 мг/л. Ко.личество промежуточных слоев, отбираемых с аппарата предварительного,сброса, составляет по фактическимданным 0,05 долей от обрабатываемого количества нефти, соответственно с отстойников глубокого обезвоживания 0,06, электродегидраторовО,1. В расчете на установку подготовки нефти с производительностью 453 млн. т товарной нефти в год количество отбираемого промежуточного слоя составляет с аппаратапредварительного сброса воды0,4 т/сут, отстойника глуббкогообезвоживания 0,5 т/сут, электродегидратора 0,8 т/сут. Отбор промежуточного слоя способствует улучшению качества нефти и дренажнойводы, отбираемых:из отстойников глубокого обезвоживания: содержаниеводы в нефти не более 1,0 вес.В,механических примесей 0,02 вес.%в дренажной воде, содержание нефтепродуктов не превышает 1000 мг/л,механических, примесей 400 мг/л.На выходе из электродегидратора содержание воды в,нефти составляет .0,5 вес.%, механических примесей0,015 вес.%, в дренажной воде содержание нефти 200 мг/л, механичес ких примесей 100 мг/лПосле сепарации в сепараторе. горячей сепарации нефть откачивается через теплообменник в пункт товаро-сдаточных операций. Во избежание потерь нефти вместе с шламом и утилизируемой пластовой водой промежуточные слои, отбираемые с отстойных аппаратов, из буферной емкости 16 насосом 17 направляются в ступенчатый мультигидроциклон 19. Общее количество промежуточного слоя, подаваемого в ступенчатый мультигидроциклон, составляет 1,7 т/сут (производйтельность установки подготовки нефти 3 млн. т товарной нефти в год).В ступенчатом мультигидроциклоне около 90 всех механических примесей удаляется в шламосборник, а нефть в количестве около 2 т/сут с остаточным содержанием воды 3 вес.В и механических примесей 0,1 вес.Ъ направляется в трубопровод сырой нефти перед входом в сепаратор второй ступени сепарации. Процесс отделения механических примесей в ступенчатом мультигидроциклоне осуществ . ляется при дозировке деэмульгатора 150 г/т и давлении в аппарате , 1 МПа (10 кгс/см ).Перед ступенчатым мультигидроциклоном может быть установлен нагреватель 18, позволяющий осуществлять нагрев промежуточного слоя до 90 С.Нагрев целесообразно производить теплообменниками типа птруба в труН бе" или острым паром, исключающим образование слоя механических примесей на поверхности нагрева. В результате нагрева снижается прочность бронирующих слоев глобул вода, на поверхность которых адсорбировались асфальтены, смолы, механические примеси и т,д. ПрбЦ 6 сс разрушения устойчивой системы протекает более интенсивно, качество нефти из ступенчатого мультигидроциклона улучшается, выход шлама возрастает. Содержание воды в неФти составляет 0,5 вес,Ъ, механических примесей 0,03 вес.Ъ.Процесс отделения механических примесей осуществляется при давлении 0,6 МПа (б кгс/см ) и расходе деэмульгатора 80 г/т, Количество шлама возрастает в 3 раза. Часть дренажной воды, отделяемой в отстойных аппаратах и аппарате предварительного сброса воды, может быть направлена в поток промежуточного слоя, для чего трубопровод промежуточного слоя обвязывается с приемом насоса, установленного на входе в нагреватель. Подача дренажной воды в поток промежуточного слоя позволяет проме..Редактор В. Иванова Техред ВТеперКорректор Н. Джуган Заказ 5031/8 Тираж 688 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений н открытий,113035, Москва,. Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жуточный слой с высокой концентрацией механических примесей разбавить до критических соотношений,Общеизвестно, что добавление дренажной воды в водонефтяную эмульсию до критических значений соотношения добавляемой воды с эмульсией обеспечивает обращение фаз до обводненности 75 вес.Ъ), т.е. система 1 вода в нефтями переходит в сис- тему азнефть в водеф, при этом механические примеси, находящиеся в нефтяной фазе, переходят в воду. Это позволяет значительно улучшить процесс разрушения устойчивой системы, добиться снижения содержания воды и механических примесей в нефти до следов" при более низкой тем.пературе,нагрева промежуточногослоя (40 С) и небольшом уДельномрасходе реагента (50 г/т). Таким образом, предлагаемые системы позволяют интенсифицироватьпроцесс подготовки нефтей с повышенным содержанием механических прн.месей, добиваться получения нефти 0 и воды на установках подготовкинефти с уровнями качества, удовлетворяющими требованиям, предъявляемыми потребителями, сократить потери нефти, предотвратить загрязнение 5 окружающей среды нефтью и нефтепродуктами.