Сепарационная установка

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 0% 01)сЯ)4 В 01 219/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИЯЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовский институт по сбору, подготои транспорту нефти и нефтепроду,Я 3.03.83.Обзорная информация "Сепаранефтегазовые ТП, УКБН". Нхиммаш, 1972, с. 84.Авторское свидетельство СССРВ 599822, кл. В 01 2 19/00, 197Обзорная информация "Нефтегасепарационные установки".ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 976, с. 28. ательвке тов тельство СС1) 19/00,торы . ефте 9.зовые ПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ(54) (57) СЕПАРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА,включающая успокоительный коллектор,депульсатор с распределительным патрубком размещенным внутри емкости,тарелку с отражателем и газовый коллектор, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения эффективности процесса сепарации вязких ипенящихся нефтей при изменяющемсяуровне жидкости в сепараторе, распределительный патрубок снабжен коаксиально расположенным по отношениюк нему дополнительным патрубком сограничительными кольцами,установленным с возможностью вертикальногоперемещения, а тарелка прикрепленак дополнительному патрубку и жесткосоединена с отражателем.Изобретение относится к нефтянойпромышленности и может быть использовано для разделения нефти, газа иводы в системе сбора и подготовкипродукции нефтяных скважин, преимущественно вязких и пенящихся нефтей.Известна сепарационная установка,содержащая успокоительный участок,депульсатор, цилиндрическую горизонтальную емкость для разделения газонефтяной смеси и коллектор для отвода газа,Недостатком сепарациониых установок данной конструкции является то,что продукция скважин в технологическую емкость вводится под слойжидкости. Такая конструкция вводане обеспечивает необходимой глубинысепарации, способствует пенообразованию, разбрызгиванию и повышенномууносу капельной жидкости (нефти) спотоком газа.Известны серийно выпускаемые сепарационные установки типа НГС(ТП), содержащие сепарационнуюемкость с внутренним каплеотбойнымустройством и устройство для сепарации газо-нефтяной смеси, в которомдепульсатор выполнен в виде ц -образного трубопровода, размещенногопод подводящим трубопроводом, расположенного ниже уровня стабилизациипотока.Однако при подаче смеси на;нефтесливные полки происходит вспенивание,разбрызгивание, диспергирование ивторичное перемешивание с образованием в некоторых случаях стойкойэмульсии. Кроме того, происходит неполное отделение газа от жидкости врезультате подачи смеси на сливныеполки, вследствие чего такие сепарационные установки имеют низкую удельную производительность.Известна сепарационная установка,содержащая успокоительный коллектор,депульсатор с распределительным патрубком, технологическую емкость и газовый коллектор.Ввод продукции скважин в них осуществляется в нижнюю часть сепарационной емкости под слой жидкости высотой 1-1,5 м. Валедствие этого часть газовых пузырьков находится в течение всего времени пребывания в горизонтальном аппарате под избыточным давлением, равным весу этого стол ба.жидкости. В результате в жидкос 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Поставленная цель достигается тем, что в установке, включающей успокоительный коллектор, депульсатор с распределительным патрубком, размещенным внутри емкости, тарелку с отражателем и газовый коллектор, распределительный патрубок снабжен ти остается излишне растворенный газ,количество которого может достигать0,5-1 м на 1 м нефти. Этот газ выделяется в последующих аппаратах(насосах, отстойниках, открытых резервуарах и т.п.) и снижает эффективность их работы.Наиболее близкой к предлагаемомуизобретению является сепарационнаяустановка, содержащая успокоительныйколлектор, депульсатор с распределительным патрубком, который размещенвнутри технологической емкости науровне раздела газ-нефть", тарелкус отражателем, газовый коллектор,причем тарелка выполнена конуснойсо спиральными перегородками и установлена на торце патрубка.Недостатком такой сепарационнойустановки является то, что конуснаятарелка со спиральными перегородкамижестко закреплена на торце распределительного патрубка, а так как уровень жидкости поддерживать в сепараторе постоянным практически не удается, то возможны случаи затоплениятарелки жидкостью. В результате получается вариант ввода газо-водонефтяной смеси под слой жидкости, Крометого, такая конструкция исполненияраспределительного патрубка вполнеприемлема для разделения маловязкихнефтей. При разделении же вязкихпенящихся нефтей особенно трудноподдерживать границу раздела постоянной, поэтому в случае затоплениятарелки при вводе смеси под слойжидкости скорости всплывания газовых пузырьков в вязкой среде значительно медленнее, чем в маловязкой,мелкие пузырьки практическизависают" и не могут всплыть, т.е. процесс разделения смеси происходитнеполно, тем самым значительноуменьшая производительность установки,Целью изобретения является повышение эффективности процесса сепарации вязких и пенящихся нефтей приизменяющемся уровне жидкости в сепараторе.коаксиально расположенным по отношению к нему дополнительным патрубком с ограничительными кольцами,установленным с возможностью вертикального перемещения, а тарелка прикреплена к дополнительному патрубкуи жестко соединена с отражателем,В предлагаемой установке плавающийкозырек-отражатель с жестко соединенной тарелкой всегда будет находиться только на границе раздела,т.е, будет или подниматься, или опускаться вместе с уровнем жидкостив сепараторе. В данной конструкцииплавающий козырек-отражатель выполняет роль поплавка, так как в егополости находится воздух или газ, ажестко соединенная с ним тарелка,заполненная жидкостью, способствуетсглаживанию пульсаций.На чертеже показана предлагаемаясепарационная установка.Сепарационная установка содержитдепульсатор 1 с нисходящим трубопроводом, технологическую емкость 2,соединенную с газовым коллектором 3,распределительный патрубок 4, скользящий патрубок 5 с ограничительнымикольцами 6, тарелку 7, жестко соединенную с плавающим козырьком-отражателем 8,Сепарационная установка работаетследующим образом.Расслоенная в подводящем трубопроводе продукция скважин - нефть,газ, вода на входе в депульсатор 1разделяется в соответствии с плотностью фаз на два потока: нефть снефтяным газом и пластовую воду.При прохождении депульсатора 1 нефтяной газ отводится в газовый коллектор 3, а нефть с оставшимся вней распоренным газом и пластоваявода через распределительный патрубок 4 поступает в скользящий патрубок 5 и в технологическую емкость,2, где продолжается выделение растворенного газа из нефти. Весь поток.жидкости выводится постоянно толькона границу раздела фаз "газ-нефть"независимо от уровня жидкости всепараторе равномерным слоем, чем иобеспечиваются лучшие условия выделения и коалесценции пузырьков газа.Возвратно-поступательное перемещениескользящего патрубка ограничиваетсяограничительными кольцами.6. Тарелка 7 служит для сглаживания пульсаций, а для отражения крупных брызг25ЗО сепарации оценивалась по уносу капельной жидкости и свободного газа.Результаты экспериментов приведены в таблице.Из анализа полученных данных приве" 35денных в таблице, видно, что эффективность процесса сепарации при вводегазо-жидкостной смеси по предлагаемому изобретению улучшается на 307по сравнению с вводом смеси через 40патрубок на конусную тарелку со спиральными перегородками.Использование предлагаемой установки имеет следующие преимущества:исключается процесс эмульгирования,45 который имеет место при вводе продукции скважин под водяную подушку(в случае затопления конусной тарелки); исключен процесс образованияпенного слоя вследствие барботажа,50 приводящий к дополнительному уносукапельной жидкости; исключаетсяфлотирование глобул воды пузырькамигаза; обеспечивается минимально возможный путь для всплывающих пузырь ков газа и осаждающихся капель воды;уменьшается количество оклюдированного газа в нефти, отводимой иэ сепаратора, особенно при высоковяэких 51 О15 20 и капель нефти в случае большогогазового фактора предназначен плавающий козырек-отражатель 8, который также, выполняет еще и роль поплавНа лабораторной установке были проведены сравнительные экспериментальные исследования по определению эффективности сепарации с различнымвводом газо-жидкостной смеси.Сепаратор представляет собой горизонтальную емкость, выполненную из оргстекла диаметром 400 мм, состоящую из четырех секций, длиной 500 мм каждая. Емкость снабжена устройствами ввода, приборами для определения капельной жидкости в потоке газа, устройством для замера свободного газа в жидкости на выходе аппарата. В процессе исследований производияи замер расходов как жидкости, так и газа.В качестве рабочего агента были использованы смесь вазелинового масла, трансформаторного и нефти, склонной к пенообразованию, Воздух в систему подавался с помощью компрессора после его предварительной очистки от механических примесей и капельной жидкости. Эффективность процессаНагрузка жидкости, л/мин Режим работы Нагрузкапо газу,м /м Коэффициентуноса капельной Коэффициент уноса свободного газа,Е жидкости, г/м 100605030 7-9 7"9 7-9 7-9 О, 17-0,200,15-0,.1 30,08-0,070,065-0,06 5-64-4,5 2,8-3,02,5-2,3 3,5-32,5-2,3 0,12 0,09 0,06 2,0 1,8-2,02,45-2,11,75-1,6 7"9 0,05 0,09 7-9 0,06 1,4 0,04 7-9 50 мому изобретению 1,3-1,4 ф 7-9 0035 30 3 11 неФтях; улучшаются условия отстоя и сброса воды, что ведет к увеличению межремонтного периода работы насосов откачки и трубопроводов системы сбора; улучшаются показатели сепарации: снижается содержание газа с 0,4 до 0,15 м/м и содержание капель нефти с 0,45 до 0,15 г /м. Ввод газо-жидкостнойсмеси через диффузорный насадок под уровень жидкости Ввод газо-жидкостной 100 смеси через патрубок 60 на тарелку со спираль ными перегородками 30 Ввод газо-жидкостной 100 смеси по предлагае 46852 ФПредлагаемая установка улучшаетпроцесс сепарации, снижает потеринефти и газа, увеличивает удельную производительность сепаратора 5и способствует защите окружающей среды от загрязненияуглеводородными газами и сероводородом.1146852 тор Г. Решетняк Редактор О. Филиппова К ехред Л.Олейн Заказ 37 Тираж 663 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш