Установка для сбора и подготовки нефти

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 82 19) 1 019/ 1)5 ПИСАНИ ЗОБ И Т 2 ва. Целью д является повь ва путем локэ ска и его непр На фиг.1 поперечное с сечение А - А ф Установка казан в меньшльного адежно места о о вывод чески становк изобретения ти устройстаждения пеиз системы. редставлено ; на фиг,2 -опал ните шение н лизации ерывног схем ати ечение у ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-производственное объединениепо термическим методам добычи нефти(56) Авторское свидетельство СССРМ 1717168кл. В 01 О 19/00, 1987.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРА И ПОДГОТОВКИ НЕФТИ(57) Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к устройствам для отделения нефти от сопутствующих ей компонентов в продукции скважин, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности в системах сбора и подготовки нефти на промыслах. Цель изобретения - повышение Изобретение относится к устройствам для отделения нефти от сопутствующих ей компонентов в продукции скважины и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности в системах сбора и подготовки нефти на промыслах, и является усовершенствованием известного устройстиг.1.состоит из резервуара 1 (поем масштабе, чем остальные надежности работы устроиства, Установка содержит резервуар, в нижней части которого установлен гидроциклонный сепаратор, выполненный в виде обечайки, с тангенциальным патрубком входа, над которой установлен перевернутый цилиндрический стакан. Сепаратор снабжен газоотводной трубой с выполненными в ней отверстиями, по крайней мере одно из которых расположено внутри стакана, а другое - около дна резервуара, внутри трубы расположен поплавок. Установка снабжена конусообразной воронкой, установленной на газоотводной трубе соосно с обечайкой, нижняя часть которой размещена в полости воронки. В нижней части воронки с внешней стороны установлен тангенциальный патрубок вывода суспензии, ось которого расположена в плоскости касательной к окружности сечения воронки. 2 ил,части), гидроциклонного сепаратора, выполненного в виде вертикально расположенной обечайки 2 нижний конец которой расположен в конусообразной воронке 3 и перевернутого цилиндрического стакана 4, Установка содержит также газоотводную трубу 5, на которой установлена обечайка 2, в верхней части которой установлены радиальные стержни 6, с помощью которых обечайка 2 крепится к газоотводной трубе 5 и на которых обечайка 2 крепится к газоотводной трубе 5 и на которых консольно вертикально вниз укреплены упругие пластины 7, способные колебаться под действием потока скважинного флюида. В газоотводной трубе 5 выполнены отверстия 8 и 9, а на ее верхней части смонтировано переменноегидравлическое сопротивление, включающее корпус газового клапана 10. В корпусе газового клапана 10 имеется глухая перегородка с седлом 11. Внизу корпуса клапана 10 укреплена направляющая втулка 12 для стержня 13, к которому в средней части прикреплена тарелка 14 с шайбой из бензостойкой резины, а в верхней части - штифт, пронизывающий его в перпендикулярном к плоскости чертежа направлении и взаимодействующий с проушинами двух рычагов на шарнирах с противовесами 15, которые могут при регулировке перемещаться по рычагам и закрепляться на них винтом. К нижней части стержня 12 крепится гибкая тяга (трос) 16 с поплавком 17, Вверху корпуса 10 имеется полость, соединенная с патрубком 18 и отделенная от нижней части огнепре,- градителем 19,Вход газожидкостной смеси (скважин- ного флюида) в установку осуществляется через патрубок 20 который входит в обечайку 2 тангенциально, Входной конец патрубка 20 расположен выше его выходного кольца. Выход подготовленной нефти происходит через переточную трубу 21, а выход суспензии через патрубок 22, который танген циально подкл ючен к нижней части конусообразной .оронки 3 с тем же направлением, что и в сепараторе.Симметричная воронка 3 выполняет роль нижней конусной части гидроциклона, в которой происходит классификация твердой фазы жидкости. На стенках конусной воронки в результате вращения жидкости происходит увеличение концентрации твердой фазы, сгущение пульпы,Для создания интенсивного вращательного движения жидкости в конусной воронке 3 нижняя часть обечайки 2 опущена ниже верхнего среза воронки, т,е. жидкость, выходящая из обечайки, имеет большую тангенциальную составляющую своего потока, выполняющего роль гидромешалки. Конусная воронка с цилиндрической обечайкой представляет собой это как бы разорванный гидроциклон. Кроме того, погружение обечайки в воронку предотвращает вынос песка в пространство резервуара, минуя объем воронки.Установка работает следующим образом.Нефтеводогазовая смесь с механическими примесями поступает по патрубку 20 в обечайку 2, Тангенциальное расположение патрубка 20 обеспечивает вращательное движение жидкости относительно вертикальной оси, а наклон патрубка способствует поступательному движению вниз за счет кинематической энергии потока. В5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 образующемся нисходящем вихре происходит разделение нефти, газа, воды и механических примесей в силу следующих факторов: действия гидравлических пульсаций в зоне обтекания жидкостью вибрируюьцих под действием потока пластин, Механического контактного воздействия пластин на корпускулярнонефтяные конгломераты (нефть с окклюдированным газом, мехпримеси и глобулы воды с расположенными по ее поверхности твердыми частицами); действия центробежных, инерционных и гравитационных сил на каждую глобулу нефти, воды, твердую частицу и пузырек газа, Под действием центробежной силы и мехпримеси отбрасываются к стенке обечайки, а пузырьки газа, на которые центробежная сила практически не действует, занимают центральную часть. Происходит первичное разделение газа и жидкости с мехпримесями на основе принципа вихревого сепарирования. Механические частицы под действием центробежных сил прижимаются к стенкам обечайки и соскальзывают вниз. Под действием поступательного движения направленного вниз (входной конец тангенциального патрубка расположен выше выходного) потока пузырька газа и водо- нефтяная эмульсия с твердыми частицами испытывают инерционную силу, направленную против действия архимедовых сил выталкивания. При этом пузырьки газа, имеющие плотность в 1000 раз меньше, чем плотность нефти, практически не изменяют своего направленного вверх движения. Происходит как бы вторичная инерционная сепарация. Вместе с водой, твердыми частицами часть нефтяных глобул, обладающих большой поступательной кинематической энергией достигает нижнего края обечайки 2 и входит в зону верхнего среза конусообразной воронки (нижний край обечайки 2 на 10-20 своей высоты опущен в конусообразную воронку).Под действием остаточной тангенциальной составляющей потока жидкости из обечайки 2 происходит закручивание жидкости в конусообразной воронке, которое усиливается в результате тангенциального присоединения выходного патрубка 22 к конусообразной воронке. Вращением жидкости в воронке достигается дальнейшее разделение мехпримесей от нефти и предотвращение их оседания, т.е. мехпримеси вместе с пластовой водой непрерывно выводятся из воронки 3 по патрубку 22.Нефтяная часть потока, выходящая из обечайки 2 и кольцевого пространства образованного ее боковой поверхностью и верхним срезом воронки 3 всплывает вверх, Придвижении нефтяных капель и газовых пузырьков вверх под действием выталкивающих сил происходит их дальнейшее разделение, вследствие различной скорости всплытия (гравитационная сепарация) в слое воды расположенном между обечайкой 2 и верхним срезом конусообразной воронки 3. При этом практически весь газ собирается под донышком стакана 4 (его диаметр больше диаметра обечайки 2) собирающийся газ проходит через гидроэатвор (слой нефти толщиной Л Н в стакане 4) затем через отверстия 8 и транспортируется по газоотводной трубе 5 через клапанное отверстие в седле 11 и патрубок 18 к потребителю.Для стабилизации давления газа и поддержания в результате определенного уровня жидкости в стакане 4 (величина гидрсзатвора) служит система прямого регулирования, состоящая из поплавка 17, взаимодействующего через кинематическую цепочку трос 16 стержень 13 - рычаги с противовесами 15, Система прямого регулирования работает следующим образом. При увеличении количества поступающей с нефтью воды уменьшается содержание газа в водо-газо-нефтяной смеси с мехпримесями (флюида) растет толщина слоя воды Н в и уменьшается толщина слоя нефти Н.Выделившаяся вода непрерывно отводится из аппарата через патрубок 22 и специальный гидрозатвор (не показан) таким образом, что при переменном содержании воды во флюиде величина (Нв+ Н,) не изменяются, Уменьшение содержания газа приведет к падению давления в газоотводной трубе 5, к росту уровня воды в ней, а также к увеличению толщины гидроэатвора. Повышение уровня воды в газоотводной трубе 5 приведет к уменьшению веса поплавка (увеличивается выталкивающая сила действующая на поплавок) и перемещению его вверх под действием противовесов.При этом противовесы начнут опускаться до наступления нового условия равнове 5 сия между их силой и весом поплавка 17 иподнимут тарелку 14, что приведет к уменьшению зазора между ней и седлом 11 отверстия клапана 10, и, как следствие, кувеличению давления газа в газоотводной10 трубке 5.Аналогичным образом регулируетсядавление газа при уменьшении количестваводы в нефти или увеличении содержаниягаза во флюиде, В этом случае при опуска 15 нии жидкости в газозатворе поплавок 17переместится вниз, что приведет к увеличению зазора между тарелкой 14 и седлом 11отверстием клапана 10 и уменьшению давления газа в газоотводной трубе 5,20 Таким образом, давление газа в газоотводной трубе 5 поддерживается на определенном оптимальном уровне, несмотря наизменение количества газа и воды во флюиде.25 Экономическая эффективность изобретения определяется повышением качестванефти, сокращением ее потерь от испарения, увеличением периода службы резервуаров без очистки их от песка, а также30 созданием давления попутного газа на выходе. достаточного для ее промышленногоиспользования.Формула изобретенияУстановка для сбора и подготовки неф 35 ти поавтсв, %1717168, отличающаясятем, что, с целью повышения надежности, онаснабжена конусообразной воронкой, установленной на газоотводной трубе соосно собечайкой, нижняя часть которой размеще 40 на в верхней части полости воронки, и тангенциальным патрубком вывода суспензии,установленным в нижней части воронки свнешней стороны, при этом ось патрубкавывода суспензии расположена в плоскости45 касательной к окружности сечения воронки.17 б 8220Составитель О,Калякина Редактор В.Соколова Техред М,Моргентал Корректор О.Густи Заказ 3601 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101