Трехфазный сепаратор

 

Полезная модель направлена на создание конструкции трехфазного сепраратора, позволяющей глубоко обезводить нефть любого типа с большим газосодержанием. Это достигается тем, что в трехфазном сепараторе, включающим емкость со штуцерами ввода газожидкостной смеси и вывода разделившихся фаз, поперечную перегородку, последняя установлена с возможностью образования сепарационного отсека и отсека гидростатического отстоя. Сепарационный отсек образован перед поперечной перегородкой и оборудован устройством приема нефтеводогазовой смеси, выполненным в виде наклонного полочного элемента, и устройством улавливания капельной жидкости в виде коалесцирующего блока. За перегородкой последовательно по ходу движения жидкости в отсеке гидростатического отстоя установлен короб с продольными перегородками и распределителями. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к аппаратам для сепарации и глубокого обезвоживания нефти в нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в других отраслях для разделения смесей жидкости и газа.

Особенно эффективно применение для разделения продукции скважин с большой обводненностью и необходимостью глубокого обезвоживания нефти любого типа, с большим газосодержанием или после ее нагрева, предварительно обработанной деэмульгатором.

Из уровня техники известны аппараты для разделения трехфазных смесей (нефть - вода - газ), в которых повышение качества отделившихся фаз достигается за счет выделения в них объема в виде камеры для сбора отделившейся нефти (Авторское свидетельство СССР N 801847, МПК B01D 17/04, опубл. 07.02.1981; патент США N 3971719, МПК В01D 17/02, 27.07.1976; Авторское свидетельство СССР N 1142136, МПК В01D 17/04, опубл. 28.02.1985). Аппараты содержат горизонтальную цилиндрическую емкость со штуцерами ввода эмульсии нефти и вывода отделившихся фаз, систему перегородок и полуперегородок, делящих емкость на отсеки, и в середине емкости - камеру для сбора отделившейся нефти. Конструкция этих аппаратов позволяет повысить качество отделившейся нефти, но за счет загромождения аппарата сложными конструкторскими элементами, особенно в отстойной камере, снижается ее рабочий объем и, соответственно, снижается производительность аппарата в целом, а также качество отделившейся воды.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому при использовании полезной модели техническому результату является трехфазный сепаратор (свидетельство на полезную модель РФ 26440 В01D 17/028, опубл. 10.12.2002), состоящий из корпуса, с использованием в своей конструкции для разделения фаз поперечной переливной перегородки и насадки, выполненной из установленных вертикально гофрированных листов с трапециевидным профилем гофров. Недостатком известного трехфазного сепаратора является то, что его конструкция не способствует разделению фаз при условии большого газосодержания, не обеспечивает глубокое обезвоживание нефтяной эмульсии, а способствует интенсификации процесса укрупнения капель эмульгированной воды в насадке.

Задача, положенная в основу настоящей полезной модели, заключается в создании конструкции трехфазного сепраратора, позволяющей глубоко обезводить нефть любого типа с большим газосодержанием.

Задача, положенная в основу настоящей полезной модели, решается тем, что в трехфазном сепараторе, включающим емкость со штуцерами ввода газожидкостной смеси и вывода разделившихся фаз, поперечную перегородку, последняя установлена с возможностью образования сепарационного отсека и отсека гидростатического отстоя, при этом сепарационный отсек образован перед поперечной перегородкой и оборудован устройством приема нефтеводогазовой смеси, выполненным в виде наклонного полочного элемента, и устройством улавливания капельной жидкости в виде коалесцирующего блока, а за перегородкой последовательно по ходу движения жидкости в отсеке гидростатического отстоя установлен короб с продольными перегородками и распределителями.

Кроме того, устройство приема нефтеводогазовой смеси установлено перед выходным патрубком штуцера ввода последней.

Кроме того, устройство улавливания капельной жидкости совмещено со штуцером вывода отделившегося газа.

Кроме того, в верхней части короба смонтированы газоотводные устройства.

Кроме того, газоотводное устройство выполнено в виде патрубка с установленным на него распределительным устройством, соединяющим верхнее пространство короба с верхней частью емкости.

Образование сепарационного отсека перед поперечной перегородкой и оборудование его устройством приема нефтеводогазовой смеси и устройством улавливания капельной жидкости значительно повышает качество сепарации за счет гашения пульсации поступающего потока и гашения образовавшейся пены.

Выполнение устройства улавливания капельной жидкости в виде коалесцирующего блока обеспечивает отбор свободного выделившегося газа из сепарационной зоны, что позволяет максимально исключить его влияние на последующую подготовку нефти в трехфазном сепараторе.

Выполнение газоотводных устройств в виде патрубка с установленным на него распределительным устройством, соединяющим верхнее пространство короба с верхней частью емкости, позволяет обеспечить стабильность гидростатического режима отстаивания эмульсии под коробом, гарантирует достижение максимальной производительности сепаратора и глубины обезвоживания независимо от количества газа, содержащегося в нефтяной эмульсии.

Заявляемая совокупность конструктивных признаков трехфазного сепаратора значительно интенсифицирует процесс разделения эмульсии, повышая при этом качество разделившихся фаз.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста в области сепарации и обезвоживания нефтегазоводяных эмульсий, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления трехфазного сепаратора, можно сделать вывод о ее соответствии критериям патентоспособности.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером выполнения трехфазного сепаратора, который наглядно демонстрирует возможность получения указанного технического результата. Допускаются различные модификации и улучшения, не выходящие за пределы области действия полезной модели, определенные прилагаемой формулой.

Представленный вариант исполнения полезной модели описывается далее на основе представленных чертежей, где:

- на фиг.1 изображен общий вид трехфазного сепаратора;

- на фиг.2 изображено сечение А-А на фиг.1;

- на фиг.3 изображен вид сбоку (вид по стрелке В)

- на фиг.4 показан узел Б на фиг.1;

- на фиг.5 изображен вид по стрелке Г на фиг.4.

В графических материалах соответствующие конструктивные элементы трехфазного сепаратора обозначены следующими позициями:

1. - корпус;

2. - штуцер ввода нефтеводогазовой эмульсии;

3. - штуцер вывода газа;

4. - штуцер вывода обезвоженной нефти;

5. - штуцер вывода отделившейся воды;

6. - разделительная перегородка;

7. - устройство приема нефтеводогазовой смеси;

8. - короб;

9. - продольная перегородка;

10. - прорезь;

11. - прорезь;

12. - распределитель;

13. - поперечная перегородка;

14. - газоотводное устройство;

15. - устройство улавливания капельной жидкости;

16. - отверстие.

Трехфазный сепаратор состоит из горизонтального цилиндрического корпуса 1 со штуцерами ввода нефтеводогазовой эмульсии 2, вывода газа 3, вывода обезвоженной нефти 4, вывода отделившейся воды 5. Перегородка 6 разделяет конструкцию сепаратора на два отсека: сепарационный и отсек гидростатического отстоя. Штуцер 2 ввода нефтеводогазовой эмульсии оснащен устройством 7 приема нефтеводогазовой смеси. Штуцер вывода отделившегося газа оснащен устройством для улавливания капельной жидкости 15.

В отсеке для гидростатического отстоя установлен короб 8, образующий камеру для подготовки эмульсии к расслоению и отделению свободной воды. Внутри короба, вдоль его стенок смонтированы продольные перегородки 9, увеличивающие время пребывания эмульсии. В нижней части перегородок 9 и боковых стенках короба 8 выполнены прорези 10 и 11. Над прорезями в стенках короба 8 установлены распределители 12. Торцы короба 8 перекрывают перегородки 6 и 13. В верхней части короба у перегородок 6 и 13 смонтированы газоотводные устройства 14, соединяющие через отверстия в коробе 8 пространство под ним с верхней частью сепаратора и предотвращающие скопление образовавшегося газа при гидростатическом отстое эмульсии.

Трехфазный сепаратор работает следующим образом.

Нефтяная газожидкостная эмульсия с высокой обводненностью, обработанная деэмульгатором, из добывающих скважин поступает в сепаратор через штуцер 2, оснащенный устройством 7 приема нефтеводогазовой смеси, например, наклонным полочным элементом. Устройство 7 принимает на себя струю жидкости из штуцера ввода 2, эмульсия распределяется по его поверхности и стекает по наклонной части. Назначение устройства 7 приема нефтегазовой смеси - интенсификация газовыделения из эмульсии и ослабление действия ударных нагрузок при пульсирующем режиме подачи эмульсии в сепаратор.

Газосепарация нефти происходит в сепарационном отсеке перед разделительной перегородкой 6. Отделившийся газ выводится через штуцер 3, совмещенный с устройством 15 улавливания капельной жидкости, представляющим собой коалесцирующий блок, состоящий из перфорированных решеток, установленных последовательно в наклонном лотке. Конденсат, образующийся при прохождении газа через устройство улавливания капельной жидкости, стекает по наклонной плоскости лотка и через отводной патрубок поступает самотеком в сепарационный отсек аппарата. Разгазированная при давлении сепарации нефтеводяная эмульсия через отверстие 16 разделительной перегородки 6 поступает под короб 8 в отсек для гидростатического отстоя, в результате обеспечиваются равные условия разделения всего потока поступающей на разделение эмульсии. Нефтяная эмульсия поступает в пространство между продольными перегородками 9. Далее через прорези 10 в перегородках 9 эмульсия поступает под боковые стенки короба 8 и через прорези 11 под распределители 12.

Через боковые стенки распределителей 12 эмульсия равномерно распределяется по сечению сепаратора, что обеспечивает эффективное разделение ее в отстойном объеме на нефть и воду. Отделившаяся вода движется вниз аппарата и выводится через штуцер 5 вывода воды. Отделившаяся нефть поднимается в верхнюю часть сепаратора и выводится через штуцер 4 вывода нефти.

Предлагаемое техническое решение конструкции трехфазного сепаратора для разделения фаз и глубокого обезвоживания нефти (ТФСК-Г), сочетающей в себе сепарационный отсек и систему гидростатического отстоя, повышает производительность аппарата за счет увеличения времени отстаивания нефтяной фазы, эффективности сепарационного отсека, исключающего влияние отделившегося газа на дальнейшее разделение нефтяной эмульсии, а также сокращает объем емкостной аппаратуры и, как следствие, эксплуатационные затраты.

Предлагаемая конструкция испытана в условиях нефтяного месторождения и показала высокую надежность и производительность, с высоким качеством отделившихся фаз.

1. Трехфазный сепаратор, включающий емкость со штуцерами ввода нефтеводогазовой смеси и вывода разделившихся фаз, поперечную перегородку, отличающийся тем, что последняя установлена с возможностью образования сепарационного отсека и отсека гидростатического отстоя, при этом сепарационный отсек образован перед поперечной перегородкой и оборудован устройством приема нефтеводогазовой смеси, выполненным в виде наклонного полочного элемента, и устройством улавливания капельной жидкости в виде коалесцирующего блока, а за перегородкой последовательно по ходу движения жидкости в отсеке гидростатического отстоя установлен короб с продольными перегородками и распределителями.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что устройство приема нефтеводогазовой смеси установлено перед выходным патрубком штуцера ввода последней.

3. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что устройство улавливания капельной жидкости совмещено со штуцером вывода отделившегося газа.

4. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что в верхней части короба смонтированы газоотводные устройства.

5. Сепаратор по п.4, отличающийся тем, что газоотводное устройство выполнено в виде патрубка с установленным на него распределительным устройством, соединяющим верхнее пространство короба с верхней частью емкости.



 

Наверх