Дегидратор газонасыщенной нефтеводяной эмульсии (варианты)

Предлагаемая группа полезных моделей относится к оборудованию для промысловой подготовки нефти и может быть использована в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, преимущественно на финальных этапах подготовки нефти, где требуется ее глубокое обезвоживание. Первый вариант дегидратора газонасыщенной нефтеводяной эмульсии, содержащий сепарационную камеру со штуцером ввода исходной газонасыщенной нефтеводяной эмульсии и горизонтальную отстойную камеру, в котором сепарационная камера установлена на отстойную камеру, сепарационная камера снабжена соосной ее корпусу цилиндрической переливной перегородкой, образующей кольцевую входную камеру с врезанным в нее входным штуцером и цилиндрическую выходную камеру. Второй вариант дегидратора газонасыщенной нефтеводяной эмульсии, содержащий сепарационную камеру со штуцером ввода исходной нефтеводяной эмульсии и горизонтальную отстойную камеру, оснащенную электродной системой, в котором сепарационная камера установлена на отстойную камеру и снабжена соосной ее корпусу цилиндрической переливной перегородкой, образующей кольцевую входную камеру с врезанным в нее входным штуцером и цилиндрическую выходную камеру. Кольцевые камеры дегидраторов выше уровня верхней поперечной перфорированной перегородки размещена коалесцирующая насадка. Предлагаемые дегидраторы снабжены дополнительной вертикальной камерой, установленной по верхней образующей отстойной камеры и сообщающейся при помощи газоуравнительной линии с газовым пространством сепарационной камеры выше уровня переливной перегородки. Предлагаемые полезные модели позволяют улучшить качество обезвоживания газонасыщенной нефтеводяной эмульсии, повысить производительности аппаратов, что ведет к повышению эффективности процесса разделения эмульсии. Кроме того повышается степень дегазации и стабильность технологического режима.

Предлагаемая группа полезных моделей относится к оборудованию для промысловой подготовки нефти и может быть использована в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, преимущественно на финальных этапах подготовки нефти, где требуется ее глубокое обезвоживание.

Добываемая из пласта нефть обычно содержит газ и воду и проходит несколько этапов подготовки, на каждом из которых от нее отделяют газ и воду.

Известен аппарат для обезвоживания газонасыщенной нефти [патент РФ на полезную модель 126618], включающий емкость со штуцерами ввода нефтеводогазовой смеси и вывода разделившихся фаз и поперечную перегородку, которая установлена с возможностью образования сепарационного отсека и отсека гидростатического отстоя, при этом сепарационный отсек образован перед поперечной перегородкой и оборудован устройством приема нефтеводогазовой смеси в виде установленного с уклоном вниз полочного элемента, а за перегородкой последовательно по ходу движения жидкости в отсеке гидростатического отстоя установлен короб с продольными перегородками и распределителями.

Хотя этот аппарат намного эффективнее других известных конструкций трехфазных разделителей, он все равно не может обеспечить высокой эффективности процесса обезвоживания нефти, поскольку давление в сепарационном отсеке и отсеке гидростатического отстоя одинаковы и нефть в отстойном отсеке находится в состоянии термодинамического равновесия с газом. Другим недостатком описанного в патенте 126618 устройства является невозможность создания высокоэффективного аппарата большой производительности, которая для аппаратов с врезанным в поперечную перегородку коробом лимитируется возможностями равномерного распределения жидкости по длине короба. Поэтому длина короба и всего отсека гидростатического отстоя, а, следовательно, и производительность аппарата ограничена.

Более высокой эффективности процесса обезвоживания газонасыщенной нефти можно достичь в электростатическом дегидраторе, согласно патенту GB 2468106. В этом аппарате, включающем емкость со штуцерами ввода нефтегазовой смеси и вывода разделившихся фаз и поперечную перегородку, последняя установлена с возможностью образования сепарационного отсека и отсека электростатического отстоя, в котором размещен коробовый распределитель эмульсии и электродная система. Несмотря на возможность достижения путем электростатического отстоя более глубокого обезвоживания нефти, чем путем гидростатического отстоя, этому аппарату присущи те же недостатки, что и предыдущему аналогу, т.е. недостаточная эффективность процесса обезвоживания нефти и ограниченная производительность.

Техническим результатом предлагаемой группы полезных моделей является повышение эффективности процесса разделения эмульсии путем улучшения качества обезвоживания и повышение производительности аппарата, а также повышение степени дегазации.

Указанный технический результат достигается тем, что в дегидраторе газонасыщенной нефтеводяной эмульсии, содержащем сепарационную камеру со штуцером ввода исходной газонасыщенной нефтеводяной эмульсии и горизонтальную отстойную камеру, в котором сепарационная камера установлена на отстойную камеру, сепарационная камера снабжена соосной ее корпусу цилиндрической переливной перегородкой, образующей кольцевую камеру входную с врезанным в нее входным штуцером и цилиндрическую выходную камеру.

Указанный технический результат достигается тем, что в дегидраторе газонасыщенной нефтеводяной эмульсии, содержащем сепарационную камеру со штуцером ввода исходной нефтеводяной эмульсии и горизонтальную отстойную камеру, оснащенную электродной системой, в котором сепарационная камера установлена на отстойную камеру и снабжена сосной ее корпусу цилиндрической переливной перегородкой, образующей кольцевую входную камеру с врезанным в нее входным штуцером и цилиндрическую выходную камеру.

В обоих предлагаемых вариантах дегидратора:

- кольцевая камера выше и ниже уровня входного штуцера снабжена поперечными перфорированными перегородками.

- в кольцевой камере выше уровня верхней поперечной перфорированной перегородки размещена коалесцирующая насадка.

Каждый из вариантов дегидраторов снабжен дополнительной вертикальной камерой, установленной по верхней образующей отстойной камеры и сообщающийся при помощи газоуравнительной линии с газовым пространством сепарационной камеры выше уровня переливной перегородки.

Дополнительная вертикальная камера снабжена уровнемером.

Сущность полезной модели поясняется Фиг. 1-2.

На Фиг. 1 схематически показан продольный разрез дегидратора газонасыщенной нефтеводяной эмульсии, содержащего сепарационную камеру 1, установленную на камеру отстоя 2.

На Фиг. 2 схематически показан продольный разрез электростатического дегидратора газонасыщенной нефтеводяной эмульсии, где сепарационная камера 1 установлена на камеру отстоя 2.

Дегидратор (фиг. 1) содержит сепарационную камеру 1, установленную на камеру отстоя 2. Сепарационная камера 1 содержит штуцер 3 для ввода газонасыщенной нефтеводяной эмульсии и соосную корпусу камеры 1 цилиндрическую переливную перегородку 4, делящую сепарационную камеру на кольцевую входную (приемную) 5 и цилиндрическую выходную (накопительную) 6 камеры. Входной штуцер 3 врезан в кольцевую входную камеру 5.

Кольцевая камера 5 снабжена поперечными перфорированными перегородками 7 и 8, размещенными соответственно выше и ниже входного штуцера 3. Над поперечной перегородкой 7 в кольцевой камере 5 размещена коалесцирующая насадка 9.

В верхней части сепарационной камеры 1 выше уровня верхнего торца перегородки 4 размещено устройство для вывода газа с каплеуловителем 10 и штуцером 11. К нижнему днищу 12 сепарационной камеры 1 присоединен стояк 13, соединяющий эту камеру с распределителями нефти 14 отстойной камеры 2.

В верхней части отстойной камеры 2 размещена система сбора обезвоженной нефти 15 с выводным штуцером 16. Ниже распределителей нефти 14 размещена система сбора отделившейся воды 17 с выводным штуцером 18.

Параллельно сепарационной камере 1, установленной вертикально на отстойной камере 2, установлена дополнительная вертикальная камера 19, размещенная на верхней образующей отстойной камеры 2, сообщающаяся при помощи газоуравнительной линии 20 с газовым пространством сепарационной камеры 1 выше уровня переливной перегородки 4, и приспособленная для использования в качестве уровнемерной, например, при помощи штуцера 21, на который устанавливается уровнемер.

На фиг. 2 схематически показан дегидратор газонасыщенной нефтеводяной эмульсии, включающий сепарационную камеру 1 и камеру отстоя воды 2, в котором камера отстоя 2 оснащена электродной системой 22, к которой подведено через высоковольтный ввод 23 напряжение от трансформатора 24.

Сепарационные камеры дегидратора с гравитационным отстоем (фиг. 1) и дегидратора с электростатическим осаждением воды (фиг. 2) идентичны.

Представленный на фиг. 1 дегидратор с гравитационным отстоем работает следующим образом. Исходную нефтеводогазовую смесь вводят в сепарационную камеру аппарата через штуцер 3. В пространстве между перегородками 7 и 8 происходит распределение эмульсии по сечению входной кольцевой камеры 4 и ее первичное предварительное расслоение, в результате которого обогащенная водой жидкость проваливается через отверстия нижней перегородки 8, а обогащенная нефтью и газом часть эмульсии проходит через отверстия перфорации верхней перегородки 7 и поднимается по кольцевой камере 5 и проходит через слой насадки 9, где происходит коалесценция мелких капель эмульсии. Газ поднимается наверх и выходит через каплеуловитель 10 и штуцер 11. Жидкость переливается через верх перегородки 4 и скапливается в выходной камере 6, откуда по стояку 13 она попадает в распределитель 14. В процессе подъема нефти от распределителя 14 до сборного коллектора 15 нефть обезвоживается за счет оседания капель воды, имеющих большую плотность, чем нефть, в нижнюю часть аппарата. Отделившаяся вода собирается коллектором 17 и выводится из аппарата через штуцер 18. Стабильность работы аппарата обеспечивается системой автоматического поддержания уровня нефти в выходной камере 6 сепарационной камеры 1. Уровнемер помещен в камеру 19, уровень нефти в которой точно такой же, как в камере 6, но в отличие от последнего, в нем практически нет движения жидкости, которое может вызвать погрешность работы прибора. Основное же назначение камеры 19, установленной на верхней образующей отстойной камеры 2, вывод газа из этой камеры при ее заполнении и исключение образования вакуума при опорожнении, а также поддержание постоянного давления в отстойной камере, равного давлению газа в сепарационной камере плюс гидростатическое давление столба жидкости.

Наличие столба нефти над отстойной камерой 2, обусловленное установкой сепарационной камеры 1 на отстойную, обеспечивает высокую эффективность работы заявляемой полезной модели. Это связано с исключением газовыделения в отстойной камере 2, где давление выше, чем в сепарационной камере 1, поскольку газ может выделяться только в случае снижения давления или повышения температуры по сравнению с условиями газожидкостного равновесия на уровне верха переливной перегородки 4. Поскольку в случае грамотного конструирования распределителя нефти 14 его сопротивление много ниже столба жидкости над корпусом отстойной камеры 2, выделение газа в аппарате исключено, эффективность процесса обезвоживания нефти в нем выше, чем в известных аналогах.

Представленный на фиг. 2 дегидратор работает следующим образом.

Поскольку во многих случаях вода в нефти содержится в мелкодисперсном состоянии или до такого состояния доводят подаваемую в нефть пресную воду для обеспечения обессоливания нефти, удаление воды производят с использованием электростатических сил (фиг. 2). В дополнение ко всем узлам конструкции и особенностям работы аппарата, приведенного на фиг. 1, аппарат, показанный на фиг. 2, содержит электродную систему 22, в которой на водонефтяную эмульсию действуют силы электростатического поля, вследствие чего капли воды в эмульсии коалесцируют, сливаются в более крупные и осаждаются. Эффективность работы аппарата для обезвоживания нефти, содержащего электродную систему намного выше, чем отстойника, особенно при процессе обессоливания нефти. Однако к такому аппарату предъявляются более жесткие требования по запасу превышения давления в межэлектродном пространстве над равновесным давлением в сепарационной камере. Это связано с действием на нефть электрического поля, которое упорядочивает структуру нефти и приводит к смещению газожидкостного равновесия в сторону меньшего давления. Поскольку заявляемая полезная модель обеспечивает увеличение давления в межэлектродном пространстве по сравнению с давлением сепарации газа, эффективность процесса обезвоживания и обессоливания нефти в представленном на фиг. 2 аппарате выше, чем в известных аналогах, где давление в камере сепарации и межэлектродном пространстве практически одинаково.

1. Дегидратор газонасыщенной нефтеводяной эмульсии, содержащий сепарационную камеру со штуцером ввода исходной газонасыщенной нефтеводяной эмульсии и горизонтальную отстойную камеру, в котором сепарационная камера установлена на отстойную камеру, сепарационная камера снабжена соосной ее корпусу цилиндрической переливной перегородкой, образующей кольцевую входную камеру с врезанным в нее входным штуцером и цилиндрическую выходную камеру.

2. Дегидратор по п. 1, отличающийся тем, что кольцевая камера выше и ниже уровня входного штуцера снабжена поперечными горизонтальными перфорированными перегородками.

3. Дегидратор по п. 2, отличающийся тем, что в кольцевой камере выше уровня верхней поперечной перфорированной перегородки размещена коалесцирующая насадка.

4. Дегидратор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной вертикальной камерой, установленной по верхней образующей отстойной камеры и сообщающейся при помощи газоуравнительной линии с газовым пространством сепарационной камеры выше уровня переливной перегородки.

5. Дегидратор по п. 4, отличающийся тем, что дополнительная вертикальная камера снабжена уровнемером.

6. Дегидратор газонасыщенной нефтеводяной эмульсии, содержащий сепарационную камеру со штуцером ввода исходной нефтеводяной эмульсии и горизонтальную отстойную камеру, оснащенную электродной системой, в котором сепарационная камера установлена на отстойную камеру и снабжена соосной ее корпусу цилиндрической переливной перегородкой, образующей кольцевую входную камеру с врезанным в нее входным штуцером и цилиндрическую выходную камеру.

7. Аппарат по п. 6, отличающийся тем, что кольцевая камера выше и ниже уровня входного штуцера снабжена поперечными перфорированными перегородками.

8. Дегидратор по п. 7, отличающийся тем, что в кольцевой камере выше уровня верхней поперечной перфорированной перегородки размещена коалесцирующая насадка.

9. Дегидратор по п. 6, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной вертикальной камерой, установленной по верхней образующей отстойной камеры и сообщающейся при помощи газоуравнительной линии с газовым пространством сепарационной камеры выше уровня переливной перегородки.

10. Дегидратор по п. 9, отличающийся тем, что дополнительная вертикальная камера снабжена уровнемером.