Сепарационная кустовая установка

Сепарационная кустовая установка Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности. Установка имеет простую конструкцию, компактно и легко монтируется и обслуживается в любых промысловых условиях, легко проектируется, способна эффективно разделять многофазные потоки. Сущность полезной модели: сепарационная кустовая установка содержит сепаратор 1, соединенный с трубопроводом подачи продукции скважин 15 и трубопроводами отвода газонефтяной эммульсии, и водоотстойник 9, соединенный с сепаратором 1 и трубопроводами отвода нефти и воды. Новым является то, что сепаратор выполнен в виде горизонтальной трубной камеры разделения фаз 2, соединенной с трубопроводом подачи продукции скважин 15 и двумя вертикальными трубными камерами - верхней для отбора газа и нефтяной эмульсии 3, снабженной в нижней части карманом для сбора нефтяной эмульсии 5, который соединен с трубопроводом отвода нефтяной эмульсии 6, и нижней вертикальной камерой для сбора воды 7, соединенной в нижней части с трубопроводом отвода воды и остаточной нефти 8, а водоотстойник 9 выполнен в виде соединенных между собой горизонтальной 10 и нижней вертикальной 11 трубных камер, при этом верхняя камера в верхней части соединена с трубопроводом отвода воды и остаточной нефти из сепаратора 12 и с трубопроводом отвода нефти 13, а нижняя камера в нижней части соединена с трубопроводом отвода воды 14. 1 з.п.ф., 3 илл.

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для разделения продукции скважины на нефть, газ и воду на кустовых площадках в промысловых условиях, а также на объектах подготовки нефти.

Известна сепарационная установка для разделения фаз продукции скважин, выполненная в виде концевого делителя фаз, содержащего наклонную трубную колонну, трубопровод подачи продукции скважин и отводов продуктов раздела фаз: нефть, газ, вода. (см. В.П.Тронов «Промысловая подготовка нефти» М. Недра. 1977 г. с129).

Недостатком ее является неэффективное разделение продукции скважин, что требует дополнительно термохимического воздействия на эмульсию, большие габариты, громоздкие конструкции для монтажа.

Известна сепарационная установка, содержащая корпус в виде горизонтально расположенного цилиндра, обеспечивающего гидродинамический режим течения жидкости с числом Рейнольдца не более 10000, трубопроводы подвода продукции скважин и отвода разделенной продукции; узел подогрева продукции, узел регулирования расхода газа в виде горизонтального цилиндра расположенного над корпусом и сообщенного с ним по всей его длине (см патент РФ №2209961 Мкл⁷ E 21 В 43/34 от 10.08.2003 г).

Недостатком такого решения является необходимость использования подогрева продукции, дополнительный расход энергоресурсов и усложнение конструкции установки. Также предполагаемый режим течения (Re=до 10000) не может обеспечить качественный раздел фаз. Конструкция «узла разрушения природных стабилизаторов углеводородной эмульсии» (суженная часть трубы

на входе в рабочий цилиндр) значительно увеличивает турбулентность потока и, как следствие, осложняет процесс раздела фаз.

Известен также трубный делитель фаз, содержащий корпус, выполненный в виде вертикальной рамы, сваренной из трубы в форме квадрата и трубопроводов подвода продукции скважин и трубопроводов отвода полученных фаз нефти, воды и газа. (см. ПМ №19771 Мкл⁷ В 01 Д 17/04, 10.10.2001 г.)

Недостатком является большие габариты, и необходимость громоздких конструкций для его монтажа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой установке является установка по разделу фаз состоящая из сепаратора, выполненного в виде цилиндрической камеры, соединенного с трубопроводом подачи продукции скважин и трубопроводами отбора водонефтяной эмульсии и газа, и водоотстойник, выполненный в виде цилиндрической камеры, соединенный с сепаратором и с трубопроводами отвода нефти и воды.

Недостатком известной установки является ее громоздкость и сложность монтажа.

Задачей полезной модели является создание компактной установки простой конструкции, легко монтируемой и обслуживаемой в любых промысловых условиях, легко проектируемой, способной эффективно разделять многофазные потоки, использующую для разделения фаз температуру поднятой на поверхность жидкости.

Поставленная задача достигается тем, что в известной сепарационной кустовой установке, содержащей сепаратор, соединенный с трубопроводом подачи продукции скважин и с трубопроводами отвода - газа, нефтяной эмульсии, и водоотстойник, соединенный с сепаратором и трубопроводами отвода нефти и воды, сепаратор выполнен в виде трех соединенных между собой трубных камер: горизонтальной камеры разделения фаз, соединенной с трубопроводом подачи продукции скважин и двумя вертикальными трубными камерами - верхней для отбора газа и нефтяной эмульсии, снабженной в

нижней части карманом для сбора нефтяной эмульсии, который соединен с трубопроводом отвода нефтяной эмульсии, и нижней камеры для отбора воды, соединенной с трубопроводом отвода воды и остаточной нефти, а водоотстойник выполнен в виде соединенных между собой горизонтальной и нижней вертикальной трубных камер, при этом горизонтальная камера в верхней части соединена с трубопроводом отвода воды и остаточной нефти из сепаратора и трубопроводом отвода нефти, а нижняя камера в нижней части соединена с трубопроводом отвода воды. Для повышения эффективности разделения нефти и воды в горизонтальной камере водоотстойника установлена наклонная перфорированная перегородка.

Такое выполнение установки обеспечивает ее компактность, легкость монтажа в любых промысловых условиях.

Предлагаемая установка схематично изображена на фиг.1. На фиг.2 изображен сепаратор, продольный разрез, на фиг.3 -водоотделитель.

Сепарационная кустовая установка содержит сепаратор 1, выполненный в виде горизонтальной трубной камеры разделения фаз 2, соединенной с верхней вертикальной камерой отбора газа и нефтяной эмульсии 3, соединенной в верхней части с трубопроводом отвода газа 4 и имеющей в нижней части карман 5 для сбора нефтяной эмульсии, соединенный с трубопроводом отвода нефтяной эмульсии 6, и нижней вертикальной камерой для сбора воды 7, соединенной в нижней части с трубопроводом отвода воды и остаточной нефти 8. Водоотстойник 9 выполнен в виде соединенных между собой горизонтальной трубной камеры 10 и вертикальной нижней трубной камеры 11 и имеет три трубопровода: для подвода воды и остаточной нефти из сепаратора 12 и отвода нефти 13, расположенных в верхней части водоотстойника, и отвода воды 14, соединенного с нижней частью нижней камеры 11. Продукция скважин подается в сепаратор 1 по трубопроводу 15. В горизонтальной камере 10 водоотстойника 9 установлена наклонная перфорированная перегородка 16, которая может быть выполнена различной конструкции, например, в виде

нескольких слоев никелевых сеток, установленных под углом 45° к горизонтальной образующей водоотстойника 9.

Геометрические размеры камер сепаратора и водоотстойника (диаметр, длина) определяют расчетным путем с учетом свойств нефти. Установка работает следующим образом:

В рабочих элементах сепаратор и водоотстойник происходят следующие похожие процессы:

1. Переход потока жидкости из турбулентного режима в ламинарный.

2. Процесс образования водяной подушки в общем потоке движения жидкости.

3. Процесс отбора образовавшейся водяной фазы через колодец-отстойник.

4. Процесс движения водяной фазы в водоотстойнике.

5. Процесс транспортировки отобранных газовой, нефтяной, водяной фаз. Водоотстойник отличает то, что в нем не происходит отбора газа по специальному газоотводу. Предполагается, что основной объем газа уже отобран в рабочем элементе - сепаратор.

Установку собирают с заданными геометрическими параметрами, устанавливают на любой площадке в группе добывающих и нагнетательных скважин. Сепаратор и водоотстойник собираются последовательно, но в зависимости от объема подготавливаемой жидкости вся установка может состоять из нескольких блоков (сепаратор - водоотстойник), которые в свою очередь собираются параллельно. Блок также может иметь различное количество рабочих элементов, в зависимости от свойств конкретной жидкости. Подготовленная пластовая вода подается на прием насоса и под давлением сбрасывается здесь же на кусту в нагнетательные или поглощающие скважины. Продукция скважин в виде нефтяной эмульсии поступает по трубопроводу 15 в трубную камеру 2 сепаратора 1, где изменяется гидродинамический режим течения потока с турбинного на ламинарный. В трубной камере происходит разделение фаз продукции. Из верхней вертикальной камеры 3 по трубопроводу 4 газ отводится либо для утилизации, либо для транспорта по отдельному трубопроводу. Нефтяная эмульсия по трубопроводу 6 из кармана

отбора эмульсии 5, расположенного в нижней части вертикальной камеры отбора газа 3 поступает на дальнейшую подготовку. Из нижней вертикальной камеры сбора воды 7 по трубопроводу 8 вода и остаточная нефть отводятся на прием водоотстойника 9. В водоотстойнике 9 происходит дальнейшее разделение воды и нефти, при этом перегородка 16 способствует качественному разделению воды и остаточной нефти. По трубопроводу 13 нефть отводится на дальнейшую подготовку. По трубопроводу 14 очищенная вода подается на прием насоса для поддержания пластового давления. Предлагаемая конструкция установки легко монтируется в промысловых условиях: выкапывается шурф, ранее рассчитанным объемом, заливается жидким цементом и спускается рабочий элемент установки- нижняя вертикальная камера сепаратора и водоотстойника и фиксируется за элементы трубной камеры. Далее установка обвязывается с коммуникациями.

Наиболее важными достоинствами установки является: использование потенциала естественных температур, удобство и скорость монтажа, компактность, простота в изготовлении, простота в обслуживании, способность работать в автоматическом режиме.

1. Сепарационная кустовая установка, содержащая сепаратор, соединенный с трубопроводом подачи продукции скважин и трубопроводами отвода газа и нефтяной эмульсии, и водоотстойник, соединенный с сепаратором и с трубопроводами отвода нефти и воды, отличающаяся тем, что сепаратор выполнен в виде горизонтальной трубной камеры разделения фаз, соединенной с трубопроводом подачи продукции скважин и двумя вертикальными трубными камерами - верхней для отбора газа и нефтяной эмульсии, снабженной в нижней части карманом для сбора нефтяной эмульсии, который соединен с трубопроводом отвода нефтяной эмульсии, и нижней камерой для отбора воды, соединенной в нижней части с трубопроводом отвода воды и остаточной нефти, а водоотстойник выполнен в виде соединенных между собой горизонтальной и нижней вертикальной трубных камер, при этом верхняя камера в верхней части соединена с трубопроводом отвода воды и остаточной нефти из сепаратора и с трубопроводом отвода нефти, а нижняя камера в нижней части соединена с трубопроводом отвода воды.

2. Сепарационная кустовая установка по п.1, отличающаяся тем, что в горизонтальной камере водоотстойника установлена наклонная перфорированная перегородка.