RU125483U1

RU125483U1 - THREE PHASE SEPARATOR

Info

Publication number: RU125483U1
Application number: RU2012123172/05U
Authority: RU
Inventors: Игорь Иванович Редькин; Владислав Игоревич Редькин; Татьяна Игоревна Щербань
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-03-10

Abstract

Трехфазный сепаратор, включающий вертикальную трубную колонну, которая трубопроводами для ввода жидкости и газа соединена с емкостью, снабженной штуцерами вывода легкой и тяжелой фаз, с полуперегородкой, не доходящей до верха емкости и делящей ее на нефтесборную и отстойно-разделительную камеры, в последней вдоль емкости установлено одно или несколько сливных устройств для легкой фазы, представляющих собой лоток, дно которого наклонено в сторону полуперегородки, а верхний край расположен в горизонтальной плоскости на уровне верхней кромки нефтепереливной полуперегородки, нижний торец открыт и прикреплен к вырезу в полуперегородке, внутри лотка параллельно его дну к его стенкам прикреплены полки, верхние кромки которых расположены поперек лотка на уровне его верхнего края, а нижние кромки прикреплены к вырезу в полуперегородке таким образом, что образуют горизонтальные щели, причем нижняя кромка верхней полки расположена ниже верхнего уровня нефти в отстойно-разделительной камере, а полки образуют между собой боковыми стенками и дном лотка каналы, соединяющие отстойно-разделительную и нефтесборную камеры емкости, при этом верхние кромки полок в горизонтальной плоскости делят поверхность лотка на равные части и выполнены зубчатыми, отличающийся тем, что емкость снабжена второй полуперегородкой, не доходящей до верха емкости, образующей совместно с первой полуперегородкой нефтесборную камеру в центре емкости, а также вторую отстойно-разделительную камеру, зеркально расположенную и повторяющую по размерам и устройству первую отстойно-разделительную камеру и примыкающую к свободному торцевому дниThree-phase separator, including a vertical pipe string, which is connected by pipelines for liquid and gas inlet to a tank equipped with light and heavy phase outlet fittings, with a half-wall not reaching the top of the tank and dividing it into an oil collecting and settling-separation chamber, in the latter along the tank one or more drainage devices for the light phase are installed, which are a tray whose bottom is inclined towards the half-partition, and the upper edge is located in a horizontal plane at the level of the upper edge the pockets of the oil overflow septum, the bottom end is open and attached to the cutout in the septum, inside the tray, shelves are attached parallel to its bottom to its walls, the upper edges of which are located across the tray at the level of its upper edge, and the lower edges are attached to the cutout in the septum in such a way that they form horizontal slots, and the lower edge of the upper shelf is located below the upper oil level in the settling and separation chamber, and the shelves form channels connecting the sump with the side walls and the bottom of the tray but the separation and oil collecting chambers of the tank, while the upper edges of the shelves in the horizontal plane divide the surface of the tray into equal parts and are serrated, characterized in that the tank is equipped with a second half-wall not reaching the top of the tank, which forms, together with the first half-wall, the oil collecting chamber in the center containers, as well as a second settling-separation chamber, mirror-mounted and repeating in size and device the first settling-separation chamber and adjacent to the free end days

Description

Полезная модель относится к технике предварительного обезвоживания и газосепарации нефти на промыслах и может быть использовано в других отраслях для разделения смесей жидкостей и газов.The utility model relates to techniques for preliminary dehydration and gas separation of oil in the fields and can be used in other industries for the separation of mixtures of liquids and gases.

Известен отстойник для отделения воды от нефти, включающий горизонтальную емкость, в которой размещена перегородка для стабилизации уровня нефтяного слоя (Нефтяное хозяйство, №2, 1974, с.62, рис.5). Недостатком данного отстойника является завихрение потока водонефтяной эмульсии в отстойной камере, что значительно ухудшает качество отделившихся фаз.Known sump for separating water from oil, including a horizontal tank, in which a partition is placed to stabilize the level of the oil layer (Oil Industry, No. 2, 1974, p. 62, Fig. 5). The disadvantage of this sump is the turbulence of the flow of oil-water emulsion in the sump chamber, which significantly impairs the quality of the separated phases.

Известен отстойник для отделения воды от нефти, содержащий цилиндрическую емкость, разделенную перегородкой на приемную и отстойную камеры (патент Франции №2220298, кл. B01D 17/02, 1974). У этого аппарата низкий коэффициент использования объема отстойной камеры и, соответственно, низкая производительность и качество конечных продуктов разделения эмульсии.Known sump for separating water from oil, containing a cylindrical tank divided by a partition into a receiving and settling chamber (French patent No. 2220298, CL B01D 17/02, 1974). This apparatus has a low utilization rate of the volume of the settling chamber and, accordingly, low productivity and quality of the final emulsion separation products.

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 (авт. св. СССР №801847, кл. B01D 17/04, 1981; патент США №3971719, кл. 210-104, 1976; авт. св. СССР №1142136, кл. B01D 17/04, 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.Known apparatus for the separation of three-phase mixtures (oil-water-gas), in which the quality of the separated phases is improved by isolating the volume in them in the form of a chamber for collecting the separated oil (ed. St. USSR No. 801847, class B01D 17/04, 1981; US patent No. 3971719, CL 210-104, 1976; ed. St. USSR No. 1142136, CL B01D 17/04, 1985). The apparatuses contain a horizontal cylindrical tank with fittings for introducing the oil emulsion and outputting the separated phases, a system of partitions and half-walls dividing the tank into compartments, and in the middle of the tank there is a chamber for collecting the separated oil. The design of these devices allows you to improve the quality of the separated oil, but due to cluttering the device with complex design elements, especially in the settling chamber, its working volume is reduced and, accordingly, the productivity of the device as a whole, as well as the quality of the separated water, are reduced.

Известен аппарат для сепарации и предварительного обезвоживания нефти (Каспарьянц К.С. и др. Процессы и аппараты для объектов промысловой подготовки нефти и газа. - М.: Недра, 1977, с.156, рис.51), содержащий горизонтальную цилиндрическую емкость со штуцерами ввода эмульсии и вывода отделившихся фаз, с вертикальной перегородкой, не доходящей до верха аппарата и отделяющей в емкости камеру сбора подготовленной нефти, и полуперегородкой, не доходящей до верха аппарата и отделяющей отсек сбора воды. Недостатком аппаратов такого типа является большой объем газовой зоны (до 30%), длительность процесса разделения и соответственно низкая производительность аппарата по жидкости, значительный унос капельной нефти с газом из-за активного процесса газовыделения на поверхности отделившейся нефти, малый объем отстойной зоны в аппарате.A known apparatus for the separation and preliminary dehydration of oil (Kasparyants KS and other processes and apparatus for objects of field preparation of oil and gas. - M .: Nedra, 1977, p.156, Fig. 51), containing a horizontal cylindrical tank with fittings for emulsion input and output of separated phases, with a vertical partition that does not reach the top of the apparatus and separates the prepared oil collection chamber in the tank, and a semi-partition that does not reach the top of the apparatus and separates the water collection compartment. A disadvantage of this type of apparatus is the large volume of the gas zone (up to 30%), the duration of the separation process and, accordingly, the low productivity of the apparatus in terms of liquid, the significant entrainment of droplet oil and gas due to the active gas evolution on the surface of the separated oil, and the small volume of the settling zone in the apparatus.

Известны аппараты для разделения газожидкотсных смесей ГЖС (нефть+вода+газ), в которых повышение качества отделившихся фаз достигается за счет интенсификации воздействия на «промежуточный» слой, образуемый трудноразрушимой эмульсией, путем применения эжекторов, которые устанавливаются под днищем нефтесборной камеры на уровне границы «нефть-вода», поддерживаемой в трехфазном сепараторе. Промежуточный слой, пропускаемый через эжекторы, частично разрушается, однако имеет место процесс диспергирования части капель нефти. Выделившиеся при этом нефть и вода попадают в разделительную камеру, в которой нефть всплывает и переливается в нефтесборную камеру, а вода оседает на дно и по имеющимся каналам соединяется с основной массой воды и в ее составе выводится из аппарата (авт св. СССР №1389805, кл. B01D 17/04, 1988 г., авт св. СССР №1480846, кл. B01D 17/04, 1989 г.). Недостатком аппаратов такого типа является сложность их конструкции; в аппаратах имеется пять камер: ввода ГЖС, сборная нефтяная камера, разделительная камера, камера перепуска сточной воды под днищем нефтесборной камеры и камера сбора сточной воды. В камерах нефтесборной и водосборной необходимо поддерживать границы раздела «газ-нефть» и «газ-вода».Known devices for the separation of gas-liquid mixtures of GHS (oil + water + gas), in which the quality of the separated phases is achieved by intensifying the effect on the "intermediate" layer formed by an intractable emulsion by using ejectors that are installed under the bottom of the oil collection chamber at the border oil-water ”supported in a three-phase separator. The intermediate layer, passed through the ejectors, is partially destroyed, however, there is a process of dispersing part of the oil droplets. The oil and water released during this process enter the separation chamber, in which oil floats and overflows into the oil collection chamber, and the water settles to the bottom and connects to the main body of water through the existing channels and is removed from the apparatus (ed. St. USSR No. 1389805, class B01D 17/04, 1988, auth. St. USSR No. 1480846, class B01D 17/04, 1989). The disadvantage of this type of apparatus is the complexity of their design; there are five chambers in the apparatus: a GHS input, a prefabricated oil chamber, a separation chamber, a wastewater bypass chamber underneath the oil collecting chamber, and a wastewater collection chamber. In the chambers of the oil and water catchment areas, it is necessary to maintain the gas-oil and gas-water interfaces.

Известен аппарат (авт св. СССР №1755863, кл. B01D 19/00, 1992 г.), в котором качество нефти и воды улучшается за счет организации улавливания и вывода нефтепромысловой грязи из поступающего по системе сбора нефти газожидкостного потока для предотвращения от засорения внутренних устройств какими-либо механическими примесями, выпадения твердых частиц на дне сепаратора. Недостатком является то, что данная конструкция имеет ограниченное применение только на тех месторождениях, на которых имеет место суффозия пласта, либо в системе сбора производится смешение несовместимых вод, и во взвешенное состояние выпадают твердые частицы, образующие конгломератные образования со смолами, асфальтенами и парафинами, содержащимися в смешиваемых нефтях в составе ГЖС. Еще одним недостатком является то, что вся предварительно обезвоженная нефть может переливаться в нефтесборную камеру только через вертикальную полуперегородку. Данный трехфазный сепаратор характеризуется большим объемом газовой зоны, большим объемом отстойной камеры, длительностью процесса разделения нефти и воды. Кроме того, в отстойной камере данного ТФС у нефтепереливной полуперегородки, отделяющей нефтесборную камеру, образуется зона, в которой застаивается отделившаяся от эмульсии нефть. Эта зона в своей нижней части почти доходит до дна емкости, что приводит к загрязнению нефтью выводимой из аппарата воды.A known apparatus (ed. St. USSR No. 1755863, class B01D 19/00, 1992), in which the quality of oil and water is improved by organizing the capture and removal of oilfield mud from the gas-liquid stream entering the oil collection system to prevent internal clogging devices with any mechanical impurities, precipitation of solid particles at the bottom of the separator. The disadvantage is that this design is of limited use only in those fields where formation suffusion takes place, or incompatible waters are mixed in the collection system, and solid particles fall into suspension, forming conglomerate formations with resins, asphaltenes and paraffins contained in mixed oils as a part of GHS. Another drawback is that all pre-dehydrated oil can be poured into the oil collection chamber only through a vertical septum. This three-phase separator is characterized by a large volume of the gas zone, a large volume of the settling chamber, the duration of the process of separation of oil and water. In addition, a zone is formed in the settling chamber of this TFS at the oil overflow partition separating the oil collecting chamber, in which the oil separated from the emulsion is stagnant. This zone in its lower part almost reaches the bottom of the tank, which leads to oil pollution from the water removed from the apparatus.

Все рассмотренные в патентном обзоре изобретений конструкции трехфазных сепараторов выявили, что большинство из них разрабатывалось на поток усредненной газожидкостной смеси (ГЖС), представляющей смесь промысловой эмульсии, частично нефтей и попутных вод, насыщенных остаточным газом под давлением, поддерживаемым в системе сбора и в аппарате. Такая ситуация реально существует на средних и крупных месторождениях, либо (в крупных нефтедобывающих компаниях) когда трубопроводная система сбора нефти с группы мелких месторождений формирует усредненную ГЖС, вводимую в ТФС.All the designs of three-phase separators considered in the patent review of inventions revealed that most of them were designed for the flow of an averaged gas-liquid mixture (GHS), which is a mixture of field emulsion, partially oil and associated water, saturated with residual gas under pressure, supported in the collection system and in the apparatus. This situation really exists in medium and large fields, or (in large oil companies) when the pipeline system for collecting oil from a group of small fields forms an average GHS introduced into the TFS.

Однако, в последние два десятилетия в стране созданы и работают десятки мелких нефтедобывающих компаний, которые разрабатывают одно многозалежное месторождение, и при этом нефти и пластовые воды из разных залежей весьма значимо отличаются друг от друга по химическому составу, плотности, вязкости и газовому фактору. Смешение таких разных потоков на входе в ТФС приводит к негативным последствиям: имеет место интенсивное перераспределение газа между нефтями и происходит диспергирование крупных глобул нефти в мелкие, более устойчивые в процессе обезвоживания. Кроме того, в ТФС вводится периодически меняющаяся по объему, плотности, содержанию газа и воды ГЖС. Указанное объясняется многими техническими причинами эксплуатации системы сбора нефти, в частности остановками ряда скважин при проведении многочисленных видов работ от снабжения промысла электроэнергией и ликвидации аварий на трубопроводах до замены оборудования на скважинах (КТП, пультов управления, смены УЭЦН и т.д.). Разная плотность, вязкость нефтей, их разная обводненность периодически приводят к изменению свойств ГЖС и даже к получению несовместимых смесей вод, выпадению взвесей в водной фазе.However, in the last two decades, dozens of small oil producing companies have been created and are operating in the country that are developing a single multi-deposit field, while oil and produced water from different deposits are very significantly different from each other in chemical composition, density, viscosity and gas factor. The mixing of such different flows at the entrance to the TPS leads to negative consequences: there is an intense redistribution of gas between the oils and large globules of oil are dispersed into smaller, more stable globules during dehydration. In addition, GHS is introduced periodically varying in volume, density, and gas and water content into TFS. The aforementioned is explained by many technical reasons for the operation of the oil recovery system, in particular, shutdowns of a number of wells during numerous types of work, from supplying electricity to the field and eliminating accidents in pipelines to replacing equipment in wells (KTP, control panels, changing ESPs, etc.). Different density, viscosity of oils, their different water cuts periodically lead to a change in the properties of GHS and even to the production of incompatible mixtures of water, precipitation of suspensions in the aqueous phase.

В связи с изложенным возникла потребность не увеличивая количества ТФС, сосредоточить технологию разделения разных ГЖС на составляющие фазы в отдельных секциях одного аппарата.In connection with the foregoing, a need arose, without increasing the number of TFS, to concentrate the technology of separation of different GHS into component phases in separate sections of one apparatus.

За прототип принят трехфазный сепаратор (авт. св. СССР №2114678, кл. B01D 17/04, 19/00, 1988 г.), который включает емкость со штуцерами ввода нефтяной эмульсии и вывода отделившихся фаз, с полуперегородкой, не доходящей до верха емкости и делящей ее на отстойную и нефтесборную камеры, и с устройством для перепуска эмульсии в отстойную камеру, которое содержит одно или несколько сливных устройств, установленных в отстойно-разделительной камере вдоль емкости. Устройство представляет собой лоток, дно которого наклонено в сторону перегородки. Верхняя кромка лотка расположена горизонтально, на уровне сливной кромки вертикальной полуперегородки, а нижний торец открыт и прикреплен к сделанному в полуперегородке вырезу. Внутри лотка параллельно его дну установлены полки, образующие между собой и дном лотка сквозные каналы, соединяющие отстойно-разделительную и нефтесборную камеры. Верхние кромки полок расположены поперек лотка горизонтально, на уровне переливной кромки полуперегородки, а нижние прикреплены к вырезу в полуперегородке с образованием в ней горизонтальных щелей, причем нижняя кромка верхней полки ниже уровня нефти в отстойной камере.A three-phase separator was adopted for the prototype (ed. St. USSR No. 2114678, class B01D 17/04, 19/00, 1988), which includes a tank with fittings for introducing the oil emulsion and outputting the separated phases, with a half-wall not reaching the top capacity and dividing it into a settling and oil collection chamber, and with a device for transferring the emulsion into a settling chamber, which contains one or more drain devices installed in the settling and separation chamber along the tank. The device is a tray, the bottom of which is inclined towards the partition. The upper edge of the tray is located horizontally, at the level of the drain edge of the vertical septum, and the lower end is open and attached to the cut made in the septum. Inside the tray, parallel to its bottom, shelves are installed that form through each other and the bottom of the tray through channels connecting the settling-separation and oil collecting chambers. The upper edges of the shelves are horizontally across the tray, at the level of the overflow edge of the half-partition, and the lower are attached to the cutout in the half-partition with the formation of horizontal slits in it, the lower edge of the upper shelf below the oil level in the settling chamber.

Трехфазный сепаратор по прототипу обладает большим количеством положительных конструктивных и технологических показателей, и все они сохраняются в данной заявке на предполагаемое изобретение. Главный недостаток прототипа состоит в том, что он предназначен для обработки родственных по составу и свойствам промысловых газожидкостных смесей ГЖС. В случае ввода в ТФС по авторскому свидетельству СССР №2114678 ГЖС, добываемых из угленосных и пермских отложений, совместно с ГЖС, добываемыми из девонских отложений, образуются мощные «переходные» слои, представляющие собой технологический нефтешлам, в котором содержатся стойкие, трудноразрушаемые и обрабатываемые нефтяные эмульсии, а сточные воды повышенно загрязнены нефтепродуктами и механическими примесями, попадающими в них из «переходных» слоев.The three-phase separator of the prototype has a large number of positive structural and technological indicators, and all of them are stored in this application for the alleged invention. The main disadvantage of the prototype is that it is intended for processing related in composition and properties of field gas-liquid mixtures of GHS. In the case of the introduction into the TFS according to the USSR author's certificate No. 2114678 of GHS, extracted from coal and Perm deposits, together with GHS, extracted from Devonian deposits, powerful “transition” layers are formed, which are technological oil sludges that contain persistent, difficult to break and processed oil emulsions, and wastewater is highly contaminated with oil products and mechanical impurities that enter them from the "transitional" layers.

Задачей решения выявленной потребности обработки в одном аппарате двух разных потоков промысловых ГЖС, различных по физико-химическим свойствам и составам нефтей, их газовых факторов, составам газов и попутных пластовых вод, является создание ТФС, в котором в разных отстойно-разделительных камерах одновременно производится предварительное обезвоживание разных нефтей с последующим их смешением, отделение от них газа и получение двух типов сточных вод, пригодных для ППД.The task of solving the identified need for processing in one apparatus of two different flows of field GHS, different in physicochemical properties and composition of oils, their gas factors, composition of gases and associated formation water, is to create a TPS in which preliminary is performed in different settling and separation chambers dehydration of various oils with their subsequent mixing, separation of gas from them and obtaining two types of wastewater suitable for PPD.

Технический результат решается тем, что трехфазный сепаратор, включающий вертикальную трубную колонну ВТК, которая трубопроводами для ввода жидкости и газа соединена с емкостью, снабженной штуцерами вывода легкой и тяжелой фаз, с полуперегородкой, не доходящей до верха емкости и делящей ее на нефтесборную и отстойно-разделительную ОРК камеры, в которой вдоль емкости установлено одно или несколько сливных устройств для легкой фазы, представляющих собой лоток, дно которого наклонено в сторону полуперегородки, а верхний край расположен в горизонтальной плоскости на уровне верхней кромки нефтепереливной полуперегородки, нижний торец открыт и прикреплен к вырезу в полуперегородке, внутри лотка параллельно его дну к его стенкам прикреплены полки, верхние кромки которых расположены поперек лотка на уровне его верхнего края, а нижние кромки прикреплены к вырезу в полуперегородке таким образом, что образуют горизонтальные щели, причем нижняя кромка верхней полки расположена ниже верхнего уровня нефти в ОРК, а полки образуют между собой боковыми стенками и дном лотка каналы, соединяющие отстойно-разделительную и нефтесборную камеры емкости, при этом верхние кромки полок в горизонтальной плоскости делят поверхность лотка на равные части и выполнены фигурными, например, зубчатыми, дополнительно емкость снабжена второй полуперегородкой, не доходящей до верха емкости, образующей совместно с первой полуперегородкой нефтесборную камеру в центре емкости, а также вторую ОРК, зеркально расположенную и повторяющую по размерам и устройству первую ОРК и примыкающую к свободному торцевому днищу емкости, а также второй ВТК, соединенной трубопроводами для жидкости и газа с емкостью ТФС, при этом к средней части второй ВТК в горизонтальной плоскости тангенциально подсоединен концевой участок второго промыслового трубопровода, к которому в вертикальной плоскости подсоединен наклоненный трубопровод, соединенный верхним концом с верхней частью второй ВТК, кроме того, внутренние пространства концевого участка промыслового трубопровода и наклоненной трубы соединены трубными перемычками.The technical result is solved by the fact that a three-phase separator comprising a VTK vertical pipe string, which is connected by pipelines for liquid and gas inlet to a tank equipped with light and heavy phase outlet fittings, has a semi-partition that does not reach the top of the tank and divides it into an oil collecting and settling tank a separation ORC of the chamber, in which one or several drainage devices for the light phase are installed along the tank, which are a tray, the bottom of which is inclined towards the half-partition, and the upper edge is located in the horizontal plane at the level of the upper edge of the oil overflow septum, the bottom end is open and attached to the cutout in the septum, inside the tray parallel to its bottom shelves are attached to its walls, the upper edges of which are located across the tray at the level of its upper edge, and the lower edges are attached to the cutout in the septum so that they form horizontal slots, with the lower edge of the upper shelf located below the upper oil level in the ORC, and the shelves form channels between themselves with the side walls and the bottom of the tray, separating the settling-separation and oil collecting chambers of the tank, while the upper edges of the shelves in the horizontal plane divide the surface of the tray into equal parts and are made shaped, for example, toothed, the tank is additionally equipped with a second half-wall not reaching the top of the tank, which together with the first half-wall forms an oil-collecting chamber in the center of the tank, as well as the second ORC, which is mirrored and repeats in size and structure the first ORC and adjacent to the free end bottom of the tank, as well as the second VTK connected by pipelines for liquid and gas with a capacity of TFS, while to the middle part of the second VTK in the horizontal plane the end section of the second production pipeline is tangentially connected, to which a tilted pipe connected to the upper end of the second VTK is connected in the vertical plane , the internal spaces of the end portion of the production pipeline and the inclined pipe are connected by pipe jumpers.

Прототип был испытан на Тимашевской и Берендеевской УПСВ.The prototype was tested at Timashevskaya and Berendeevskaya UPSV.

На фиг.1 приведен общий вид ТФС в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (вид сверху), на фиг.3 - разрез Б-Б, на фиг.1 (вид сбоку перпендикулярно оси емкости).Figure 1 shows a General view of the TFS in the section, figure 2 - section aa in figure 1 (top view), figure 3 - section bb, figure 1 (side view perpendicular to the axis of the tank) .

ТФС содержит емкость 1 со штуцерами ввода газа в газовую зону и жидкой составляющей первого потока в ОРК.TPS contains a tank 1 with fittings for introducing gas into the gas zone and the liquid component of the first stream in the ORC.

Трехфазный сепаратор содержит емкость 1 со штуцерами 2 и 17 ввода, вывода предварительно обезвоженной нефти 3, вывода двух разных потоков сточных вод 4 и 18 и вывода газа 5. К штуцерам 2 и 17 ввода в ТФС жидкой части ГЖС и газа 25 и 29 с двух противоположных сторон подсоединены трубные вертикальные колонны ТВК разных размеров и конструкций 19 и 20, к которым по касательной подсоединены концевые участки промысловых трубопроводов 27 и 23, а также наклоненная труба 24 к верхней части второй ВТК-2. Внутреннее пространство емкости 1 разделено вертикальными полуперегородками 7 и 28, не доходящими до верха, на отстойно-разделительные камеры (ОРК-1) 8 и (ОРК-2) 22, между которыми в центре емкости расположена нефтесборная камера 9. От ВТК-1 19 в ОРК-1 8 введен патрубок 6, а в газовую зону емкости 1 из ВТК-1 19 введен газопровод 29. От ВТК-2 20 в ОРК-2 22 введен патрубок 21, а в газовую зону емкости 1 из ВТК-2 20 введен газопровод 25. Внутри ОРК-1 8 и ОРК-2 22 вдоль емкости 1 установлены зеркально расположенные одинаковые сливные устройства 10, изготовленные в виде лотков для слива отделившейся легкой фазы - нефти в нефтесборную камеру 9. Верхние образующие 11 лотков 10 расположены в горизонтальной плоскости на уровне сливных кромок 12 полуперегородок 7 и 28, а днища 13 наклонены в сторону нефтесборной камеры 9. Нижние торцы лотков 10 выполнены открытыми и подсоединены к вырезам 14 в полуперегородках 7 и 28. Внутри лотков 10 параллельно его дну установлены полки 15, прикрепленные боковыми кромками к стенкам лотков, а нижним краем - к вырезам 14 в полуперегородках 7 и 28, таким образом, что образуют в вырезах 14 щели 16.The three-phase separator contains a container 1 with inlets 2 and 17 of the input, the outlet of pre-dehydrated oil 3, the output of two different wastewater flows 4 and 18 and the outlet of gas 5. To the fittings 2 and 17 of the input to the TFS of the liquid part of the GHS and gas 25 and 29 from two On the opposite sides are connected vertical pipe columns of TCEs of various sizes and designs 19 and 20, to which the end sections of the production pipelines 27 and 23 are connected tangentially, as well as the inclined pipe 24 to the upper part of the second VTK-2. The internal space of the tank 1 is divided by vertical half-walls 7 and 28, not reaching the top, into the settling and separation chambers (ORK-1) 8 and (ORK-2) 22, between which in the center of the tank there is an oil collecting chamber 9. From VTK-1 19 pipe 6 was introduced into ORK-1 8, and gas pipe 29 was introduced into the gas zone of tank 1 from VTK-1 19. From pipe VTK-2 20, pipe 21 was introduced into ORK-2 22, and pipe 21 was introduced into gas zone of tank 1 from VTK-2 20 gas pipeline 25. Inside ORK-1 8 and ORK-2 22 along tank 1 mirror-mounted identical drain devices 10 are installed, made in the form of trays for I drain the separated light phase - oil into the oil collecting chamber 9. The upper generators 11 of the trays 10 are located in a horizontal plane at the level of the drain edges 12 of the half-walls 7 and 28, and the bottoms 13 are inclined towards the oil collecting chamber 9. The lower ends of the trays 10 are open and connected to cutouts 14 in the half-walls 7 and 28. Inside the trays 10, shelves 15 are mounted parallel to its bottom, attached by lateral edges to the walls of the trays, and the lower edge to the cuts 14 in the half-walls 7 and 28, so that they form slots 16 in the cutouts 14.

Трехфазный сепаратор работает следующим образом. С двух сторон к ТФС по концевым участкам промысловых трубопроводов 27 и 23 подводятся потоки ГЖС, характеризуемые разными физико-химическими свойствами нефтей, попутных пластовых вод и различными по составу газами. По концевому участку первого промыслового трубопровода 27 поступает ГЖС-1, газовый фактор в которой значительно меньше, чем газовый фактор в ГЖС-2, подводимой к ТФС по концевому участку второго промыслового трубопровода 23. Такое конструктивное решение принято с целью сохранения технологии ввода отдельных потоков ГЖС в свои отстойно-разделительные камеры ОРК-1 и ОРК-2 и для исключения возможности передиспергирования части эмульсии при смешении потоков на входе в емкость 1, в процессе которой образуются более мелкие капли, а, следовательно, более стойкие, что отрицательно отразится на процессе разделения в целом.Three-phase separator operates as follows. On both sides, GHS flows, characterized by different physicochemical properties of oils, associated formation water and gases of different composition, are supplied to the TPS along the end sections of the production pipelines 27 and 23. GZhS-1 enters the end section of the first production pipeline 27, the gas factor in which is much smaller than the gas factor to the GHS-2 supplied to the TFS along the end section of the second production pipeline 23. This design decision was made in order to preserve the technology for introducing individual flows of GHS in their settling and separation chambers ORK-1 and ORK-2 and to exclude the possibility of redispersion of a part of the emulsion when the flows are mixed at the inlet to the tank 1, during which smaller drops are formed, and, therefore, b Lee proof that adversely affect the separation process as a whole.

Далее, сначала отдельно рассмотрим работу части ТФС, в которую вводится поток ГЖС-1 с меньшим газовым фактором. ГЖС-1 введенная в ВТК-1 19, в которой крупные газовые пузыри занимают верхнюю часть объема, а нефть с мелкими газовыми пузырями и небольшим количеством растворенного в ней газа, через штуцер 2 вводится в ОРК-1 8 ниже уровня границы раздела «нефть-вода» и распределяется по объему ОРК-1 8. Нефть и увлеченная с ней эмульсия всплывают и переливаются в ближайшее щелевое отверстие 16 сливного устройства 13, по которому перепускается в нефтесборную камеру 9. Тяжелая фаза - попутно добытая пластовая вода - опускается на дно ОРК-1 8 и через штуцер 4 выводится из аппарата. Газ, выделенный из ГЖС в фазу, поднимается в газовую зону ТФС, из которой в составе смеси с газом, выделившимся из второй ГЖС-2, выводится из аппарата через штуцер 5.Next, we first consider separately the operation of the TFS part, into which the GZhS-1 flow with a lower gas factor is introduced. GGS-1 introduced in VTK-1 19, in which large gas bubbles occupy the upper part of the volume, and oil with small gas bubbles and a small amount of gas dissolved in it, is introduced into ORK-1 8 through nozzle 2 below the level of the “oil- water ”and is distributed over the volume of ORK-1 8. Oil and the emulsion entrained with it float and overflow into the nearest slit hole 16 of the drain device 13, through which it is transferred to the oil collecting chamber 9. The heavy phase — produced formation water along the way — sinks to the bottom of the ORK- 1 8 and through the fitting 4 is derived from apparatus. The gas released from the GHS in the phase rises into the gas zone of the TFS, from which, as a part of the mixture with the gas released from the second GHS-2, is removed from the apparatus through the nozzle 5.

Одновременно с описанным выше, во второй части ТФС осуществляется следующее. По концевому участку второго промыслового трубопровода 23 к ВТК-2 20 подходит ГЖС-2 с высоким газовым фактором, в которой находятся крупные, иногда очень крупные газовые пузыри, которые способны нарушить процесс разделения ГЖС-2. Для предотвращения нежелательного нарушения технологии к концевому участку промыслового трубопровода 23, в вертикальной плоскости сверху подсоединена наклоненная труба 24, по которой отводится основная часть крупных газовых пузырей непосредственно в занятую газом верхнюю часть второй ВТК-2 20. Жидкая смесь из состава ГЖС-2 тангенциально вводится в ВТК-2 20, закручивается, при этом средние и часть мелких пузырей занимают сначала центральную зону ВТК-2 20, а затем поднимаются вверх, объединяются с газом крупных пузырей и по трубопроводу 25 перепускается в газовую зону ТФС, где смешивается с газом первого потока ГЖС-1. Смешение обоих газов происходит практически спокойно и не отражается на разделении жидких фаз в ОРК-1 8 и ОРК-2 22. Газ выводится из ТФС через штуцер 5. В ОРК-2 22 происходит отделение нефти и эмульсии (фиг.2, 3), которые затекают в щели 16 сливного устройства 13, поступают в нефтесборную камеру 9, в которой смешиваются с нефтью и эмульсией, поступающими в эту камеру из ОРК-1 8. Нефть выводится из ТФС через штуцер 3. Вода из ОРК-1 8 выводится через штуцер 4, а из ОРК-2 22 - через штуцер 18.Simultaneously with the above, in the second part of the TFS the following is carried out. At the end section of the second production pipeline 23, VTZ-2 20 is approached by a GHS-2 with a high gas factor, in which there are large, sometimes very large gas bubbles that can disrupt the separation of the GHS-2. To prevent an undesirable violation of technology, an inclined pipe 24 is connected to the end section of the production pipeline 23 in a vertical plane from above, through which the main part of large gas bubbles is discharged directly into the upper part of the second VTK-2 20. The liquid mixture from the GZhS-2 composition is tangentially introduced in VTK-2 20, twists, while the middle and part of the small bubbles first occupy the central zone of VTK-2 20, and then rise upwards, combine with the gas of large bubbles and through the piping 25 it flies into the TFS gas zone, where it mixes with the gas of the first GZhS-1 stream. The mixing of both gases occurs almost calmly and does not affect the separation of the liquid phases in ORK-1 8 and ORK-2 22. Gas is removed from the TPS through the nozzle 5. In ORK-2 22, oil and emulsion are separated (FIGS. 2, 3), which flow into the slots 16 of the drain device 13, enter the oil recovery chamber 9, in which they are mixed with oil and emulsion entering this chamber from the ORK-1 8. Oil is discharged from the TPS through the nozzle 3. Water from the ORK-1 8 is discharged through the nozzle 4, and from ORK-2 22 through fitting 18.

Необходимо указать, что часть нефти, всплывшая в непосредственной близости от вертикальных полуперегородок 7 и 28, может переливаться (фиг.2) через верхние кромки 12 этих перегородок непосредственно в нефтесборную камеру 9.It is necessary to indicate that the part of the oil that has surfaced in the immediate vicinity of the vertical half-walls 7 and 28 can be poured (Fig. 2) through the upper edges 12 of these partitions directly into the oil collecting chamber 9.

Описанная выше конструкция ТФС и технологический процесс разделения двух разных потоков ГЖС позволяет без возмущения потоков на входе в ТФС в оптимальных условиях выделять из них газ, нефть и без смешения два потока попутных соленых вод из ОРК-1 8 и ОРК-2 22.The design of the TFS described above and the technological process of separating two different flows of GHS allows without the disturbance of the flows at the entrance to the TFS under optimal conditions to separate gas, oil and without mixing two streams of associated salt water from ORK-1 8 and ORK-2 22.

Claims

A three-phase separator, including a vertical pipe string, which is connected by pipelines for liquid and gas inlet to a tank equipped with light and heavy phase outlet fittings, with a semi-partition not reaching the top of the tank and dividing it into an oil collecting and settling-separation chamber, in the latter along the tank one or more drainage devices for the light phase are installed, which are a tray whose bottom is inclined towards the half-partition, and the upper edge is located in a horizontal plane at the level of the upper edge the beams of the oil overflow septum, the bottom end is open and attached to the cutout in the septum, inside the tray parallel to its bottom, shelves are attached to its walls, the upper edges of which are located across the tray at the level of its upper edge, and the lower edges are attached to the cutout in the septum in such a way that they form horizontal slots, and the lower edge of the upper shelf is located below the upper oil level in the settling and separation chamber, and the shelves form channels connecting the sump with the side walls and the bottom of the tray but the separation and oil collecting chambers of the tank, while the upper edges of the shelves in the horizontal plane divide the surface of the tray into equal parts and are serrated, characterized in that the tank is equipped with a second half-wall, not reaching the top of the tank, forming together with the first half-wall the oil collecting chamber in the center containers, as well as a second settling-separation chamber, mirror-mounted and repeating in size and device, the first settling-separation chamber and adjacent to the free end days a container, as well as a second vertical pipe string connected by pipelines for liquid and gas with a capacity of a three-phase separator, while the end section of the second production pipeline is tangentially connected to the middle part of the second vertical pipe string in the horizontal plane, to which the inclined pipe is connected in a vertical plane, connected by the upper end to the upper part of the second vertical pipe string, in addition, the internal spaces of the end section of the field pipe Water and inclined tubes are connected with pipe bridges.