RU126618U1

RU126618U1 - THREE PHASE SEPARATOR

Info

Publication number: RU126618U1
Application number: RU2012143443/05U
Authority: RU
Inventors: Михаил Геннадьевич Алфимов; Рустам Салимжанович Сытдиков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Контэкс"
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2013-04-10

Abstract

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.1. Three-phase separator, including a tank with fittings for the input of the oil-gas mixture and the output of the separated phases, a transverse partition, characterized in that the latter is installed with the possibility of forming a separation compartment and a compartment of hydrostatic sludge, while the separation compartment is formed in front of the transverse partition and equipped with a device for receiving the oil-gas mixture made in the form of an inclined shelf element, and a dropping liquid capture device in the form of a coalescing block, and behind the partition along therefore, in the direction of the fluid in the compartment of the hydrostatic sludge, a box with longitudinal partitions and distributors is installed. 2. The separator according to claim 1, characterized in that the device for receiving the oil-gas mixture is installed in front of the outlet pipe of the input nozzle of the latter. The separator according to claim 1, characterized in that the device for collecting the dropping liquid is combined with a nozzle for withdrawing the separated gas. The separator according to claim 1, characterized in that gas removal devices are mounted in the upper part of the duct. The separator according to claim 4, characterized in that the gas outlet device is made in the form of a pipe with a switchgear installed on it, connecting the upper space of the box with the upper part of the tank.

Description

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.The invention relates to apparatus for separation and deep dehydration of oil in the oil refining industry and can be used in other industries for the separation of mixtures of liquid and gas.

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.Especially effective is the application for the separation of products from wells with a large water cut and the need for deep dehydration of oil of any type, with a high gas content or after heating, previously treated with a demulsifier.

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.The prior art devices 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 (USSR Author's Certificate N 801847, IPC B01D 17/04, published on 02/07/1981; U.S. Patent No. 3971719, IPC B01D 17/02, 07/27/1976; USSR Author's Certificate N 1142136, IPC B01D 17/04, publ. 02/28/1985). 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.

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.The closest to the claimed utility model in terms of technical nature and the technical result achieved using the utility model is a three-phase separator (certificate for a utility model of the Russian Federation No. 26440 B01D 17/028, publ. 10.12.2002), consisting of a housing, using in its design for phase separation of the transverse overflow partition and nozzle made of vertically mounted corrugated sheets with a trapezoidal profile of the corrugations. A disadvantage of the known three-phase separator is that its design does not facilitate phase separation under conditions of high gas content, does not provide deep dehydration of the oil emulsion, and contributes to the intensification of the process of enlargement of emulsified water droplets in the nozzle.

Задача, положенная в основу настоящей полезной модели, заключается в создании конструкции трехфазного сепраратора, позволяющей глубоко обезводить нефть любого типа с большим газосодержанием.The task underlying this utility model is to create a three-phase separator design that allows deep dehydration of any type of oil with high gas content.

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.The problem underlying this utility model is solved by the fact that in a three-phase separator, including a container with fittings for introducing a gas-liquid mixture and outputting separated phases, a transverse baffle, the latter is installed with the possibility of forming a separation compartment and a compartment of hydrostatic sludge, while the separation compartment is formed before a transverse partition and is equipped with a device for receiving oil and gas mixture, made in the form of an inclined shelf element, and a device for collecting droplet liquid coalescing a block, and the partition series along the fluid in the hydrostatic compartment sludge installed duct with longitudinal baffles and valves.

Кроме того, устройство приема нефтеводогазовой смеси установлено перед выходным патрубком штуцера ввода последней.In addition, a device for receiving oil and gas mixture is installed in front of the outlet pipe of the input fitting of the latter.

Кроме того, устройство улавливания капельной жидкости совмещено со штуцером вывода отделившегося газа.In addition, the drip liquid capture device is combined with a discharge gas outlet fitting.

Кроме того, в верхней части короба смонтированы газоотводные устройства.In addition, gas vents are mounted in the upper part of the duct.

Кроме того, газоотводное устройство выполнено в виде патрубка с установленным на него распределительным устройством, соединяющим верхнее пространство короба с верхней частью емкости.In addition, the gas vent device is made in the form of a pipe with a switchgear installed on it, connecting the upper space of the box with the upper part of the tank.

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.The formation of a separation compartment in front of the transverse baffle and its equipping with an oil-gas mixture receiving device and a dropping liquid capture device significantly increase the quality of separation due to damping the pulsation of the incoming stream and damping the resulting foam.

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.The implementation of the device for capturing the droplet liquid in the form of a coalescing block provides the selection of free released gas from the separation zone, which allows to exclude its influence on the subsequent oil preparation in a three-phase separator.

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.The implementation of gas vent devices in the form of a nozzle with a switchgear installed on it, connecting the upper space of the box with the upper part of the tank, ensures the stability of the hydrostatic mode of sedimentation of the emulsion under the box, ensures maximum separator performance and dewatering depth, regardless of the amount of gas contained in the oil emulsion.

Заявляемая совокупность конструктивных признаков трехфазного сепаратора значительно интенсифицирует процесс разделения эмульсии, повышая при этом качество разделившихся фаз.The inventive combination of design features of a three-phase separator significantly intensifies the process of separation of the emulsion, while improving the quality of the separated phases.

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.A comparative analysis of the proposed technical solution with identified analogues of the prior art, from which the utility model does not explicitly follow for a specialist in the separation and dewatering of oil and water emulsions, showed that it is not known, and taking into account the possibility of industrial serial production of a three-phase separator, we can conclude on its compliance with the criteria of patentability.

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.This utility model is illustrated by a specific example of a three-phase separator, which clearly demonstrates the possibility of obtaining the specified technical result. Various modifications and improvements are allowed that do not go beyond the scope of the utility model defined by the attached formula.

Представленный вариант исполнения полезной модели описывается далее на основе представленных чертежей, где:The presented embodiment of the utility model is described further on the basis of the presented drawings, where:

- на фиг.1 изображен общий вид трехфазного сепаратора;- figure 1 shows a General view of a three-phase separator;

- на фиг.2 изображено сечение А-А на фиг.1;- figure 2 shows a section aa in figure 1;

- на фиг.3 изображен вид сбоку (вид по стрелке В)- figure 3 shows a side view (view along arrow B)

- на фиг.4 показан узел Б на фиг.1;- figure 4 shows the node B in figure 1;

- на фиг.5 изображен вид по стрелке Г на фиг.4.- figure 5 shows a view along arrow G in figure 4.

В графических материалах соответствующие конструктивные элементы трехфазного сепаратора обозначены следующими позициями:In graphic materials, the corresponding structural elements of a three-phase separator are indicated by the following positions:

1. - корпус;1. - case;

2. - штуцер ввода нефтеводогазовой эмульсии;2. - input fitting for oil and gas emulsion;

3. - штуцер вывода газа;3. - gas outlet fitting;

4. - штуцер вывода обезвоженной нефти;4. - fitting for dehydrated oil outlet;

5. - штуцер вывода отделившейся воды;5. - outlet fitting for separated water;

6. - разделительная перегородка;6. - dividing wall;

7. - устройство приема нефтеводогазовой смеси;7. - a device for receiving oil and gas mixture;

8. - короб;8. - box;

9. - продольная перегородка;9. - longitudinal partition;

10. - прорезь;10. - slot;

11. - прорезь;11. - a slot;

12. - распределитель;12. - distributor;

13. - поперечная перегородка;13. - transverse partition;

14. - газоотводное устройство;14. - gas venting device;

15. - устройство улавливания капельной жидкости;15. - device for capturing droplet liquid;

16. - отверстие.16. - hole.

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.The three-phase separator consists of a horizontal cylindrical housing 1 with fittings for the input of oil-gas emulsion 2, the outlet of gas 3, the outlet of dehydrated oil 4, the outlet of the separated water 5. The partition 6 divides the design of the separator into two compartments: a separation and a compartment for hydrostatic sludge. The nozzle 2 input oil-gas emulsion is equipped with a device 7 receiving oil-gas mixture. The outlet of the separated gas is equipped with a device for trapping the drip liquid 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.A box 8 is installed in the compartment for hydrostatic sludge, forming a chamber for preparing the emulsion for separation and separation of free water. Inside the box, along its walls mounted longitudinal partitions 9, increasing the residence time of the emulsion. Slots 10 and 11 are made in the lower part of the partitions 9 and the side walls of the box 8. Distributors 12 are installed above the slots in the walls of the box 8. The ends of the box 8 overlap the partitions 6 and 13. In the upper part of the box at the partitions 6 and 13, gas exhaust devices 14 are mounted connecting through the holes in the box 8, the space under it with the upper part of the separator and preventing the accumulation of gas formed during hydrostatic emulsion sedimentation.

Трехфазный сепаратор работает следующим образом.Three-phase separator operates as follows.

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.Oil-gas emulsion with a high water content, treated with a demulsifier, from the production wells enters the separator through the nozzle 2, equipped with a device 7 receiving oil-gas mixture, for example, an inclined shelf element. The device 7 takes on a stream of liquid from the inlet fitting 2, the emulsion is distributed over its surface and flows down the inclined part. The purpose of the device 7 receiving oil and gas mixtures is the intensification of gas evolution from the emulsion and the weakening of the effects of shock loads during the pulsating mode of the emulsion supply to the separator.

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.Gas separation of oil occurs in the separation compartment in front of the separation partition 6. The separated gas is discharged through the nozzle 3, combined with the drip trap device 15, which is a coalescing unit consisting of perforated grids installed in series in an inclined tray. Condensate generated during the passage of gas through the drip trap device drains along the inclined plane of the tray and through the outlet pipe flows by gravity into the separation compartment of the apparatus. The oil-water emulsion degassed at the separation pressure through the opening 16 of the separation wall 6 enters under the box 8 into the compartment for hydrostatic sludge, as a result, equal conditions for the separation of the entire flow coming to the separation of the emulsion are ensured. The oil emulsion enters the space between the longitudinal partitions 9. Then, through the slots 10 in the partitions 9, the emulsion enters under the side walls of the box 8 and through the slots 11 under the distributors 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.Through the side walls of the distributors 12, the emulsion is evenly distributed over the cross section of the separator, which ensures its effective separation in the settling volume into oil and water. The separated water moves down the apparatus and is discharged through the water outlet 5. The separated oil rises to the top of the separator and is discharged through the oil outlet 4.

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.The proposed technical solution for the design of a three-phase separator for phase separation and deep oil dehydration (TFSK-G), combining a separation compartment and a hydrostatic sludge system, increases the productivity of the apparatus by increasing the settling time of the oil phase, the efficiency of the separation compartment, eliminating the effect of the separated gas on further separation of oil emulsion, and also reduces the volume of capacitive equipment and, as a result, operating costs.

Предлагаемая конструкция испытана в условиях нефтяного месторождения и показала высокую надежность и производительность, с высоким качеством отделившихся фаз.The proposed design was tested in an oil field and showed high reliability and productivity, with high quality of the separated phases.

Claims

1. Three-phase separator, including a tank with fittings for the input of the oil-gas mixture and the output of the separated phases, a transverse partition, characterized in that the latter is installed with the possibility of forming a separation compartment and a compartment of hydrostatic sludge, while the separation compartment is formed in front of the transverse partition and equipped with a device for receiving the oil-gas mixture made in the form of an inclined shelf element, and a dropping liquid capture device in the form of a coalescing block, and behind the partition along therefore, in the direction of the fluid in the compartment of the hydrostatic sludge, a box with longitudinal partitions and distributors is installed.

2. The separator according to claim 1, characterized in that the device for receiving the oil-gas mixture is installed in front of the outlet pipe of the input nozzle of the latter.

3. The separator according to claim 1, characterized in that the device for collecting the dropping liquid is combined with a fitting for the output of the separated gas.

4. The separator according to claim 1, characterized in that in the upper part of the duct mounted exhaust devices.

5. The separator according to claim 4, characterized in that the gas outlet device is made in the form of a pipe with a switchgear installed on it, connecting the upper space of the box with the upper part of the tank.