RU19771U1

RU19771U1 - Трубный делитель фаз

Info

Publication number: RU19771U1
Application number: RU2001107508/20U
Authority: RU
Inventors: И.И. Редькин; В.И. Редькин; Т.А. Кулакова
Original assignee: Редькин Игорь Иванович
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2001-10-10

Description

ТРУБНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ ФАЗ

Трубный делитель фаз (ТДФ) относится к устройствам для подготовки продукции нефтяных скважин на промысле, в основном для сброса «свободной пластовой воды, и может применяться в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности нри разделении эмульсий несмешивающихся жидкостей.

Известно устройство для обезвоживания нефтей «Способ и устройство для обезвоживания углеводородов, ВОИС, МПК 6 В 01 D 17/04 № 9807494 от 20.08.97.Оно содержит корпус в виде трубы со штуцером для подачи эмульсии, штуцером для вывода обезвоженных углеводородов и штуцерами для отвода водной фазы. Корпус разделен на секции для коалесцирующей насадки.

Известно также устройство по патенту РФ № 2036686 МПК 6 ВО ID 17/02, публ. БИ № 16, 95г. «Устройство для разрушения водонефтяной эмульсии, включаюш;ее корпус в виде наружной трубы и встроенной в нее перфорированной трубы. Корпус содержит патрубки для ввода и вывода эмульсии. Устройство предназначено для подготовки эмульсии к разделению.

Известно «Устройство для выделения водной фазы из смеси воды с углеводородами, ВОИС МПК 6 B01D 17/02 от 09.02.95 № 9503868.

Оно также содержит корпус в виде наружной трубы со смонтированной в ней внутренней трубой, которая оформляет кольцевое межтрубное пространство. Текучая среда через патрубок поступает в межгрубное пространство, в котором установлены ребра, обеспечиваюш;ие проход среды по спиральному пути. Отверстия на внутренней трубе позволяют среде поступать из межтрубного пространства во внутреннюю трубу. Устройство снабжено штуцерами ввода смеси и вывода отделившихся фаз.

МПК6В01 D17/04

Известен также отстойник но а. с. СССР № 1105212 «Трубный отстойник (МПК 6 B01D 17/04, БИ № 28, 1984гО. Он включает корнус в виде участка трубы со штуцерами ввода подготавливаемой эмульсии и вывода отделившихся фаз. Для повышения качества разделения эмульсии корпус отстойника снабжен системой вертикальных и горизонтальных перегородок и выполнен многосекционным (как минимум три секции). Это усложняет конструкцию и снижает ее надежность, но производительность повышает незначительно.

Вышеперечисленные разделители газожидкостньгх смесей обладают обшими недостатками: они создавались по принципу усложнения конструкции, более трудоёмки в изготовлении и при монтаже, требуют постоянного контроля при эксплуатации; каждый аппарат имеет жёсткие граничные условия, удовлетворительно работает на каком-то одном типе нефтей (эмульсий), не возможна их эксплуатация на нефтях с высоким содержанием механических примесей, у всех аппаратов низкая удельная производительность одного кубического метра объёма аппарата.

Известен делитель фаз по патенту РФ № 2077364, «Сепарационная установка, МПК 6 БОШ 19/00, публ. 04.02.1997г. Он представляет собой наклонную трубную колонну, к верхней части которой подсоединены трубопроводы для подвода газожидкостной смеси (ГЖС) и отвода газа. Посредине длины колонны к боковой стенке подсоединен трубопровод для отвода нефти, а трубопровод для отвода воды подсоединяется к нижнему концу наклонной колонны.

Установка отличается большими размерами, сложностью конструкции и её вертикальной неустойчивостью, но она может быть собрана на самом месторождении из ассортимента имеюшихся на нем труб. Её создание говорит о том, что разработка конструкций устройств подготовки нефти на месторождениях идет по пути использования для них труб нефтяного сортамента.

Известен также трубный делитель фаз по патенту РФ № 2098166 «Установка сброса воды, МПК 6 B01D 19/00, публ. 12.10.97г. Он прннят за прототип, как по назначению, так и по наибольшему количеству совпадающих с предлагаемой конструкцией существенных признаков. Делитель представляет собой трубу со щтуцерами ввода разде.11яемой эмульсии и вывода отделившихся фаз. Для отбора выделяющегося газа над основной трубой расположена еще одна труба, соединенная с внутренним пространством основной трубы трубными перемычками для отвода из нее газа. Трубы установлены со значительным наклоном по отношению к поверхности земли. Штуцер ввода эмульсии в основную трубу расположен в верхней ее части (трети или четверти). Штуцер вывода воды расположен на нижнем конце наклонной трубы, а штуцер вывода нефти - на верхнем конце её.

Основными недостатками прототипа являются: большие размеры и вес, сложность его монтажа, неустойчивость конструкции, требуюшей усиленного фундамента из-за высокой «парусности и нагрузки от установки сброса воды. Кроме того, она усложнена устройством для отделения газа, хотя дальнейший транспорт отделившихся нефти и газа производится совместно по одной трубе. Необходимо отметить пульсирующую нагрузку на верхнюю часть делите.11я при поступлении в нее эмульсии (на многих промыслах поток эмульсии носит пульсирующий характер). Это также не способствует повышению надежности устройства и качества отделившихся фаз.

Задачей, стояшей перед авторами, является создание такой конструкции ТДФ, изготовление которого осуществляется из труб нефтяного сортамента, может быть выполнено непосредственно на месте монтажа, а в случае изготовления в заводских условиях, легко транспортируется к месту установки и будет простым и надежным как в монтаже, так и в эксплуатации, которое можно установить на любом месторождении, в любых

климатических условиях, везде, где прокладываются внутрипромысловые трубопроводы сбора продукции нефтедобывающих скважин.

Для её решения в ТДФ, содержащем корпус из труб со штзщерами ввода ГЖС и вывода отделившихся фаз, корпус выполнен в виде установленной вертикально рамы из труб с трубной горизонтальной перемычкой, соединяющей внутреннее пространство вертикальных участков корпуса. Штуцер ввода эмульсии в делитель расположен в середине горизонтальной перемычки, а штуцера вьшода отделившихся легкой и тяжелой фаз - в серединах верхнего и нижнего горизонтальных трубных участков корпуса делителя, соответственно.

Данная конструкция позволит отбирать на нефтепромысле до 95% «свободной воды, поступающей из нефтедобывающих скважин попутно с нефтью. «Свободная вода - это та часть пластовой воды, которая не связана с нефтью в составе эмульсии. Она является наиболее агрессивной составляющей добываемой жидкости, приводящей к интенсивной коррозии нефтяного оборудования и трубопроводов. После её отделения снизится нагрузка по жидкости на внутрипромысловые и межпромысловые нефтепроводы, аппараты подготовки нефти на промысловых установках подготовки нефти, а также коррозионная агрессивность эмульсии.

Простота конструкции позволяет изготавливать и устанавливать делитель на любом нефтяном месторождении, в любых климатических условиях, везде, где прокладываются внутрипромысловые трубопроводы сбора продукции нефтедобывающих скважин.

Предлагаемый делитель фаз эксплуатируется в автономном, саморегулируемом режиме и не требует постоянного обслуживания, достаточно ежедневного визуального осмотра. Следует отметить, что предлагаемый ТДФ можно изготавливать из труб нефтяного сортамента

На Фиг.1 изображен трубный делитель фаз в изометрии; на Фиг.2 устройство, собранное из двух трубных делителей фаз; на Фиг.З устройство, собранное из четырёх трубных делителей фаз.

Делитель фаз состоит из основного рамного корпуса, выполненного из труб с вертикальными 1 и 2, верхним горизонтальным - 3 и нижним горизонтальным - 5, трубными участками и трубной перемычкой 4. В середине перемычки 4, подсоединен штуцер 6 для подвода ГЖС, в середине верхнего горизонтального трубного участка 3 делителя- штуцер 7 для отвода отделившейся нефти, а в середине нижнего горизонтального трубного участка 5 - штуцер 8 для отвода воды.

ТДФ работает следующим образом. ГЖС, содержаш;ая любое количество «свободной воды, поступает по штуцеру 6 в трубную перемычку 4, в которой разделяется на два потока. Эти потоки поступают в правый и левый вертикальные трубные участки 1 и 2 корпуса делителя. Уже на входе в них «свободная пластовая вода, текуш;ая по трубной перемычке 4, отделяется от водонефтяной эмульсии и направляется по вертикальному трубному участку вниз, а нефтяная эмульсия с остаточной водой - вверх. По мере движения по вертикальным участкам 1 и 2 воды и нефтяной эмульсии, происходит их частичное разделение с дальнейшим вьщелением капель нефти из «свободной воды и воды из частично обезвоженной нефтяной эмульсии. Из нижнего участка 5 делителя, по штуцеру 8 отделившаяся вода отводится в систему поддержания пластового давления (ППД), а из верхнего участка 3 - частично обезвоженная нефтяная эмульсия поступает на дальнейшую подготовку.

В процессе описанной работы трубного делителя фаз, установленного в в системе сбора промысловых эмульсий, получают:

сточную воду по качеству пригодную для закачки в нефтяную залежь, для поддержания пластового давления;

кратное уменьшение количества ГЖС;

сохранение условий гидротранспорта ГЖС, в которой остаётся часть свободной, не связанной эмульсионно, попутной пластовой воды;

при транспорте, периодически смачивает всю внутреннюю поверхность промыслового трубопровода, защищает металл;

сохранение совместного транспорта нефти и газа.

Описанный трубный делитель фаз рекомендуется для производительности по ГЖС до 600 м в сутки.

Для подготовки большего количества ГЖС (1000 - 1200 м), компонуют устройство из двух ТДФ, изображенное на Фиг.2. Оно работает аналогично предыдущему делителю.

В местах сбора продукции скважин, на которых объём ГЖС превышает 1000-1200 м в сутки следует применять устройство, собранное из 4-х ТДФ, показанное на Фиг.З

Таким образом, предлагаемая конструкция трубного делителя фаз позволяет собирать устройства для сброса воды из любого количества газожидкостной смеси.

Предлагаемый ТДФ может устанавливаться на любом месторождении, в любых климатических условиях, в любом месте промысловой системы сбора и подготовки нефти, прост по конструкции, удовлетворительно работает при отделении свободной воды из подавляющего большинства известных на февраль 2001 года нефтяных эмульсий, в том числе из эмульсий, содержащих механические примеси. Удельная производительность одного кубометра предлагаемого трубного делителя фаз по ГЖС в сопоставимых условиях в несколько раз, а в отдельных случаях на порядок превышает этот показатель у аппаратов аналогов и у прототипа.

Claims

Трубный делитель фаз, содержащий корпус с штуцерами ввода эмульсии и вывода отделившихся фаз, отличающийся тем, что корпус делителя выполнен из труб в виде установленной вертикально рамы с трубной горизонтальной перемычкой, соединяющей внутреннее пространство вертикальных участков корпуса, штуцер ввода эмульсии в делитель расположен в середине горизонтальной перемычки, а штуцера вывода отделившихся легкой и тяжелой фаз расположены в серединах верхнего и нижнего горизонтальных трубных участков корпуса делителя фаз соответственно.