RU2196642C1

RU2196642C1 - Hydrocyclone separation plant

Info

Publication number: RU2196642C1
Application number: RU2001128564/12A
Authority: RU
Inventors: А.А. Гильманов; В.Н. Гребенников; Г.А. Павлов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "НАМиКo"
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2003-01-20

Abstract

FIELD: separation equipment, particularly, systems of oil gathering and treatment at oil fields. SUBSTANCE: hydrocyclone separation plant has process vessel with hydrocyclone, pipeline for supply of gas-liquid mixture, pipeline for gas withdrawal, and pipeline for liquid withdrawn. For increase of efficiency and amount of liquid coming from plant, hydrocyclone is made conical and installed on process vessel in vertical position so that outlet of cone is located in vessel cavity. In this case, pipeline for gas withdrawal from hydrocyclone and pipeline for gas withdrawal from process vessel are connected to common header accommodating drip pan with pipeline for return of trapped liquid to process vessel. Pipeline for gas withdrawal from hydrocyclone is steeply bent. Pipelines are used for separator washing. EFFECT: higher efficiency of plant. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам сбора и подготовки нефти на промыслах. The invention relates to systems for collecting and preparing oil in the fields.

Известен сепаратор, содержащий технологическую емкость с гидроциклонной головкой для ввода продукции от скважин [1]. Known separator containing a process tank with a hydrocyclone head for inputting products from wells [1].

В гидроциклонной головке происходит предварительное отделение газа, который вместе с газожидкостным потоком поступает в технологическую емкость, что сильно перегружает сепаратор и снижает его производительность. In the hydrocyclone head, preliminary gas separation occurs, which, together with the gas-liquid stream, enters the process vessel, which greatly overloads the separator and reduces its performance.

Наиболее близкой к заявляемой по конструкции и достигаемому результату является гидроциклонная сепарационная установка (СУГ), содержащая технологическую емкость с гидроциклоном для ввода продукции скважин, решетками и отбойниками для улавливания капельной жидкости. Шнековый цилиндрический гидроциклон установлен вне емкости, а газожидкостная смесь из нижнего патрубка гидроциклона через изогнутый отвод подается на наклонную полку, расположенную в емкости. Газ отводится из гидроциклона и технологической емкости[2] . Closest to the claimed design and the achieved result is a hydrocyclone separation unit (LPG) containing a process vessel with a hydrocyclone for introducing well products, grids and chippers for trapping drip fluid. The screw cylindrical hydrocyclone is installed outside the tank, and the gas-liquid mixture from the lower pipe of the hydrocyclone is fed through a curved outlet to an inclined shelf located in the tank. Gas is removed from the hydrocyclone and the process vessel [2].

Недостатком установки является то, что значительная часть газа попадает в технологическую емкость и снижает ее пропускную способность. Кроме того, значительная часть жидкости в виде капель уносится газом из гидроциклона. The disadvantage of the installation is that a significant part of the gas enters the process tank and reduces its throughput. In addition, a significant portion of the liquid in the form of droplets is carried away by gas from the hydrocyclone.

Технической задачей, стоящей перед изобретением, является повышение производительности гидроциклонной сепарационной установки за счет снижения количества газа, пропускаемого через технологическую емкость, а также повышение количества жидкости, выходящей с установки. The technical challenge facing the invention is to increase the performance of the hydrocyclone separation unit by reducing the amount of gas passed through the process tank, as well as increasing the amount of liquid leaving the unit.

Для достижения поставленной цели в гидроциклонной сепарационной установке, содержащей технологическую емкость, гидроциклон и трубопроводы для подачи газожидкостной смеси и отвода газа и жидкости, гидроциклон выполнен конусным и установлен на технологическую емкость вертикально, так что выход из конуса расположен в полости емкости, при этом трубопроводы для отвода газа из гидроциклона и технологической емкости подключены в общий коллектор, в котором установлен каплеуловитель с трубопроводом для возврата уловленной жидкости в технологическую емкость. To achieve this goal in a hydrocyclone separation unit containing a process vessel, a hydrocyclone and pipelines for supplying a gas-liquid mixture and a gas and liquid outlet, the hydrocyclone is conical and mounted vertically on the vessel, so that the exit from the cone is located in the cavity of the vessel, while the pipelines for the gas outlet from the hydrocyclone and the process vessel are connected to a common collector, in which a droplet eliminator with a pipe is installed to return the trapped liquid to the technol capacity based communities.

При работе предлагаемой установки в гидроциклоне образуется обратный восходящий вихрь, который уносит почти весь выделившийся газ, при этом эффективность установки повышается дополнительно, если трубопровод для отвод газа из гидроциклона выполнен крутоизогнутым. During the operation of the proposed installation, a reverse ascending vortex is formed in the hydrocyclone, which carries away almost all the gas released, while the efficiency of the installation is increased additionally if the pipeline for discharging gas from the hydrocyclone is made curved.

Изобретение поясняется чертежом, на котором дана схема предлагаемой гидроциклонной сепарационной установки. The invention is illustrated in the drawing, which gives a diagram of the proposed hydrocyclone separation unit.

Установка состоит из технологической емкости 1 с конусным гидроциклоном 2, установленным на технологическую емкость вертикально, при этом выход из конуса расположен в полости емкости 1. К гидроциклону тангенциально подключен трубопровод 3 подачи газожидкостной смеси. В нижней жидкостной зоне емкости 1 установлен перфорированный патрубок 4, к которому подключен трубопровод 5 отбора жидкости. К газовой зоне емкости 1 подключен трубопровод 6 отбора газа, к которому трубопроводом 7 подключена газовая зона гидроциклона 2. В общем газовом коллекторе 8 установлен каплеуловитель 9, сообщающийся с емкостью 1 трубопроводом 10 для возврата уловленной жидкости. The installation consists of a process vessel 1 with a conical hydrocyclone 2 mounted vertically on the process vessel, while the exit from the cone is located in the cavity of the vessel 1. A gas-liquid mixture supply pipe 3 is tangentially connected to the hydrocyclone. In the lower liquid zone of the tank 1, a perforated pipe 4 is installed, to which a liquid extraction pipe 5 is connected. A gas extraction pipe 6 is connected to the gas zone of the tank 1, to which a gas zone of a hydrocyclone 2 is connected by a pipe 7. A droplet eliminator 9 is installed in the common gas manifold 8, which communicates with the tank 1 by a pipe 10 to return the trapped liquid.

Газожидкостная смесь подается тангенциально в гидроциклон 2, где происходит ее практически мгновенное разделение на жидкостную и газовую фазы. Из гидроциклона жидкость поступает в емкость 1 и накапливается в ее нижней зоне. Через перфорированный патрубок 4 и трубопровод 5 жидкость (нефть) отводится на замер или дальнейшую подготовку. The gas-liquid mixture is fed tangentially to hydrocyclone 2, where it is almost instantly divided into liquid and gas phases. From the hydrocyclone, the liquid enters the tank 1 and accumulates in its lower zone. Through the perforated pipe 4 and pipe 5, the liquid (oil) is discharged for measurement or further preparation.

Газ из гидроциклона 2 по трубопроводу 7, а из емкости 1 по трубопроводу 6, поступает в газовый коллектор 8, по которому весь отделенный от газожидкостной смеси газ отводится через каплеуловитель 9 на дальнейшую утилизацию или возвращается в промысловую систему сбора и подготовки нефти. Gas from hydrocyclone 2 through pipeline 7, and from tank 1 through pipeline 6, enters the gas manifold 8, through which all gas separated from the gas-liquid mixture is discharged through a droplet eliminator 9 for further utilization or returned to the field oil collection and treatment system.

Трубопровод 7 выполнен крутоизогнутым, что позволяет погасить вращательное движение восходящего вихря и уменьшить потери на гидроциклоне. The pipeline 7 is made steeply bent, which makes it possible to suppress the rotational motion of the ascending vortex and reduce losses on the hydrocyclone.

Уносимая газом жидкость улавливается каплеуловителем 9 и по трубопроводу 10 возвращается в технологическую емкость 1. The liquid carried away by the gas is captured by the droplet eliminator 9 and is returned via the pipeline 10 to the technological tank 1.

Размещение заглушенного с торцов перфорированного патрубка 6 по всей длине сепаратора исключает образование застойных зон. Placing the perforated pipe 6 plugged from the ends along the entire length of the separator eliminates the formation of stagnant zones.

Трубопроводы 12 и 13 предназначены для промывки сепаратора. Pipelines 12 and 13 are designed to flush the separator.

В конусной части корпуса гидроциклона по мере уменьшения радиуса траектории окружная скорость жидкости увеличивается, что повышает степень сепарации (освобождения жидкости от газа). В гидроциклоне образуются два вихревых потока: наружный нисходящий и внутренний восходящий, который присоединяет к себе часть газа от нисходящего потока, что дополнительно повышает степень сепарации. In the conical part of the hydrocyclone body, as the radius of the trajectory decreases, the peripheral velocity of the liquid increases, which increases the degree of separation (release of liquid from gas). Two vortex flows are formed in the hydrocyclone: an external downward flow and an internal upward flow, which joins a part of the gas from the downward flow, which further increases the degree of separation.

Конусное выполнение гидроциклона повышает степень очистки газа и его объем, отводимый в трубопровод 7, при наличии каплеуловителя 9 это позволяет до минимума сокращать начинку технологической емкости. Во многих случаях можно вообще обходиться без отбойников, полок и им подобных элементов, что значительно повышает производительность установки. The conical design of the hydrocyclone increases the degree of gas purification and its volume discharged into the pipeline 7, in the presence of a droplet eliminator 9, this allows to minimize the filling of the process tank. In many cases, you can completely dispense with chippers, shelves, and similar items, which greatly improves installation performance.

Источники информации
1. Г. С. Лутошкин. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. - М.: Недра, 1983, с. 45-46, рис. 20.Sources of information
1. G. S. Lutoshkin. Collection and preparation of oil, gas and water. - M .: Nedra, 1983, p. 45-46, fig. 20.

2. И. М.Муравьев и др. Разработка и эксплуатация нефтегазовых и газовых месторождений. - М.: Недра, 1970, с. 342-344, рис. 180. 2. I. M. Muraviev et al. Development and operation of oil and gas and gas fields. - M .: Nedra, 1970, p. 342-344, fig. 180.

Claims

1. Hydrocyclone separation unit containing a process vessel with a hydrocyclone and pipelines for supplying a gas-liquid mixture and a discharge of gas and liquid, characterized in that the hydrocyclone is conical and installed vertically on the vessel, so that the outlet from the cone is located in the cavity of the vessel, while the pipelines for the removal of gas from the hydrocyclone and the process vessel are connected to a common collector, in which a droplet eliminator with a pipe is installed to return the trapped liquid to the process capacity.

2. Hydrocyclone separation unit according to claim 1, characterized in that the pipeline for removing gas from the hydrocyclone is made steeply bent.