RU2238783C1

RU2238783C1 - Separating installation

Info

Publication number: RU2238783C1
Application number: RU2003113500/15A
Authority: RU
Inventors: А.В. Крюков (RU); А.В. Крюков; В.А. Крюков (RU); В.А. Крюков; Н.В. Пестрецов (RU); Н.В. Пестрецов; А.В. Каралюс (RU); А.В. Каралюс; А.А. Владимиров (RU); А.А. Владимиров
Original assignee: ЗАО НТК "МодульНефтеГазКомплект"
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2003-05-07
Publication date: 2004-10-27

Abstract

FIELD: oil-extracting industry.

SUBSTANCE: the invention is dealt with oil-extracting industry and may be used for separation of oil wells production into gas, petroleum and water. The installation contains a slant column supplied with a gas collector located in its upper part. The column is partitioned for petroleum-sedimentation and water-sedimentation sections by the pipeline used for gas-liquid mixture feeding, that consists of a ascending pipeline, a stabilizing horizontal pipeline located above the upper point of the slant column and provided with a gas collector, a descending pipeline and a pipeline of the gas-liquid mixtures feeding into the slant column. The pipeline is laid horizontally and placed above the distributor of the flow made in the form of a horizontal break-exhaust sheet with side walls. The installation is additionally supplied with: a tubular expander fused to the ascending pipeline and containing a gas collector; sand catchers linked to the main collector of mechanical impurities. The technical result is an increase of efficiency of separation of the oil wells production.

EFFECT: the invention allows to increase efficiency of separation of the oil wells products.

1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения продукции нефтяных скважин на газ, нефть и воду.The invention relates to the oil industry and can be used to separate the production of oil wells into gas, oil and water.

Известна трубная наклонная установка для сброса воды, включающая наклонную колонну с трубопроводами подвода газожидкостной смеси, успокоитель потока и отвода газа, нефти и воды. При поступлении продукции на установку газ по перемычкам из успокоителя потока и наклонной колонны поступает в газовый трубопровод, вода отводится из нижней части колонны, нефть - из верхней части в нефтепровод, где вновь соединяется с газом. (Нефтяное хозяйство, №4, 1992, с.35-36).Known inclined pipe installation for discharging water, including an inclined column with pipelines for supplying a gas-liquid mixture, flow damper and exhaust gas, oil and water. Upon receipt of the product at the installation, gas through jumpers from the flow damper and the inclined column enters the gas pipeline, water is discharged from the lower part of the column, oil is transferred from the upper part to the oil pipeline, where it is reconnected with gas. (Oil industry, No. 4, 1992, p. 35-36).

Недостатком установки является то, что в ней отсутствуют условия для четкого разделения трех фаз: газа, нефти и воды, т.к. изначально предусматривается частичный отбор свободной воды (60-80%) от потенциального ее количества, выделившегося из эмульсии, а также возврат газа в нефть на выходе разделителя.The disadvantage of the installation is that there are no conditions for a clear separation of the three phases: gas, oil and water, because Initially, a partial selection of free water (60-80%) of its potential amount released from the emulsion, as well as the return of gas to oil at the outlet of the separator, is provided.

Наиболее близкой к заявляемой является сепарационная установка, включающая наклонную колонну, разделенную трубопроводом подвода газожидкостной смеси на нефтеотстойную и водоотстойную секции. Трубопровод подвода газожидкостной смеси оснащен успокоителем потока с газоотделителем (газосборником), а в месте ввода снабжен U-образным распределителем потока, входные концы которого размещены соответственно в нефтеотстойной и водоотстойной секциях. В верхней части наклонной колонны установлен вертикальный газоотводящий стояк (газосборник), соединенный газопроводом с газоотделителем. Колонна снабжена патрубками для отвода воды, нефти, газа и мехпримесей. Внутри колонны установлены датчики уровня газ - нефть и нефть - вода. (Патент РФ №2119372, кл. B 01 D 19/00, 1998).Closest to the claimed is a separation unit, including an inclined column, divided by a pipeline for supplying a gas-liquid mixture into oil sludge and water-sludge sections. The pipeline for supplying a gas-liquid mixture is equipped with a flow damper with a gas separator (gas collector), and at the inlet site it is equipped with a U-shaped flow distributor, the inlet ends of which are located respectively in the oil sump and water sump sections. A vertical gas discharge riser (gas collector) is installed in the upper part of the inclined column, connected by a gas pipeline to a gas separator. The column is equipped with pipes for the removal of water, oil, gas and mechanical impurities. Inside the column, gas - oil and oil - water level sensors are installed. (RF patent No. 2119372, class B 01 D 19/00, 1998).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании установки, относится то, что при прохождении газожидкостной смеси по успокоителю потока разделяемый поток будет иметь высокую скорость, а это приводит к пульсации потока, его вторичному перемешиванию и, как следствие, к снижению эффективности разделения нефти и газа, а следовательно, и отделению воды.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the installation include the fact that when the gas-liquid mixture passes through the flow damper, the shared stream will have a high speed, which leads to pulsation of the stream, its secondary mixing and, as a result, to a decrease in the separation efficiency oil and gas, and hence the separation of water.

Недостатком является также то, что вместе с газожидкостной смесью в сепарационную установку попадают твердые частицы - мехпримеси, которые затем поступают в товарную нефть.The disadvantage is that, together with the gas-liquid mixture, solid particles - mechanical impurities, which then enter the marketable oil, get into the separation unit.

Технический результат - повышение эффективности разделения продукции нефтяных скважин за счет снижения скорости течения газожидкостной смеси, предотвращения пульсации и вторичного перемешивания фаз и предотвращение попадания мехпримесей в товарную нефть.The technical result is an increase in the efficiency of separation of oil well products by reducing the flow rate of the gas-liquid mixture, preventing pulsation and secondary mixing of the phases and preventing the ingress of solids into marketable oil.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известная сепарационная установка, включающая наклонную колонну, снабженную в верхней части газосборником и разделенную на нефтеотстойную и водоотстойную секции трубопроводом подвода газожидкостной смеси, распределитель потока, трубопроводы отвода газа, нефти и воды, при этом трубопровод подвода газожидкостной смеси состоит из восходящего трубопровода, успокоительного горизонтального трубопровода, расположенного выше верхней точки наклонной колонны с фильтром, размещенным вдоль ее оси и снабженного газосборником, нисходящего трубопровода и горизонтального трубопровода ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну, который размещен над распределителем потока, выполненным в виде просечно-вытяжного листа с бортами и установленным горизонтально, дополнительно снабжена трубным расширителем, который соединен с восходящим трубопроводом и содержит газосборник, кроме того, трубный расширитель, горизонтальный участок ввода газожидкостной смеси и наклонная колонна снабжены пескоуловителями, соединенными с единым сборным коллектором мехпримесей. Пескоуловители снабжены трубкой для размыва мехпримесей и оснащены завихрителями.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the known separation unit, including an inclined column equipped with a gas collector in the upper part and divided into an oil-sludge and water-sludge section, a gas-liquid mixture supply pipe, a flow distributor, gas, oil and water pipes, and a pipe gas-liquid mixture consists of an ascending pipeline, a horizontal soothing pipeline located above the upper point of the inclined column with a filter placed along its axis and equipped with a gas collector, a downward pipe and a horizontal pipeline for introducing a gas-liquid mixture into an inclined column, which is placed above the flow distributor, made in the form of an expanded metal sheet with sides and installed horizontally, additionally equipped with a pipe expander that is connected with an upward pipeline and contains a gas collector, in addition, a pipe expander, a horizontal gas-liquid mixture inlet section and an inclined column are provided with a sandbox Applicant connected to one collecting collector of mechanical impurities. Sand traps are equipped with a tube for washing out mechanical impurities and equipped with swirlers.

Расположение успокоительного горизонтального трубопровода выше верхней точки колонны позволяет создать напорный режим газожидкостной смеси в наклонной колонне и тем самым предотвратить пульсацию и снизить скорость газожидкостного потока.The location of the horizontal stilling pipe above the top of the column allows you to create a pressure mode of the gas-liquid mixture in an inclined column and thereby prevent pulsation and reduce the speed of the gas-liquid flow.

Выполнение трубопровода ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну после нисходящего трубопровода горизонтальным способствует снижению скорости водонефтяной смеси и создает благоприятные условия для ее расслоения, предотвращает пульсацию и вторичное перемешивание фаз. Это позволит повысить эффективность разделения газожидкостной смеси на газ, нефть и воду.The implementation of the pipeline to enter the gas-liquid mixture into the inclined column after the downward horizontal pipeline helps to reduce the speed of the oil-water mixture and creates favorable conditions for its separation, prevents pulsation and secondary mixing of the phases. This will improve the efficiency of the separation of the gas-liquid mixture into gas, oil and water.

Выполнение распределителя потока в виде просечно-вытяжного листа и установление его горизонтально способствует равномерному распределению воды на его поверхности и плавное перетекание ее через просечки в водоотстойную секцию наклонной колонны.The implementation of the flow distributor in the form of an expanded metal sheet and setting it horizontally contributes to an even distribution of water on its surface and its smooth flowing through the notches into the water-resistant section of the inclined column.

Снабжение установки трубным расширителем и соединение его с восходящим трубопроводом подвода газожидкостной смеси предотвратит возможные пробковые формы течения газа и жидкости, которые вызывают наведенные пульсации и возмущения потока в подводящем трубопроводе. Отсутствие пульсации обеспечит спокойные условия отвода газа из трубного расширителя, а наличие пескоуловителей предотвратит попадание мехпримесей в разделяемый газожидкостной поток.Providing the unit with a pipe expander and connecting it to the upstream gas-liquid mixture supply pipe will prevent possible plug-in gas and liquid flow patterns that cause induced pulsations and flow disturbances in the supply pipe. The absence of pulsation will provide quiet conditions for gas removal from the pipe expander, and the presence of sand traps will prevent the ingress of solids into the shared gas-liquid stream.

На чертеже показана сепарационная установка.The drawing shows a separation unit.

Сепарационная установка включает наклонную колонну 1, снабженную в верхней части газосборником 2 и разделенную на водоотстойную 3 и нефтеотстойную 4 секции трубопроводом подвода газожидкостной смеси. Трубопровод подвода газожидкостной смеси состоит из восходящего трубопровода 5, успокоительного горизонтального трубопровода 6, расположенного выше верхней точки наклонной колонны 1 и снабженного газосборником 7, нисходящего трубопровода 8 и трубопровода ввода газожидкостной смеси 9 в наклонную колонну. Трубопровод ввода газожидкостной смеси 9 выполнен горизонтально и размещен над распределителем потока 10, выполненным в виде просечно-вытяжного листа с бортами 11 и установленным горизонтально. Установка дополнительно снабжена трубным расширителем 12, который соединен с восходящим трубопроводом 5 подвода газожидкостной смеси и содержит газосборник 13. Верхняя точка наклонной колонны 1 расположена выше уровня нефти в буферной емкости 14. Колонна 1 оснащена датчиком уровня раздела фаз нефть - вода 15 и клапаном 16 на трубопроводе отвода воды 17. Колонна 1 снабжена фильтром 18, расположенным вдоль ее оси, а также трубопроводом отвода нефти 19 из наклонной колонны 1, выполненным в виде вертикального стояка, входной конец которого размещен в нефтеотстойной секции 4, а выход соединен с буферной емкостью 14. Нефть из буферной емкости 14 выводится по трубопроводу 20. На линии отвода газа 21 установлен датчик давления 22, соединенный с клапаном 23, а на уровне раздела фаз нефть-газ в буферной емкости 14 размещен датчик 24, соединенный с клапаном 25, установленным на трубопроводе отвода нефти 20. Трубный расширитель 12, горизонтальный участок трубопровода 9 ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну 1 и наклонная колонна 1 снабжены пескоуловителями 26, которые соединены патрубками с единым сборным коллектором мехпримесей 27. Для обеспечения прохождения мехпримесей через патрубки пескоуловителей 26 каждый из них снабжен трубками для размыва 28 и оснащен завихрителем 29.The separation unit includes an inclined column 1 equipped in the upper part with a gas collector 2 and divided into a water-settling 3 and oil-settling 4 sections by a gas-liquid mixture supply pipeline. The gas-liquid mixture supply pipeline consists of an ascending pipeline 5, a horizontal soothing pipe 6, located above the upper point of the inclined column 1 and provided with a gas collector 7, a downward pipe 8 and a gas-liquid mixture inlet pipe 9 into the inclined column. The pipeline for entering the gas-liquid mixture 9 is made horizontally and placed above the flow distributor 10, made in the form of an expanded metal sheet with sides 11 and installed horizontally. The installation is additionally equipped with a pipe expander 12, which is connected to the ascending pipeline 5 for supplying a gas-liquid mixture and contains a gas collector 13. The top point of the inclined column 1 is located above the oil level in the buffer tank 14. Column 1 is equipped with an oil-water phase separation sensor 15 and a valve 16 on water discharge pipe 17. Column 1 is equipped with a filter 18 located along its axis, as well as an oil drain pipe 19 from the inclined column 1, made in the form of a vertical riser, the inlet end of which is placed in of the sludge section 4, and the outlet is connected to the buffer tank 14. Oil from the buffer tank 14 is discharged through a pipe 20. A pressure sensor 22 is installed on the gas exhaust line 21, connected to the valve 23, and at the oil-gas phase boundary in the buffer tank 14 is placed a sensor 24 connected to a valve 25 mounted on the oil discharge pipe 20. A pipe expander 12, a horizontal section of the gas-liquid mixture inlet pipe 9 into the inclined column 1 and the inclined column 1 are provided with sand traps 26, which are connected by pipes with a single assembly a separate collector of mechanical impurities 27. To ensure the passage of mechanical impurities through the nozzles of sand traps 26, each of them is equipped with erosion tubes 28 and is equipped with a swirler 29.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Продукция нефтяных скважин - газожидкостная смесь - поступает в трубный расширитель 12, где отводится значительная часть газового потока, скопившегося в газосборнике 13. После отвода основной части свободного газа скорость течения водостойкой эмульсии снижается, вследствие чего создаются условия для ее выравнивания и расслоения. Расслоившаяся водонефтяная смесь после успокоительного горизонтального 6 и нисходящего 8 трубопроводов поступает в горизонтальный трубопровод 9 ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну 1, где смесь попадает на распределитель потока 10, выполненный в виде просечно-вытяжного листа с бортами 11 и размещенный горизонтально, и разделяется на газ, нефть и воду. Положение границы раздела фаз нефть - вода контролируется датчиком 15 и регулируется клапаном 16 на линии отвода воды 17. Отстоявшаяся нефть выводится из наклонной колонны 1 по трубопроводу, выполненному в виде вертикального стояка 19, входной конец которого размещен в нефтеотстойной секции 4, а выход соединен с буферной емкостью 14. Отвод нефти по трубопроводу контролируется датчиком 24 и регулируется клапаном 25. Газовый поток, отводимый из газосборников 13, 7 и 2, соединяется с газом, выделившимся из буферной емкости 12, и отводится по линии отвода газа 21 к потребителю. Вода, отстоявшаяся от частиц нефти и мехпримесей, проходит через фильтр 18 и выводится через трубопровод 17 из нижней части колонны 1. Давление на трубопроводе отвода газа контролируется датчиком 22 и регулируется клапаном 23. Через пескоуловитель 26 трубного расширителя 12 и пескоуловители 26, расположенные на горизонтальном участке трубопровода подвода 9 газожидкостной смеси и наклонной колонне 1, отводятся мехпримеси. Мехпримеси, выведенные из пескоуловителей 26, собираются в единый сборный коллектор отвода мехпримесей 27 и затем удаляются. Для обеспечения прохождения мехпримесей, уловленных в пескоуловителях 26, в трубку для размыва 28 подают воду, этот размытый поток проходит завихритель 29, предотвращая забивание пескоуловителей 26.The production of oil wells — a gas-liquid mixture — enters a pipe expander 12, where a significant part of the gas stream accumulated in the gas collector 13 is discharged. After the main part of the free gas is removed, the flow rate of the water-tight emulsion decreases, which creates conditions for its equalization and separation. The separated oil-water mixture after a soothing horizontal 6 and downward 8 pipelines enters a horizontal pipeline 9 for introducing a gas-liquid mixture into an inclined column 1, where the mixture enters a flow distributor 10, made in the form of an expanded metal sheet with sides 11 and placed horizontally, and divided into gas , oil and water. The position of the oil-water interface is monitored by a sensor 15 and controlled by a valve 16 on the water discharge line 17. The settled oil is discharged from the inclined column 1 through a pipe made in the form of a vertical riser 19, the inlet end of which is located in the oil sump section 4, and the outlet is connected to the buffer tank 14. The drainage of oil through the pipeline is controlled by the sensor 24 and regulated by the valve 25. The gas stream discharged from the gas collectors 13, 7 and 2 is connected to the gas released from the buffer tank 12, and is discharged along the discharge line 21 gas to the consumer. Water separated from oil particles and solids passes through a filter 18 and is discharged through a pipe 17 from the bottom of the column 1. The pressure at the gas outlet pipe is controlled by a sensor 22 and regulated by a valve 23. Through a sand trap 26 of a pipe expander 12 and sand traps 26 located on a horizontal section of the supply pipe 9 of the gas-liquid mixture and the inclined column 1, the impurities are discharged. The mechanical impurities withdrawn from the sand traps 26 are collected in a single prefabricated collector for removing the mechanical impurities 27 and then removed. To ensure the passage of solids trapped in the sand traps 26, water is fed into the wash tube 28, this blurry stream passes through the swirl 29, preventing clogging of the sand traps 26.

Установка промышленно применима, так как все узлы и детали выпускаются промышленностью.The installation is industrially applicable, since all components and parts are manufactured by industry.

Claims

1. A separation unit comprising an inclined column provided with a gas collector in the upper part and divided into an oil sludge and water sump section by a gas-liquid mixture supply pipeline, a flow distributor, gas, oil and water discharge pipelines, characterized in that the gas-liquid mixture supply pipeline consists of an upward pipeline, a horizontal stilling pipe located above the upper point of the inclined column with a filter placed along its axis, and equipped with a gas collector, descending a pipeline and a horizontal pipeline for introducing a gas-liquid mixture, wherein a horizontal pipeline is placed above the flow distributor, made in the form of an expanded metal sheet with sides and installed horizontally; , the horizontal section of the gas-liquid mixture supply pipeline and the inclined column are equipped with sand traps connected to a single prefabricated call rector of solids.

2. The separation unit according to claim 1, characterized in that the sand traps are equipped with a tube for washing mechanical impurities and equipped with swirlers.