RU2309000C1

RU2309000C1 - Method of separation and accounting of the products containing the gaseous phase and two liquid phases with the different density and the device for this method realization

Info

Publication number: RU2309000C1
Application number: RU2006120742/15A
Authority: RU
Inventors: Роберт Ахатович Сафаров (RU); Роберт Ахатович Сафаров; Дмитрий Аронович Сапожников (RU); Дмитрий Аронович Сапожников
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Нижневартовскремсервис"
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2007-10-27

Abstract

FIELD: oil-producing industry; methods and devices for separation and accounting of the products containing the gaseous phase and two liquid phases with the different density.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to separation of the products of the operational wells containing the components with the different density and may be used in the oil producing systems. The method provides for feeding of the products in the first zone of the separation for division of the products into the gaseous and the liquid phases and withdrawal of the gas. The liquid phase is routed into the second zone of separation, where they exercise the liquid phase disintegration into the equal in height piles of the liquid phase with the smaller and bigger density allocated one over other. The liquid phase having the bigger density is routed to the third separation zone. The second and the third separation zones are formed as the communicating vessels. In the third separation zone from the liquid phase with bigger density form the pile, which height is less than the total height of the two piles of the liquid phase in the second separation zone by the value, which is kept constant. The device includes the sealed body, in which the first chamber has three plates forming a labyrinth. The second chamber is formed behind the last plate. The third chamber is installed inside the second chamber with formation of the communicating vessels. The technical result of the invention consists in the increased phase separation efficiency.

EFFECT: the invention ensures the increased phase separation efficiency.

9 cl, 2 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к сепарации продукции, содержащей компоненты с разной плотностью, а более конкретно изобретение касается способа сепарации и учета продукции, содержащей газообразную фазу и две жидкие фазы с разной плотностью, и устройства для осуществления этого способа.The invention relates to the separation of products containing components with different densities, and more specifically, the invention relates to a method for the separation and metering of products containing a gaseous phase and two liquid phases with different densities, and devices for implementing this method.

Изобретение найдет применение в процессах разделения различных несмешивающихся жидкостей, но в основном найдет применение в системах добычи нефти, на скважинах, дожимных насосных станциях и иных установках нефтегазовой промышленности.The invention will find application in the separation processes of various immiscible liquids, but will mainly find application in oil production systems, in wells, booster pump stations and other installations of the oil and gas industry.

Известно разделение смеси жидкостей с различной плотностью путем создания условий для расслоения смеси, последующего ее отстаивания и вывода разделенных жидкостей. Такое разделение осуществляют с помощью устройства, корпус которого включает средства для ввода и вывода жидкостей, две продольные перегородки, образующие канал для перетока жидкости, и распределитель с боковыми перфорированными отводами (авторское свидетельство СССР №581968, МПК: В01D 17/028). Указанное техническое решение малоэффективно, так как не обеспечивает интенсифицирующее воздействие на исходную смесь жидкостей, не обеспечивает отстаивание расслоенной смеси, кроме того, больший объем жидкости подвержен турбулентным пульсациям от входного потока исходной смеси.It is known to separate a mixture of liquids with different densities by creating conditions for the separation of the mixture, its subsequent sedimentation and withdrawal of the separated liquids. This separation is carried out using a device, the housing of which includes means for the input and output of liquids, two longitudinal partitions forming a channel for the flow of liquid, and a distributor with lateral perforated branches (USSR author's certificate No. 581968, IPC: B01D 17/028). The specified technical solution is ineffective, since it does not provide an intensifying effect on the initial mixture of liquids, it does not provide sedimentation of the layered mixture, in addition, a larger volume of liquid is subject to turbulent pulsations from the input stream of the initial mixture.

Известно также разделение продукции нефтяной скважины на газ, нефть и воду в устройстве, включающем наклонную колонну с датчиками уровня газ-нефть и нефть-вода, которая разделена трубопроводом подвода газожидкостной смеси на нефтеотстойную и водоотстойную секции. Трубопровод подвода газожидкостной смеси оснащен успокоителем потока с газоотделителем, выполняющим роль газосборника, 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 газосборник, соединенный трубопроводом с газоотделителем. Колонна снабжена патрубками для отвода воды, нефти, газа и технических примесей (патент РФ №2119372, МПК: В01D 19/00). Указанное техническое решение также малоэффективно, так как при прохождении газожидкостной смеси по успокоителю потока разделяемый поток сохраняет высокую скорость, что вызывает его пульсацию и вторичное перемешивание и препятствует достижению требуемого расслоения жидкой смеси.It is also known to separate the production of an oil well into gas, oil and water in a device including an inclined column with gas-oil and oil-water level sensors, which is divided by a pipeline for supplying a gas-liquid mixture into a oil-sludge and a water-sludge section. The pipeline for supplying a gas-liquid mixture is equipped with a flow damper with a gas separator, which acts as a gas collector, and at the inlet is equipped with a U-shaped flow distributor, the inlet ends of which are located respectively in the oil sump and water sump sections. In the upper part of the inclined column, a vertical gas outlet gas collector is installed, connected by a pipeline to the gas separator. The column is equipped with nozzles for the removal of water, oil, gas and technical impurities (RF patent No. 2119372, IPC: B01D 19/00). The specified technical solution is also ineffective, since when the gas-liquid mixture passes through the flow damper, the shared stream maintains a high speed, which causes its pulsation and secondary mixing and prevents the achievement of the required separation of the liquid mixture.

В силу низкой эффективности указанные технические решения не нашли практического применения.Due to low efficiency, these technical solutions have not found practical application.

В качестве прототипа нами выбран способ сепарации и учета продукции нефтяной скважины, согласно которому газожидкостную продукцию скважины непрерывно подают на наклонную сливную полку, по которой продукцию скважины в виде тонкого слоя перемещают в противоположный от места ввода конец сепарационной емкости и осуществляют первоначальное отделение газообразной фазы от жидкой фазы. С наклонной сливной полки частично разделенную продукцию скважины подают в технологическую зону, где осуществляют накапливание и медленное перемещение продукции в обратную сторону, при этом осуществляют окончательное выделение газообразной фазы от жидкой фазы. Нижний слой продукции, полностью освобожденной от газообразной фазы, направляют в накопительную зону, откуда, после достижения заданного объема, направляют в зону измерения. В зоне измерения продукцию, полностью освобожденную от газообразной фазы, направляют в измерительный счетчик для измерения объема и массы нефти.As a prototype, we have chosen a method for separating and recording oil well products, according to which gas-liquid well products are continuously fed to an inclined drain shelf, along which the well products in the form of a thin layer are moved to the end of the separation tank opposite from the input point and the initial separation of the gaseous phase from the liquid phase. From an inclined drain flange, partially separated well products are fed into the process zone, where products are accumulated and slowly moved in the opposite direction, and the gaseous phase is finally released from the liquid phase. The lower layer of the product, completely freed from the gaseous phase, is sent to the accumulation zone, from where, after reaching a given volume, it is sent to the measurement zone. In the measurement zone, products completely freed from the gaseous phase are sent to a measuring counter to measure the volume and mass of oil.

Для осуществления описанного способа используют устройство, содержащее горизонтально ориентированный корпус с патрубком для ввода продукции скважины и патрубками вывода отделенных газообразной и жидких фаз продукции. В корпусе имеется первая перегородка, установленная на днище корпуса, разделяющая корпус на технологическую и измерительную части. Высота названной первой перегородки равна радиусу корпуса. Над технологической и измерительными частями в верхней половине корпуса имеется сливная доска, установленная с уклоном в сторону, противоположную месту расположения патрубка для ввода продукции скважины. В корпусе имеется вторая перегородка, установленная в технологической части корпуса на его боковых стенках. Высота второй перегородки составляет не менее 1,1 радиуса корпуса. Между днищем корпуса и нижней кромкой второй перегородки имеется зазор. При этом площадь сечения зазора и площадь сечения между первой и второй перегородками больше на 20-25% площади поперечного сечения патрубка вывода жидкой фазы продукции.To implement the described method, a device is used that contains a horizontally oriented body with a nozzle for introducing well products and outlet nozzles for the separated gaseous and liquid phases of the product. The housing has a first partition mounted on the bottom of the housing, dividing the housing into technological and measuring parts. The height of the said first partition is equal to the radius of the housing. Above the technological and measuring parts in the upper half of the casing there is a drain board installed with a slope to the side opposite to the location of the pipe for introducing well products. The housing has a second partition installed in the technological part of the housing on its side walls. The height of the second partition is at least 1.1 of the radius of the housing. Between the bottom of the housing and the lower edge of the second partition there is a gap. At the same time, the cross-sectional area of the gap and the cross-sectional area between the first and second partitions is 20–25% more than the cross-sectional area of the outlet pipe for the liquid phase of the product.

В измерительной части корпуса имеется регулятор уровня, а трубопровод, соединенный с патрубком вывода жидкой фазы, снабжен запорным клапаном и счетчиком для измерения объема и массы нефти (патент РФ №2250128, МПК: В01D 19/00).In the measuring part of the housing there is a level controller, and the pipeline connected to the liquid phase outlet pipe is equipped with a shut-off valve and a counter for measuring the volume and weight of oil (RF patent No. 2250128, IPC: B01D 19/00).

Техническое решение, описанное в указанном патенте, позволяет достаточно надежно выделять газообразную фазу и осуществлять учет нефтяного газа и водонефтяной продукции нефтяной скважины, что обусловило практическое применение указанного способа и устройства в автоматических групповых замерных установках типа «Спутник» на нефтяных месторождениях.The technical solution described in the said patent makes it possible to reliably isolate the gaseous phase and to account for oil gas and oil-water production of an oil well, which led to the practical application of this method and device in automatic group metering units of the Sputnik type in oil fields.

Однако названное техническое решение не обеспечивает возможности отделять от нефти воду и осуществлять учет добытого целевого продукта - нефти. Кроме того, принцип работы известного способа сепарации обуславливает большие габариты используемого оборудования, поэтому оно громоздко, металлоемко.However, the named technical solution does not provide the ability to separate water from oil and to account for the extracted target product - oil. In addition, the principle of operation of the known separation method determines the large dimensions of the equipment used, so it is cumbersome, metal-intensive.

В основу заявляемого изобретения положена задача создать такой способ и такое реализующее его устройство, которые обеспечили бы как разделение, так и учет всех фазовых составляющих продукции, содержащей газообразную фазу и две жидкие фазы с разной плотностью, при сокращении материалоемкости и металлоемкости оборудования.The basis of the claimed invention is the task to create such a method and such a device that implements it, which would ensure both separation and accounting of all phase components of a product containing a gaseous phase and two liquid phases with different densities, while reducing the material consumption and metal consumption of the equipment.

Технический эффект, который может быть достигнут при использовании предлагаемого способа сепарации и учета продукции, содержащей газообразную фазу и две жидкие фазы с разной плотностью, и реализующего его устройства, заключается в возможности отделять, автономно выводить из процесса и осуществлять учет как газообразной фазы продукции, так и ее жидкой фазы с меньшей плотностью и ее жидкой фазы с большей плотностью в условиях экономической эффективности процесса сепарации и учета продукции.The technical effect that can be achieved by using the proposed method of separation and metering of products containing a gaseous phase and two liquid phases with different densities, and the device that implements it, consists in the ability to separate, independently remove from the process and record both the gaseous phase of the product and its liquid phase with lower density and its liquid phase with higher density under conditions of economic efficiency of the process of separation and accounting of products.

Поставленная задача решается созданием способа сепарации и учета продукции, содержащей газообразную фазу и две жидкие фазы с разной плотностью, включающего непрерывную подачу потока продукции в зону ее сепарации, разделение продукции на газообразную и жидкую фазы, вывод газообразной фазы и жидкой фазы и осуществление измерения количества каждой выведенной фазы продукции, при котором согласно изобретению зону сепарации разделяют на три зоны, в первой зоне осуществляют многократное изменение направления движения потока продукции с выводом газообразной фазы и направлением жидкой фазы во вторую зону, при этом вторую и третью зоны формируют по типу сообщающихся сосудов и во второй зоне осуществляют расслоение жидкой фазы на равные по высоте столбы жидкой фазы с меньшей плотностью и жидкой фазы с большей плотностью, размещенные один над другим, соответственно жидкую фазу с большей плотностью направляют в третью зону и формируют из нее столб этой жидкой фазы, высота которого меньше общей высоты двух столбов жидкой фазы во второй зоне на величину Δ, которую поддерживают постоянной и выбирают из соотношения:The problem is solved by creating a method of separation and accounting of products containing a gaseous phase and two liquid phases with different densities, including the continuous supply of a product stream to the zone of its separation, separation of products into a gaseous and liquid phase, output of the gaseous phase and liquid phase, and the measurement of the amount of each output phase of the product, in which according to the invention the separation zone is divided into three zones, in the first zone, a multiple change in the direction of flow of the product is carried out with the gaseous phase and the direction of the liquid phase into the second zone, while the second and third zones are formed by the type of communicating vessels and in the second zone, the liquid phase is stratified into equal-height columns of a liquid phase with a lower density and a liquid phase with a higher density, placed one above to others, respectively, the liquid phase with a higher density is sent to the third zone and a column of this liquid phase is formed from it, the height of which is less than the total height of the two columns of the liquid phase in the second zone by a value of Δ, which is supported by oyannoy and is selected from the relation:

Δ=(h₁+h₂)-H=(p₂-p₁)H/(p₁+p₂),Δ = (h ₁ + h ₂ ) -H = (p ₂ -p ₁ ) H / (p ₁ + p ₂ ),

где h₁ - высота столба жидкой фазы с меньшей плотностью во второй зоне,where h ₁ - the height of the column of the liquid phase with a lower density in the second zone,

h₂ - высота столба жидкой фазы с большей плотностью во второй зоне,h ₂ - the height of the column of the liquid phase with a higher density in the second zone,

p₁- плотность жидкой фазы с меньшей плотностью,p ₁ is the density of the liquid phase with a lower density,

р₂ -плотность жидкой фазы с большей плотностью,p _{2 is the} density of the liquid phase with a higher density,

Н - высота столба жидкой фазы с большей плотностью в третьей зоне, при этом вывод жидкой фазы с меньшей плотностью осуществляют из второй зоны на уровне поверхностного слоя столба жидкой фазы с меньшей плотностью, а вывод жидкой фазы с большей плотностью осуществляют из третьей зоны на уровне поверхностного слоя столба жидкой фазы с большей плотностью.H is the height of the column of the liquid phase with higher density in the third zone, while the withdrawal of the liquid phase with lower density is carried out from the second zone at the level of the surface layer of the column of the liquid phase with lower density, and the withdrawal of the liquid phase with higher density is carried out from the third zone at the surface layer column of a liquid phase with a higher density.

Технический результат, достигаемый благодаря заявляемому изобретению, состоит в реализации возможности отделять, автономно выводить из процесса и осуществлять учет как газообразной фазы продукции, так и ее жидкой фазы с меньшей плотностью и ее жидкой фазы с большей плотностью.The technical result achieved thanks to the claimed invention consists in realizing the possibility of separating, autonomously removing from the process and taking into account both the gaseous phase of the product and its liquid phase with a lower density and its liquid phase with a higher density.

Согласно изобретению для более выраженного расслоения продукции на составляющие ее фазовые компоненты целесообразно каждое изменение направления движения потока продукции в первой зоне осуществлять преимущественно на 180 градусов.According to the invention, for a more pronounced separation of the product into its phase components, it is advisable that each change in the direction of flow of the product in the first zone is carried out mainly by 180 degrees.

Согласно изобретению целесообразно вывод газообразной фазы в первой зоне осуществлять по синусоидальной траектории, что исключает унос с газообразной фазой частиц жидкой фазы продукции.According to the invention, it is advisable to withdraw the gaseous phase in the first zone along a sinusoidal path, which eliminates entrainment of the particles of the liquid phase of the product with the gaseous phase.

Согласно изобретению, целесообразно на пути вывода жидкой фазы соответственно из второй и третьей зон формировать соответствующие гидрозатворы, которые обеспечат невозможность попадания уже отделенной газообразной фазы в жидкие фазы, раздельно выводимые из второй и третьей зон сепарации.According to the invention, it is advisable to form the corresponding hydraulic locks on the way of the liquid phase withdrawal from the second and third zones, respectively, which will ensure that the already separated gaseous phase cannot enter the liquid phases separately removed from the second and third separation zones.

Согласно изобретению полезно каждый гидрозатвор формировать путем создания столба соответствующей жидкой фазы, по высоте равного высоте столба соответствующей жидкой фазы во второй и третьей зонах.According to the invention, it is useful to form each water seal by creating a column of the corresponding liquid phase equal in height to the height of the column of the corresponding liquid phase in the second and third zones.

Поставленная задача также решена созданием устройства для сепарации и учета продукции, содержащей газообразную фазу и две жидкие фазы с разной плотностью, включающего герметичный корпус, имеющий приспособление для подачи продукции, приспособление для разделения продукции на газообразную и жидкие фазы и приспособления для вывода разделенных газообразной и жидких фаз продукции, в котором согласно изобретению приспособление для разделения продукции содержит первую камеру, имеющую по меньшей мере три пластины, последовательно установленные вблизи от приспособления для подачи продукции, поочередно и жестко закрепленные на днище, крышке и противоположных стенках корпуса с образованием лабиринтного прохода, вторую камеру, образованную названной пластиной, крайней от приспособления для подачи продукции, и внутренними стенками корпуса, и третью камеру, установленную внутри второй камеры с зазором относительно днища корпуса и образующую со второй камерой сообщающиеся сосуды, приспособление для вывода жидких фаз имеет первое средство для вывода жидкой фазы с меньшей плотностью и второе средство для вывода жидкой фазы с большей плотностью, и каждое названное средство для вывода соответствующих жидких фаз представляет собой цилиндрический элемент, вертикально установленный соответственно во второй и третьей камерах и соединенный первым своим концом соответственно с трубопроводом для отвода жидкой фазы с меньшей плотностью и трубопроводом для отвода жидкой фазы с большей плотностью, при этом верхняя кромка второго конца вертикального цилиндрического элемента первого средства для вывода жидкой фазы с меньшей плотностью размещена выше верхней кромки второго конца вертикального цилиндрического элемента второго средства для вывода жидкой фазы с большей плотностью на величину Δ, которая составляет:The problem was also solved by creating a device for the separation and accounting of products containing a gaseous phase and two liquid phases with different densities, including a sealed enclosure having a device for supplying products, a device for separating products into gaseous and liquid phases, and devices for outputting separated gaseous and liquid phases of production, in which according to the invention the device for separation of products contains a first chamber having at least three plates, sequentially installed located near the device for supplying products, alternately and rigidly fixed to the bottom, cover and opposite walls of the housing with the formation of a labyrinth passage, a second chamber formed by the named plate, the outermost from the device for feeding products, and the inner walls of the housing, and a third chamber mounted inside the second chamber with a gap relative to the bottom of the housing and forming communicating vessels with the second chamber, the device for outputting liquid phases has the first means for outputting the liquid phase with a smaller density and the second means for outputting the liquid phase with a higher density, and each of these means for outputting the corresponding liquid phases is a cylindrical element vertically mounted respectively in the second and third chambers and connected with its first end respectively to the pipeline for draining the liquid phase with a lower density and a pipeline for draining the liquid phase with a higher density, while the upper edge of the second end of the vertical cylindrical element of the first means for outputting the liquid phase with enshey density is placed above the upper edge of the second end of the vertical cylindrical element of the second means for transporting the liquid phase with higher density by an amount Δ, that is:

где h₁ - высота столба жидкой фазы с меньшей плотностью во второй камере,where h ₁ - the height of the column of the liquid phase with a lower density in the second chamber,

h₂ - высота столба жидкой фазы с большей плотностью во второй камере,h ₂ - the height of the column of the liquid phase with a higher density in the second chamber,

p₁ - плотность жидкой фазы с меньшей плотностью,p ₁ is the density of the liquid phase with a lower density,

р₂ - плотность жидкой фазы с большей плотностью,p ₂ is the density of the liquid phase with a higher density,

Н - высота столба жидкой фазы с большей плотностью в третьей камере.H is the height of the column of the liquid phase with a higher density in the third chamber.

Благодаря заявляемому изобретению стало возможно отделять, автономно выводить из процесса сепарации и осуществлять учет как газообразной фазы продукции, так и ее жидкой фазы с меньшей плотностью и ее жидкой фазы с большей плотностью при сокращении материалоемкости и металлоемкости оборудования, то есть в условиях экономической эффективности.Thanks to the claimed invention, it has become possible to separate, autonomously withdraw from the separation process and to account for both the gaseous phase of the product and its liquid phase with a lower density and its liquid phase with a higher density while reducing material and metal consumption of the equipment, that is, under conditions of economic efficiency.

Согласно изобретению целесообразно, чтобы третья камера была выполнена в виде трубы.According to the invention, it is advisable that the third chamber was made in the form of a pipe.

Согласно изобретению полезно, чтобы второй конец каждого вертикального цилиндрического элемента имел воронку.According to the invention, it is useful that the second end of each vertical cylindrical element has a funnel.

Для обеспечения отвода жидкой фазы самотеком целесообразно согласно изобретению, чтобы каждый трубопровод для отвода соответствующей жидкой фазы с меньшей плотностью и большей плотностью имел вертикально расположенный участок, высота которого ниже высоты соответствующего вертикального цилиндрического элемента.To ensure the removal of the liquid phase by gravity, it is advisable according to the invention that each pipeline for the removal of the corresponding liquid phase with lower density and higher density has a vertically located section, the height of which is lower than the height of the corresponding vertical cylindrical element.

Дальнейшие цели и преимущества заявляемого изобретения станут ясны из последующего подробного описания способа сепарации и учета продукции, содержащей газообразную фазу и две жидкие фазы с разной плотностью, и устройства, которое можно использовать для осуществления этого способа, и чертежей, на которых:Further objectives and advantages of the claimed invention will become apparent from the following detailed description of the method of separation and accounting of products containing a gaseous phase and two liquid phases with different densities, and devices that can be used to implement this method, and drawings, in which:

Фиг.1 - схематично изображает устройство, выполненное согласно изобретению;Figure 1 - schematically depicts a device made according to the invention;

Фиг.2 - то же, поперечный разрез по А-А.Figure 2 is the same, a cross section along aa.

Предлагаемый способ предназначен для сепарации и учета продукции, содержащей газообразную фазу и две жидкие фазы с разной плотностью (p₁, р₂), например, водогазонефтяной смеси добывающих нефтяных скважин.The proposed method is intended for the separation and accounting of products containing a gaseous phase and two liquid phases with different densities (p ₁ , p ₂ ), for example, a gas-oil mixture of producing oil wells.

Принцип разделения трехфазной продукции основан на том, что ее компоненты не способны смешиваться один с другим, например, нефть с водой и с нефтяным газом с образованием новой формулы жидкости. Нефть, газ, вода находятся в смеси в самостоятельном состоянии и при создании определенных условий за счет разности плотности эти три компонента отделяются друг от друга с образованием четких границ раздела фаз.The principle of separation of three-phase products is based on the fact that its components are not able to mix with one another, for example, oil with water and oil gas with the formation of a new liquid formula. Oil, gas, water are in an independent state in the mixture, and when certain conditions are created due to the difference in density, these three components separate from each other with the formation of clear phase boundaries.

Предлагаемый способ включает непрерывную подачу потока продукции в зону ее сепарации, которую согласно изобретению разделяют на три зоны.The proposed method includes a continuous supply of a product stream to the separation zone, which according to the invention is divided into three zones.

В первой зоне многократно изменяют направления движения потока продукции, достигают уменьшение турбулентности потока, исключают перемешивание поступающих порций продукции с уже отстоявшейся в первой зоне продукцией и достигают на выходе из первой зоны расслоение продукции. Для разбивания сплошности потока и более выраженного расслоения продукции на составляющие ее фазовые компоненты целесообразно каждое изменение направления движения потока продукции в первой зоне осуществлять преимущественно на 180 градусов.In the first zone, the direction of flow of the product is repeatedly changed, the turbulence of the flow is reduced, the mixing of incoming portions of the product with the products already settled in the first zone is eliminated, and product stratification is achieved at the exit from the first zone. In order to break down the continuity of the flow and more pronounced stratification of the product into its phase components, it is advisable to carry out each change in the direction of flow of the product in the first zone mainly by 180 degrees.

Многократное изменение направления движения потока продукции позволяет отделить газообразную фазу и осуществить ее вывод как из первой зоны, так из зоны сепарации в целом.A multiple change in the direction of flow of the product allows you to separate the gaseous phase and carry out its withdrawal from both the first zone and the separation zone as a whole.

Согласно изобретению целесообразно вывод газообразной фазы в первой зоне осуществлять по синусоидальной траектории, что исключает унос с газообразной фазой капель жидкой фазы продукции.According to the invention, it is advisable to withdraw the gaseous phase in the first zone along a sinusoidal path, which eliminates the entrainment of the droplets of the liquid phase of the product with the gaseous phase.

Оставшуюся жидкую фазу продукции направляют во вторую зону. Во второй зоне осуществляют расслоение жидкой фазы на равные по высоте столбы - столб жидкой фазы с меньшей плотностью p₁ высотой h₁ и столб жидкой фазы с большей плотностью р₂ высотой h₂, размещенные один над другим соответственно.The remaining liquid phase of the product is sent to the second zone. In the second zone, the liquid phase is stratified into columns of equal height — a column of a liquid phase with a lower density p ₁ with a height h ₁ and a column of a liquid phase with a higher density p ₂ with a height h ₂ placed one above the other, respectively.

Формируют третью зону. Согласно изобретению вторую и третью зоны формируют по типу сообщающихся сосудов.A third zone is formed. According to the invention, the second and third zones are formed according to the type of communicating vessels.

Из второй зоны жидкую фазу с большей плотностью р₂ (из нижнего жидкостного столба) направляют в третью зону и формируют из нее столб этой жидкой фазы высотой H.From the second zone, the liquid phase with a higher density p ₂ (from the lower liquid column) is sent to the third zone and a column of this liquid phase of height H is formed from it.

Давление (р) столба этой жидкой фазы в третьей зоне на глубине H составляетThe pressure (p) of the column of this liquid phase in the third zone at a depth of H is

p=p₂gH.p = p ₂ gH.

Общее давление (р¹) двух жидких фаз во второй зоне составляетThe total pressure (p ¹ ) of the two liquid phases in the second zone is

p¹=(p₁+p₂)g(h_l+h₂).p ¹ = (p ₁ + p ₂ ) g (h _l + h ₂ ).

В сообщающихся сосудах по закону Паскаля давления (р) и (р¹) равны между собой:In communicating vessels according to Pascal's law, the pressures (p) and (p ¹ ) are equal to each other:

p₂gH=(p₁+p₂)g(h₁+h₂)p ₂ gH = (p ₁ + p ₂ ) g (h ₁ + h ₂ )

На основании этого уравнения было найдено, что высота H столба жидкой фазы в третьей зоне должна быть меньше общей высоты (h₁+h₂) двух столбов жидкой фазы во второй зоне на величину Δ.Based on this equation, it was found that the height H of the liquid phase column in the third zone should be less than the total height (h ₁ + h ₂ ) of the two columns of the liquid phase in the second zone by Δ.

Нами найдено, что в процессе заявляемого способа сепарации необходимо величину Δ поддерживать постоянной и выбирать из соотношения:We found that in the process of the proposed separation method, it is necessary to keep Δ constant and choose from the ratio:

Н - высота столба жидкой фазы с большей плотностью в третьей зоне.H is the height of the column of the liquid phase with a higher density in the third zone.

При такой разнице высот граница раздела жидких фаз во второй зоне сепарации всегда будет находиться в середине столба жидкости независимо от процентного соотношения жидких фаз в поступающей продукции. Тем самым достигается высокое качество разделения жидких фаз.With this height difference, the liquid phase interface in the second separation zone will always be in the middle of the liquid column, regardless of the percentage of liquid phases in the incoming product. Thereby, a high quality separation of liquid phases is achieved.

Вывод жидкой фазы с меньшей плотностью (p₁) осуществляют из второй зоны на уровне поверхностного слоя столба жидкой фазы с меньшей плотностью (p₁), а вывод жидкой фазы с большей плотностью (p₂) осуществляют из третьей зоны на уровне поверхностного слоя столба жидкой фазы с большей плотностью (p₂).The output of the liquid phase with a lower density (p ₁ ) is carried out from the second zone at the level of the surface layer of the liquid phase column with a lower density (p ₁ ), and the withdrawal of the liquid phase with a higher density (p ₂ ) is carried out from the third zone at the level of the surface layer of the liquid column phases with a higher density (p ₂ ).

Согласно изобретению целесообразно на пути вывода жидкой фазы соответственно из второй и третьей зон сепарации формировать соответствующие гидрозатворы, которые обеспечат невозможность попадания уже отделенной газообразной фазы в жидкие фазы, раздельно выводимые из второй и третьей зон сепарации.According to the invention, it is advisable to form the corresponding hydraulic locks on the way of withdrawing the liquid phase from the second and third separation zones, respectively, which will ensure that the already separated gaseous phase cannot enter the liquid phases separately removed from the second and third separation zones.

Далее осуществляют измерение количества каждой выведенной фазы продукции любым известным приемом.Next, measure the amount of each output phase of the product by any known method.

Технический результат, достигаемый благодаря заявляемому изобретению, состоит в реализации возможности разделять продукцию, имеющую фазы с различной плотностью, с большой эффективностью, автономно выводить каждую отделенную фазу из зоны сепарации и осуществлять учет как газообразной фазы продукции, так и ее жидкой фазы с меньшей плотностью и ее жидкой фазы с большей плотностью.The technical result achieved thanks to the claimed invention consists in realizing the ability to separate products having phases with different densities, with high efficiency, independently remove each separated phase from the separation zone and to account for both the gaseous phase of the product and its liquid phase with lower density and its liquid phase with a higher density.

Заявляемый способ сепарации и учета продукции, содержащей газообразную фазу и две жидкие фазы с разной плотностью, может быть реализован, например, с помощью устройства, представленного на сопроводительных чертежах. Это устройство включает в себя герметичный корпус 1 (фиг.1), имеющий приспособление 2 для подачи продукции, приспособление для разделения продукции на газообразную и жидкие фазы и приспособления для вывода разделенных газообразной и жидких фаз продукции.The inventive method of separation and accounting of products containing a gaseous phase and two liquid phases with different densities can be implemented, for example, using the device shown in the accompanying drawings. This device includes a sealed enclosure 1 (Fig. 1) having a device 2 for supplying products, a device for separating products into gaseous and liquid phases, and devices for outputting the separated gaseous and liquid phases of the product.

Согласно изобретению приспособление для разделения продукции содержит первую камеру 3, в которой имеется по меньшей мере три пластины 4, последовательно установленные вблизи от приспособления 2 для подачи продукции.According to the invention, the product separation device comprises a first chamber 3, in which there are at least three plates 4 sequentially installed in the vicinity of the product supply device 2.

Пластины 4 поочередно и жестко закреплены на днище 5 и противоположных стенках 6 (фиг.2) корпуса 1, на крышке 7 (фиг.1) и противоположных стенках 6 (фиг.2) корпуса 1 с образованием лабиринтного прохода, при этом нижние кромки пластин 4, закрепленных на крышке 7, находятся ниже верхних кромок пластин 4, закрепленных на днище 5 корпуса 1.The plates 4 are alternately and rigidly fixed to the bottom 5 and opposite walls 6 (figure 2) of the housing 1, on the cover 7 (figure 1) and opposite walls 6 (figure 2) of the housing 1 with the formation of the labyrinth passage, while the lower edges of the plates 4, mounted on the cover 7, are located below the upper edges of the plates 4, mounted on the bottom 5 of the housing 1.

Согласно изобретению приспособление для разделения продукции содержит вторую камеру 8, образованную пластиной 4, являющейся крайней от приспособления 2 для подачи продукции, и внутренними стенками 6 корпуса 1.According to the invention, the product separation device comprises a second chamber 8 formed by a plate 4, which is the outermost from the product supply device 2, and the inner walls 6 of the housing 1.

Согласно изобретению приспособление для разделения продукции содержит третью камеру 9, установленную внутри второй камеры 8 с зазором 10 (фиг.1) относительно днища 5 корпуса 1. Согласно изобретению целесообразно, чтобы третья камера 9 была выполнена в виде трубы.According to the invention, the product separation device comprises a third chamber 9 mounted inside the second chamber 8 with a gap 10 (Fig. 1) relative to the bottom 5 of the housing 1. According to the invention, it is advisable that the third chamber 9 be made in the form of a pipe.

Третья камера 9 образует со второй камерой 8 сообщающиеся сосуды.The third chamber 9 forms communicating vessels with the second chamber 8.

Согласно изобретению приспособление для вывода жидких фаз имеет первое средство 11 для вывода жидкой фазы с меньшей плотностью и второе средство 12 для вывода жидкой фазы с большей плотностью.According to the invention, the device for outputting liquid phases has a first means 11 for outputting a liquid phase with a lower density and second means 12 for outputting a liquid phase with a higher density.

Каждое средство 11 и 12 для вывода соответствующих жидких фаз представляет собой цилиндрический элемент, вертикально установленный соответственно во второй и третьей камерах 8 и 9.Each means 11 and 12 for outputting the respective liquid phases is a cylindrical element vertically mounted respectively in the second and third chambers 8 and 9.

Цилиндрический элемент средства 11 соединен первым своим концом 13 с трубопроводом 14 для отвода жидкой фазы с меньшей плотностью. Цилиндрический элемент средства 12 соединен первым своим концом 15 с трубопроводом 16 для отвода жидкой фазы с большей плотностью.The cylindrical element of the means 11 is connected by its first end 13 to the pipe 14 for draining the liquid phase with a lower density. The cylindrical element of the tool 12 is connected by its first end 15 to the pipe 16 for draining the liquid phase with a higher density.

Верхняя кромка 17 второго конца 18 вертикального цилиндрического элемента первого средства 11 для вывода жидкой фазы с меньшей плотностью размещена выше верхней кромки 19 второго конца 20 вертикального цилиндрического элемента второго средства 12 для вывода жидкой фазы с большей плотностью на величину Δ, которая составляет:The upper edge 17 of the second end 18 of the vertical cylindrical element of the first means 11 for outputting a liquid phase with a lower density is located above the upper edge 19 of the second end 20 of the vertical cylindrical element of the second means 12 for outputting a liquid phase with a higher density by Δ, which is:

Согласно изобретению полезно, чтобы второй конец 18 и 20 каждого вертикального цилиндрического элемента имел воронку.According to the invention, it is useful that the second end 18 and 20 of each vertical cylindrical element has a funnel.

Для обеспечения отвода жидкой фазы самотеком целесообразно согласно изобретению, чтобы каждый трубопровод 14 и 16 для отвода соответствующей жидкой фазы с меньшей плотностью и большей плотностью имел вертикально расположенный участок 21, 22, высота которого соответствует, а преимущественно несколько ниже высоты соответствующего вертикального цилиндрического элемента средств 11 и 12.To ensure the removal of the liquid phase by gravity, it is advisable according to the invention that each pipe 14 and 16 for the removal of the corresponding liquid phase with lower density and higher density has a vertically located section 21, 22, the height of which corresponds to, and mainly somewhat lower than, the height of the corresponding vertical cylindrical element of means 11 and 12.

Способ сепарации и учета продукции, содержащей газообразную фазу и две жидкие фазы с разной плотностью, реализуется с помощью заявляемого устройства следующим образом.The method of separation and accounting of products containing a gaseous phase and two liquid phases with different densities is implemented using the inventive device as follows.

Продукцию, содержащую газообразную фазу и две жидкие фазы с разной плотностью, под давлением, равным от 4 до 30 атм, в виде непрерывного потока подают по приспособлению 2 в первую камеру 3 приспособления для разделения продукции. При прохождении газожидкостного потока продукции между пластинами 4 через лабиринтный проход первой камеры 3 происходит уменьшение его скорости и турбулентности, движение потока продукции становится практически ламинарным, происходит разделение фаз и одновременное выделение газообразной фазы. Выделяющаяся газообразная фаза поднимается в верхнюю часть камеры 3, попадает в лабиринтный проход, образованный пластинами 4, закрепленными на крышке 7, и перемещается по лабиринтному проходу к выходу по синусоидальной траектории, при этом содержащиеся в газообразной фазе мелкие капли жидкой фазы при столкновении с пластинами 4 отделяются и стекают вниз. Поступающая из камеры 3 газообразная фаза занимает верхнюю часть корпуса 1 и через приспособление 23 выводится из корпуса 1.Products containing a gaseous phase and two liquid phases with different densities, under pressure equal to from 4 to 30 atm, are fed as a continuous stream through device 2 into the first chamber 3 of the product separation device. With the passage of a gas-liquid product stream between the plates 4 through the labyrinth passage of the first chamber 3, its speed and turbulence decrease, the movement of the product stream becomes almost laminar, phase separation and simultaneous evolution of the gaseous phase occur. The evolving gaseous phase rises to the upper part of the chamber 3, enters the labyrinth passage formed by the plates 4 fixed on the cover 7, and moves along the labyrinth passage to the exit along a sinusoidal path, while small drops of the liquid phase contained in the gas phase collide with the plates 4 Separate and flow down. The gaseous phase coming from the chamber 3 occupies the upper part of the housing 1 and is discharged from the housing 1 through the device 23.

Жидкие фазы продукции, пройдя лабиринтный проход первой камеры 3, в состоянии ламинарного расслоенного потока попадают во вторую камеру 8 с образованием жидкостного столба, в котором жидкая фаза, имеющая меньшую плотность p₁, формирует его верхнюю половину высотой h₁, а жидкая фаза, имеющая большую плотность p₂, формирует его нижнюю половину высотой h₂. В камере 8 происходит четкое расслоение жидких фаз продукции в соответствии с их плотностью.The liquid phases of the product, having gone through the labyrinth passage of the first chamber 3, in the state of a laminar stratified flow fall into the second chamber 8 with the formation of a liquid column in which a liquid phase having a lower density p ₁ forms its upper half with a height h ₁ and a liquid phase having high density p ₂ forms its lower half with a height of h ₂ . In the chamber 8 there is a clear separation of the liquid phases of the product in accordance with their density.

Жидкая фаза, имеющая большую плотность p₂, из нижней половины жидкостного столба камеры 8 поступает через зазор 10 в третью камеру 9 и формирует жидкостной столб высотой Н.The liquid phase having a high density p ₂ from the lower half of the liquid column of the chamber 8 enters through the gap 10 into the third chamber 9 and forms a liquid column with a height N.

Высоту Н столба жидкой фазы в камере 9 поддерживают меньше общей высоты (h₁+h₂) двух столбов жидкой фазы в камере 8 на величину Δ, которую выбирают из соотношения:The height H of the column of the liquid phase in the chamber 9 is maintained less than the total height (h ₁ + h ₂ ) of the two columns of the liquid phase in the chamber 8 by a value Δ, which is chosen from the ratio:

Δ=(h₁+h₂)-H=(p₂-p₁)H/(p₁+p₂).Δ = (h ₁ + h ₂ ) -H = (p ₂ -p ₁ ) H / (p ₁ + p ₂ ).

По мере притока в камеры 8 и 9 жидких фаз продукции и формирования жидкостных столбов указанных высот осуществляют вывод жидких фаз: из камеры 8 вывод жидкой фазы с меньшей плотностью (p₁) осуществляют на уровне поверхностного слоя столба жидкой фазы с меньшей плотностью (p₁) с помощью средства 11 - через верхнюю кромку 17 происходит отток жидкой фазы с меньшей плотностью и сохранение высоты жидкостного столбы в камере 8, при этом из камеры 9 вывод жидкой фазы с большей плотностью (p₂) осуществляют на уровне поверхностного слоя столба жидкой фазы с большей плотностью (р₂) с помощью средства 12 - через верхнюю кромку 19 происходит отток жидкой фазы с большей плотностью и сохранение высоты жидкостного столбы в камере 9.As the production phases and liquid columns of the indicated heights enter the chambers 8 and 9 of the liquid heights of the indicated heights, the liquid phases are discharged: from the chamber 8, the liquid phase with a lower density (p ₁ ) is discharged at the level of the surface layer of the liquid phase column with a lower density (p ₁ ) using means 11, an outflow of the liquid phase with a lower density and a height of the liquid column in the chamber 8 are maintained through the upper edge 17, while the liquid phase with a higher density (p ₂ ) is withdrawn from the chamber 9 at the level of the surface layer of the liquid phase column with a higher density (p ₂ ) using means 12 - through the upper edge 19 there is an outflow of the liquid phase with a higher density and preservation of the height of the liquid column in the chamber 9.

При поддерживаемой разнице высот граница раздела жидкой фазы с плотностью p₁ и жидкой фазы с плотностью р₂ в камере 8 всегда находится в середине столба жидкости независимо от процентного соотношения жидких фаз в поступающей продукции. Тем самым достигается высокое качество разделения жидких фаз.With the supported height difference, the interface between the liquid phase with density p ₁ and the liquid phase with density p ₂ in chamber 8 is always in the middle of the liquid column, regardless of the percentage of liquid phases in the incoming product. Thereby, a high quality separation of liquid phases is achieved.

Жидкая фаза с плотностью p₁, выведенная из камеры 8 с помощью средства 11, поступает в трубопровод 14, который имеет вертикально расположенный участок 21, обеспечивающий формирование гидрозатвора, препятствующего попаданию газообразной фазы, скопившейся в верхней части корпуса 1 над камерами 8 и 9, в жидкую фазу, выводимую из камеры 8.The liquid phase with a density p ₁ , removed from the chamber 8 by means of means 11, enters the pipeline 14, which has a vertically located section 21, which provides the formation of a water seal that prevents the gaseous phase accumulated in the upper part of the housing 1 above the chambers 8 and 9, liquid phase discharged from chamber 8.

Жидкая фаза с плотностью р₂, выведенная из камеры 9 с помощью средства 12, поступает в трубопровод 16, который имеет вертикально расположенный участок 22, обеспечивающий формирование гидрозатвора, препятствующего попадание газообразной фазы, скопившейся в верхней части корпуса 1 над камерами 8 и 9, в жидкую фазу, выводимую из камеры 9.The liquid phase with a density of p ₂ , withdrawn from the chamber 9 by means of means 12, enters the pipeline 16, which has a vertically located portion 22, which provides the formation of a water seal that prevents the gaseous phase accumulated in the upper part of the housing 1 above the chambers 8 and 9, the liquid phase discharged from the chamber 9.

Далее осуществляют измерение количества каждой выведенной фазы продукции с помощью любого известного для подобных целей счетчика, установленного на трубопроводах 14 и 16 и на приспособлении 23.Next, they measure the amount of each output phase of the product using any meter known for similar purposes installed on pipelines 14 and 16 and on the device 23.

Claims

1. The method of separation and accounting of well products containing a gaseous phase and two liquid phases with different densities, including the continuous supply of the product stream to the separation zone, the separation of products into a gaseous and liquid phase, the output of the gaseous phase and the liquid phase, and the measurement of the amount of each output production phases, characterized in that the separation zone is divided into three zones, in the first zone, a multiple change in the direction of flow of the product is carried out with the output of the gaseous phase and the direction of the liquid phase into the second zone, while the second and third zones are formed according to the type of communicating vessels, and in the second zone, the liquid phase is stratified into equal-height columns of a liquid phase with a lower density and a liquid phase with a higher density, placed one above the other, respectively, the liquid phase with of higher density are directed to the third zone and a column of this liquid phase is formed from it, the height of which is less than the total height of the two columns of the liquid phase in the second zone by an amount that is kept constant, while the output of the liquid phase with less otnostitsja performed from the second zone at the surface of the liquid phase column with a lower density layer, and the output of the liquid phase is carried out with a higher density of the third zone at the surface of the liquid phase column layer with a higher density.

2. The method according to claim 1, characterized in that each change in the direction of flow of the product in the first zone is carried out mainly by 180 °.

3. The method according to claim 1, characterized in that the output of the gaseous phase in the first zone is carried out along a sinusoidal path.

4. The method according to claim 1, characterized in that on the way to the output of the liquid phase, respectively, from the second and third zones form a water seal.

5. The method according to claim 4, characterized in that each water seal is formed by creating a column of the corresponding liquid phase, equal in height to the height of the column of the corresponding liquid phase in the second and third zones.

6. A device for separating and recording well products containing a gaseous phase and two liquid phases with different densities, including a sealed enclosure having a device for supplying products, a device for separating products into gaseous and liquid phases, and devices for outputting the separated gaseous and liquid phases of products characterized in that the device for separation of products contains a first chamber having at least three plates sequentially installed in the vicinity of the device for supplying products, alternately and rigidly fixed to the bottom, cover and opposite walls of the body with the formation of a labyrinth passage, a second chamber formed by the named plate, extreme from the device for supplying products, and the inner walls of the body, and a third chamber installed inside the second chamber with a gap relative to the bottom housing and forming communicating vessels with the second chamber, the device for outputting liquid phases has a first means for outputting a liquid phase with a lower density and a second means for outputting a liquid phase zyz with a higher density, and each of the said means for outputting the corresponding liquid phases is a cylindrical element vertically mounted respectively in the second and third chambers and connected with its first end, respectively, to a pipe for draining a liquid phase with a lower density and a pipe for draining a liquid phase with a higher density, while the upper edge of the second end of the vertical cylindrical element of the first means for outputting the liquid phase with a lower density is placed above the upper edge pits of the second end of the vertical cylindrical element of the second means for transporting the liquid phase with a higher density to a value which is maintained constant.

7. The device according to claim 6, characterized in that the third chamber is made in the form of a pipe.

8. The device according to claim 6, characterized in that the second end of each vertical cylindrical element has a funnel.

9. The device according to claim 6, characterized in that each pipeline for the removal of the corresponding liquid phase with lower density and higher density has a vertically located section, the height of which is lower than the height of the corresponding vertical cylindrical element.