RU2428239C1

RU2428239C1 - Separator

Info

Publication number: RU2428239C1
Application number: RU2010115014/05A
Authority: RU
Inventors: Виктор Александрович Крюков (RU); Виктор Александрович Крюков; Александр Викторович Крюков (RU); Александр Викторович Крюков; Ильдар Равильевич Вальшин (RU); Ильдар Равильевич Вальшин; Дмитрий Александрович Олефиренко (RU); Дмитрий Александрович Олефиренко; Артур Юрьевич Акопов (RU); Артур Юрьевич Акопов; Ратмир Рифович Ахметзянов (RU); Ратмир Рифович Ахметзянов
Original assignee: ЗАО Научно-техническая Компания "МОДУЛЬНЕФТЕГАЗКОМПЛЕКТ"
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-09-10

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to oil industry and may be used for separation of oil well products into gas, oil and water as well as for removal of mechanical impurities. Separator comprises inclined column 5 accommodating overflow web 13, water cleaning filter 14, pipeline 2 to feed gas-fluid mix with pre-separation section, lifting section 3 and pipeline 4 to inject gas-fluid mix into inclined column communicated with gas discharge cap 10 arranged atop the inclined column, and cleaned water pipeline 16 Gas discharge pipeline 12 is connected to cap 10 to communicate with pipeline discharging gas from inclined column top section 11. Inclined tube expander 1 is fitted into pipeline 2 to accommodate gas discharge cap 6 whereto connected is gas discharge pipeline 7 Tube expander 1 and inclined column 5 accommodate webs 8 and 17 to collect mechanical impurities arranged at distance of 2/3 of distance from top, and san traps 9 and 18 Gas discharge pipelines 7 and 12 are interconnected and connected to oil discharge pipeline 15. ^ EFFECT: higher efficiency of separation, controlled separation. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения продукции нефтяных скважин на газ, нефть и воду, а также для удаления мехпримесей и пропанта - гранул, используемых для закупоривания трещин при гидравлическом разрыве пласта, попадаемых вместе с нефтью в сепарационную установку.The invention relates to the oil industry and can be used to separate the production of oil wells into gas, oil and water, as well as to remove mechanical impurities and proppant - granules used to plug cracks during hydraulic fracturing, which fall into the separation unit together with oil.

Известна сепарационная установка, содержащая наклонную колонну, в которой размещены перфорированная решетка, коалесцирующая насадка, перекрывающая рабочее сечение колонны, переливная перегородка, фильтр очистки воды, трубопровод подвода газожидкостной смеси с участком предварительного расслоения, установкой предварительного отбора газа (УПОГ), включающий подъемный участок, горизонтальный и нисходящий участки, и горизонтальный участок трубопровода ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну, при этом трубопровод ввода газожидкостной смеси удлинен патрубком со щелевыми прорезями по верхней и нижней образующей, направленной вверх или вниз вдоль оси наклонной колонны [патент РФ №2296609, Кл. В01D, бюл. №10, 2007 г.].A known separation installation containing an inclined column, in which a perforated grate, a coalescing nozzle is placed, overlapping the working section of the column, an overflow baffle, a water purification filter, a gas-liquid mixture supply pipe with a preliminary separation section, a preliminary gas extraction unit (UPOG), including a lifting section, horizontal and downward sections, and a horizontal section of the pipeline for introducing a gas-liquid mixture into an inclined column, while the gas-liquid introducing pipe the mixture is elongated by a pipe with slotted slots along the upper and lower generatrix directed up or down along the axis of the inclined column [RF patent No. 2296609, Cl. B01D, bull. No. 10, 2007].

Недостатком устройства является то, что не обеспечивается эффективное разделение газожидкостной смеси на газ и воду, вследствие пульсации поступающего потока газожидкостной смеси, попадания жидкости в газоотводящие патрубки, а свободного газа - в жидкостный поток.The disadvantage of this device is that it does not provide an effective separation of the gas-liquid mixture into gas and water, due to the pulsation of the incoming flow of the gas-liquid mixture, the ingress of liquid into the exhaust pipes, and free gas into the liquid stream.

Наиболее близкой к заявляемой является сепарационная установка, содержащая наклонную колонну, в которой размещены перфорированная решетка, коалесцирующая насадка, перекрывающая рабочее сечение колонны, переливная перегородка, фильтр очистки воды, трубопровод подвода газожидкостной смеси с участком предварительного расслоения, подъемным участком и участком ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну, при этом трубопровод ввода газожидкостной смеси установлен с уклоном и соединен с вертикальной колонной (газоотводящим колпаком), размещенной над вводом газожидкостной смеси в наклонную колонну, к которой присоединен патрубок со щелевыми прорезями, направленный вниз вдоль оси наклонной колонны. Кроме того, в верхней части вертикальной колонны расположен трубопровод отвода газа, который соединен с трубопроводом отвода газа из верха наклонной колонны [патент РФ №2341318, Кл. В01D 19/00, опубл. 20.12.2008 г. Бюл.№35].Closest to the claimed one is a separation unit containing an inclined column, in which a perforated grate, a coalescing nozzle are placed, overlapping the working section of the column, an overflow baffle, a water purification filter, a gas-liquid mixture supply pipe with a preliminary separation section, a lifting section and a gas-liquid mixture inlet section an inclined column, while the gas-liquid mixture inlet pipe is installed with a slope and connected to a vertical column (gas exhaust hood), placed above the inlet of the gas-liquid mixture into the inclined column, to which a pipe with slotted slots is attached, directed downward along the axis of the inclined column. In addition, in the upper part of the vertical columns there is a gas exhaust pipe, which is connected to the gas pipe from the top of the inclined column [RF patent No. 2341318, Cl. B01D 19/00, publ. December 20, 2008 Bull. No. 35].

Недостатком устройства является невысокая эффективность разделения газожидкостной смеси на газ, нефть и воду, а также очистка воды от мехпримесей до заданного значения.The disadvantage of this device is the low efficiency of separation of a gas-liquid mixture into gas, oil and water, as well as the purification of water from solids to a predetermined value.

Технический результат - повышение эффективности разделения газожидкостной смеси на газ, нефть и воду, очистка воды от мехпримесей и пропанта - гранул, используемых для закупоривания трещин при гидравлическом разрыве пласта, подаваемых вместе с нефтью в сепарационную установку, - до заданных значений и возможность варьирования отделения газа нефти и воды из газожидкостной смеси.EFFECT: increased efficiency of separation of a gas-liquid mixture into gas, oil and water, purification of water from solids and proppant - granules used for plugging fractures during hydraulic fracturing, supplied together with oil to a separation unit - to specified values and the possibility of varying gas separation oil and water from a gas-liquid mixture.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной сепарационной установке, включающей наклонную колонну, в которой размещены переливная перегородка, фильтр очистки воды, трубопровод подвода газожидкостной смеси с участком предварительного расслоения, подъемным участком и участком трубопровода ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну, соединенный с газоотводящим колпаком, размещенным на верху наклонной колонны, при этом к газоотводящему колпаку присоединен трубопровод отвода газа, который соединен с трубопроводом отвода газа из верха наклонной колонны, а также трубопровод отвода воды, в трубопровод подвода газожидкостной смеси с участком предварительного расслоения вмонтирован наклонный трубный расширитель, в верхней части которого размещен газоотводящий колпак, к которому присоединен трубопровод отвода газа, при этом в трубном расширителе и наклонной колонне на расстоянии 2/3 их длин от верха колонны размещены перегородки для сбора мехпримесей и пропанта и пескоуловители, кроме того, трубопроводы отвода газа из трубного расширителя и из наклонной колонны соединены между собой и с трубопроводом отвода газожидкостной смеси из наклонной колонны.The specified technical result is achieved by the fact that in a known separation installation comprising an inclined column, in which an overflow baffle, a water purification filter, a gas-liquid mixture supply pipe with a preliminary separation section, a lifting section and a gas-liquid mixture input pipe section into the inclined column connected to the gas outlet are arranged a cap placed on top of the inclined column, while the gas outlet pipe is connected to the gas outlet cap, which is connected to the pipeline Ohm, the gas outlet from the top of the inclined column, as well as the water discharge pipe, an inclined pipe expander is mounted in the gas-liquid mixture supply pipe with the preliminary separation section, in the upper part of which there is a gas exhaust cap to which the gas pipe is connected, while in the pipe expander and inclined the column at a distance of 2/3 of their lengths from the top of the column has baffles for collecting impurities and proppant and sand traps, in addition, pipelines for removing gas from the pipe expander and from the core columns are connected to each other and to the pipeline for removing the gas-liquid mixture from the inclined column.

Установление трубного расширителя наклонным, так же как и сепарационной колонны наклонной, способствует повышению поверхности раздела фаз, что в конечном итоге обеспечивает более четкое разделение фаз, повышение эффективности разделения ГЖС на газ, нефть и воду.The installation of a pipe expander inclined, as well as an inclined separation column, helps to increase the phase separation surface, which ultimately provides a clearer phase separation, increasing the efficiency of the separation of GHS into gas, oil and water.

Размещение перегородок для сбора мехпримесей и пропанта на расстоянии 2/3 длины наклонного трубного расширителя и наклонной колонны обеспечивает наибольшее скопление этих продуктов.Placing partitions for collecting mechanical impurities and proppant at a distance of 2/3 of the length of the inclined tube expander and the inclined column provides the largest accumulation of these products.

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

Сепарационная установка содержит наклонный трубный расширитель 1, который вмонтирован в трубопровод 2 подвода газожидкостной смеси с участком предварительного расслоения, подъемным участком 3 и участком трубопровода 4 ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну 5.The separation unit includes an inclined pipe expander 1, which is mounted in the pipeline 2 for supplying a gas-liquid mixture with a pre-separation section, a lifting section 3 and a section of a pipeline 4 for introducing a gas-liquid mixture into an inclined column 5.

В верхней части трубного расширителя 1 размещен газоотводящий колпак 6, к которому присоединен трубопровод отвода газа 7. Трубный расширитель снабжен также перегородкой 8, размещенной на расстоянии 2/3 длины, и пескоуловителем 9. Трубопровод 2 подвода газожидкостной смеси в наклонную колонну 5 соединен с газоотводящим колпаком 10, размещенным на верху этой колонны. При этом к верхней части колпака присоединен трубопровод 11 отвода газа из наклонной колонны 5. Последний соединен с трубопроводом отвода газа 12 из верха наклонной колонны 5. Наклонная колонна содержит переливную перегородку 13, фильтр очистки воды 14, трубопроводы отвода ГЖС 15 и очищенной воды 16. При этом в наклонной колонне 5 на расстоянии 2/3 длины от ее верха размещена перегородка 17 для задержания мехпримесей и пропанта и пескоуловитель 18. Трубопровод 7 отвода газа из наклонного трубного расширителя 1 и трубопроводы 11 и 12 отвода газа из наклонной колонны 5 соединены между собой и соединены с трубопроводом отвода нефти или ГЖС 15.In the upper part of the pipe expander 1 there is a gas exhaust cap 6, to which a gas exhaust pipe 7 is connected. The pipe expander is also equipped with a baffle 8 located at a distance of 2/3 of the length, and a sand trap 9. The pipe 2 for supplying a gas-liquid mixture to an inclined column 5 is connected to a gas exhaust a cap 10 placed on top of this column. At the same time, a pipe 11 for discharging gas from the inclined column 5 is connected to the upper part of the cap. The latter is connected to a pipe for discharging gas 12 from the top of the inclined column 5. The inclined column contains an overflow baffle 13, a water purification filter 14, and pipelines for the drainage of the GHS 15 and purified water 16. At the same time, in the inclined column 5 at a distance of 2/3 of the length from its top, a partition 17 is placed for trapping mechanical impurities and proppant and a sand trap 18. Pipeline 7 for exhausting gas from the inclined pipe expander 1 and pipelines 11 and 12 for extracting gas from the inclination columns 5 are interconnected and connected to the pipeline for the removal of oil or GHS 15.

По нижней образующей наклонной колонны размещена перфорированная труба 19, к которой присоединены патрубки 20 и 21 подачи воды для размыва мехпримесей и пропанта. К пескоуловителям 9 и 18 присоединены патрубки 20 и 22 для размыва мехпримесей и пропанта соответственно, к ним же присоединены дренажные линии 23 и 24. Внизу наклонной колонны 5 под фильтром 14 размещена дренажная линия 25 для отвода воды. На трубопроводе отвода газа 7 и на участке соединения их между собой и трубопроводом отвода нефти или ГЖС 15 размещены вентили 26, 27 и 28 соответственно. На трубопроводе 12 отвода газа из наклонной колонны установлен вентиль 29.A perforated pipe 19 is placed along the lower generatrix of the inclined column, to which water supply pipes 20 and 21 are attached to wash out solids and proppant. Pipes 20 and 22 are connected to sand traps 9 and 18 for erosion of mechanical impurities and proppant, respectively, drain lines 23 and 24 are attached to them. A drain line 25 is placed under filter 14 below filter 14 for water drainage. At the gas discharge pipe 7 and at the section where they are connected to each other and the oil drain pipe or GHS 15, valves 26, 27 and 28, respectively, are located. On the pipeline 12 of the gas outlet from the inclined column installed valve 29.

Сепарационная установка работает следующим образом.The separation unit operates as follows.

Продукция нефтяных скважин - газожидкостная смесь, содержащая мехпримеси и пропант - гранулы, используемые для закупоривания трещин при гидравлическом разрыве пласта, попадаемые вместе с нефтью в сепарационную установку, поступает по трубопроводу 2 подвода газожидкостной смеси с участком предварительного расслоения в наклонный трубный расширитель 1. При этом газ, отделившийся из газоотводящего колпака 6, отводится по трубопроводу 7. Часть мехпримесей и пропанта задерживается перегородкой 8 в пескоуловителе 9, где размывается водой, подаваемой через патрубок 22, и затем отводится через дренажную линию 23.Oil well products — gas-liquid mixture containing mechanical impurities and proppant — granules used for plugging fractures during hydraulic fracturing, which fall into the separation unit together with oil through the pipeline 2 for supplying the gas-liquid mixture with the preliminary separation section to the inclined pipe expander 1. the gas separated from the exhaust hood 6 is discharged through the pipeline 7. Some of the impurities and proppant are blocked by the partition 8 in the sand trap 9, where it is washed out by water through the pipe 22, and then discharged through the drainage line 23.

Далее ГЖС с остатками мехпримесей и пропанта по подъемному участку 3 и по участку трубопровода 4 ввода ГЖС через газоотводящий колпак 10 поступает в наклонную колонну 5, в которой оставшиеся мехпримеси и пропант, двигаясь вниз, задерживаются переливной перегородкой 17, размываются водой, подаваемой из перфорированной трубы 19, куда вода подается через патрубок 20, и удаляются через пескоуловитель 18 в дренажную линию 24. На окончательный размыв остатков мехпримесей и пропанта вода подается через патрубок 21 в перфорированную трубу 19, при этом отделенные мехпримеси и пропант отводятся по дренажной линии 25. Очищенная и отделенная от мехпримесей и пропанта вода по трубопроводу 16 выводится из наклонной колонны 5 для дальнейшей закачки ее в пласт.Next, the GHS with the residues of solids and proppant through the lifting section 3 and along the portion of the pipeline 4 of the inlet of the GHS through the exhaust hood 10 enters the inclined column 5, in which the remaining solids and proppant, moving down, are delayed by the overflow partition 17, washed out by the water supplied from the perforated pipe 19, where water is supplied through the nozzle 20, and removed through the sand trap 18 to the drain line 24. For the final erosion of the residues of solids and propant, water is supplied through the nozzle 21 to the perforated pipe 19, while lennye proppant and mechanical impurities are removed by the drain line 25. The purified and separated proppant from mechanical impurities and water through line 16 is derived from the inclined columns 5 for further injection in its formation.

В зависимости от состава ГЖС, от объемного содержания газа в ней предусматривается отбор различных продуктов - газа, воды, нефти или ГЖС. В частности, при отборе газа для направления его потребителю закрывают вентиль 28, открывают вентили 26, 27 и 29. В этом случае из наклонной колонны по трубопроводу 15 отводится нефть.Depending on the composition of the GHS, the volumetric gas content it provides for the selection of various products - gas, water, oil or GHS. In particular, when taking gas for delivery to the consumer, the valve 28 is closed, the valves 26, 27 and 29 are opened. In this case, oil is discharged from the inclined column through the pipe 15.

При невозможности отбора газа для дальнейшего использования газ подается в трубопровод 15 и смешивается с выводимым потоком нефти, образуя ГЖС. Для этого предварительно закрывают вентиль 26, а открывают вентили 27, 28 и 29.If it is impossible to select gas for further use, the gas is supplied to pipeline 15 and mixed with the output oil stream, forming a GHS. To do this, pre-close the valve 26, and open the valves 27, 28 and 29.

Установка находит промышленное применение на многих нефтедобывающих предприятиях РФ и СНГ.The installation finds industrial application at many oil producing enterprises of the Russian Federation and the CIS.

Claims

Separation unit, including an inclined column, in which an overflow baffle, a water purification filter, a gas-liquid mixture supply pipeline with a preliminary separation section, a lifting section and a gas-liquid mixture inlet pipe section in an inclined column connected to a gas outlet located on top of the inclined column are placed to a gas outlet pipe is connected to the gas outlet cap, which is connected to a gas outlet pipe from the top of the inclined column, as well as a water discharge pipe characterized in that an inclined pipe expander is mounted in the gas-liquid mixture supply pipe with the preliminary delamination section, in the upper part of which there is a gas exhaust cap to which the gas exhaust pipe is connected, while in the pipe expander and the inclined column at a distance of 2/3 of its length from at the top of the column are partitions for collecting mechanical impurities and proppant and sand traps, in addition, the pipelines for exhausting gas from a pipe expander and from an inclined column are interconnected and ruboprovodom removal of oil from the inclined column.