RU2429042C1

RU2429042C1 - Device for reducing pulsation at transport of gas-liquid mixture along raised territory

Info

Publication number: RU2429042C1
Application number: RU2010120120/05A
Authority: RU
Inventors: Виктор Александрович Крюков (RU); Виктор Александрович Крюков; Ратмир Рифович Ахметзянов (RU); Ратмир Рифович Ахметзянов; Артур Юрьевич Акопов (RU); Артур Юрьевич Акопов
Original assignee: ЗАО Научно-техническая Компания "МОДУЛЬНЕФТЕГАЗКОМПЛЕКТ"
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2011-09-20

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: device includes downward and upward sections of pipeline and gas discharge pipeline. Gas expansion tank that is connected through hydraulic lock to downward section of pipeline is connected to downward section of pipeline. Gas expansion tank is equipped with gas collector to gas outlet pipeline which is connected to downward section of pipeline. Hydraulic lock is connected by means of gas equalising line to gas outlet pipeline.

EFFECT: invention allows reducing pulsations at transportation of gas-liquid mixture along raised territory.

1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для снижения пульсации, вызываемой газовыми пробками, при транспорте газожидкостной смеси по рельефной местности.The invention relates to the oil industry and can be used to reduce ripple caused by gas plugs when transporting a gas-liquid mixture in a relief terrain.

При одновременном транспортировании нефти, газа и воды - газожидкостной смеси (ГЖС) - по однотрубной герметизированной системе сбора часто наблюдаются значительные пульсации в сборных коллекторах, вызываемые газовыми пробками.While transporting oil, gas and water - gas-liquid mixture (GHS) - through a single-tube sealed collection system, significant ripple in the manifolds often caused by gas plugs is often observed.

Природа возникновения пульсаций заключается в том, что при движении газожидкостной смеси, особенно по «рельефным» трубопроводам, газовая фаза, образующаяся в верхней части газопровода, может изменяться в объеме - сжиматься и расширяться, изменяя тем самым давление. Образование газовых «мешков» ведет к разрыву сплошности потока жидкости, в результате чего получается неравномерная подача продукции и, как следствие, пульсирующая работа самого трубопровода.The nature of the occurrence of pulsations lies in the fact that during the movement of a gas-liquid mixture, especially along "relief" pipelines, the gas phase formed in the upper part of the gas pipeline can change in volume - compress and expand, thereby changing the pressure. The formation of gas "bags" leads to a rupture of the continuity of the fluid flow, resulting in an uneven flow of products and, as a result, the pulsating operation of the pipeline itself.

Для передавливания частично отсепарированной нефти из нисходящего участка трубопровода в восходящий необходимо создание дополнительного давления для сжатия газового «мешка» до размеров, позволяющих перетекать этой нефти из одного колена в другое.In order to transfer partially separated oil from the descending section of the pipeline to the upstream, additional pressure must be created to compress the gas "bag" to a size that allows this oil to flow from one elbow to another.

Создание дополнительных давлений для транспортирования газожидкостной смеси по «рельефному» трубопроводу приводит к большим пульсациям давления (до 5 МПа), которые могут повлечь разрыв самого трубопровода вследствие его вибрации, а также ухудшение режима работы как сепарационных установок, так и установок подготовки нефти (УПН) и воды (УПВ).The creation of additional pressures for transporting the gas-liquid mixture through the "relief" pipeline leads to large pressure pulsations (up to 5 MPa), which can lead to rupture of the pipeline itself due to its vibration, as well as to a deterioration in the operation mode of both separation plants and oil treatment plants (UPN) and water (UPV).

Пульсации в трубопроводах, транспортирующих газожидкостные смеси, могут приводить к авариям трубопроводов, к перегрузке сепарационной установки, а следовательно, к уносу в газопроводы больших количеств жидкости из сепараторов и снижению тем самым пропускной способности трубопроводов, к нарушению технологического режима установок подготовки нефти и воды.Ripples in pipelines transporting gas-liquid mixtures can lead to pipeline accidents, to overloading of the separation unit, and therefore to the entrainment of large quantities of liquid from separators into pipelines and thereby reducing the throughput of pipelines, to disruption of the technological regime of oil and water treatment plants.

В свою очередь, нарушение нормального режима работы сепарационных установок и УПН, как правило, влечет большую загазованность товарных парков, в результате чего создаются ситуации возникновения пожаров, взрывов и отравление людей.In turn, a violation of the normal operation of separation plants and UPN, as a rule, entails a greater gas contamination of commodity parks, resulting in situations of fires, explosions and poisoning of people.

Кроме того, пульсации расхода могут сопровождаться пробковыми прорывами и остановками поступления жидкости и газа. Это нарушает процессы нагрева, сепарации и обезвоживания нефти и нормальный режим поступления газа на факел, что может вызвать прекращение его горения и создание опасности повышенной загазованности территории установки предварительного сброса воды (УПСВ).In addition, flow pulsations can be accompanied by cork breakthroughs and stops the flow of liquid and gas. This violates the processes of heating, separation and dehydration of oil and the normal mode of gas supply to the flare, which can cause its cessation of combustion and create a danger of increased gas contamination of the territory of the preliminary water discharge installation (UPSW).

Известен сепаратор первой ступени для сепарации нефти от газа с предварительным отбором газа, содержащий восходящий и нисходящий участки трубопровода подачи ГЖС, при этом на нисходящем участке размещены ряд параллельных труб отвода газа и трубопровод отвода воды. Кроме того, трубы отвода газа присоединены к сборному коллектору (депульсатору) газа. Последний присоединен к корпусу каплеуловителя. [Г.С.Лутошкин «Сбор и подготовка нефти, газа и воды», Москва, Недра. 1983 г., с.39-40, рис.17].A first-stage separator is known for separating oil from gas with gas pre-sampling, containing upstream and downstream sections of the GHS supply pipe, while a series of parallel gas pipes and a water pipe are located on the downstream section. In addition, the gas exhaust pipes are connected to a gas collector (depulsator). The latter is attached to the droplet eliminator body. [G.S. Lutoshkin “Collection and preparation of oil, gas and water”, Moscow, Nedra. 1983, p. 39-40, Fig. 17].

Недостатком этого устройства является образование «газовых мешков» в повышенных местах рельефа местности, которые приводят к значительным пульсациям ГЖС и к срыву нормального режима работы сепарационных установок, установок подготовки нефти (УПН) и воды (УПВ), которые связаны между собой.The disadvantage of this device is the formation of "gas bags" in elevated areas of the terrain, which lead to significant pulsations of GHS and to disrupt the normal operation of separation plants, oil treatment plants (UPN) and water (UPV), which are interconnected.

Недостатком этого устройства является также то, что это дорогостоящее сооружение вследствие того, что необходимо строить отдельные трубопроводы отвода газа и воды.The disadvantage of this device is that it is an expensive construction due to the fact that it is necessary to build separate pipelines for the removal of gas and water.

Наиболее близким устройством для борьбы с пульсациями «рельефных» трубопроводов является «рельефный» сборный коллектор, оборудованный эжектором, заключенным в катушку. Устройство содержит газоотводную трубку, соединенную одним концом с эжектором, а другим - с самой высокой точкой трубопровода (перевальной). Вследствие незначительного сужения нефтегазовой струи в эжекторе, заключенном в катушку, в сечении катушки получаются повышенные скорости смеси.The closest device to combat pulsations of "relief" pipelines is a "relief" prefabricated collector equipped with an ejector enclosed in a coil. The device contains a gas pipe connected at one end to the ejector, and the other to the highest point of the pipeline (cross). Due to a slight narrowing of the oil and gas stream in the ejector enclosed in the coil, increased mixture speeds are obtained in the section of the coil.

В результате этого в газоотводной трубке, соединенной одним концом с эжектором, другим - с самой высокой точкой трубопровода (перевальной) образуется пониженное давление, подсос газовых скоплений из газового «мешка» и тем самым это газ увлекается в пониженную часть сборного коллектора [Г.С.Лутошкин «Сбор и подготовка нефти, газа и воды», М., Изд. «Недра», 1979 г., с.24-27, рис.7].As a result of this, a low pressure is formed in the gas outlet pipe connected at one end to the ejector and the other at the highest point of the pipeline (pass), suction of gas accumulations from the gas "bag" and thereby this gas is entrained in the lower part of the collecting manifold [G.S .Lutoshkin "The collection and preparation of oil, gas and water", M., Ed. "The bowels", 1979, p.24-27, Fig. 7].

Недостатком устройства является образование «газовых мешков» в повышенных местах рельефа местности, которые приводят к значительным пульсациям расхода и давления ГЖС и к срыву нормального режима работы сепарационных установок, УПН и УПВ, которые связаны между собой.The disadvantage of this device is the formation of "gas bags" in elevated areas of the terrain, which lead to significant pulsations of the flow and pressure of the GHS and to the disruption of the normal operation of separation plants, UPN and UPV, which are interconnected.

Недостатком устройства является также то, что при достижении «газовой шапкой» нижней точки возможен залповый прорыв газа через эжектор в восходящий трубопровод. Прорыв газа продолжается до тех пор, пока давление в «газовой шапке» и в облегченном за счет столба жидкости восходящем трубопроводе не уравновесится. Этот момент характеризуется снижением давления в нижней точке трубопровода. С этого момента поступления жидкости на установку предварительного сброса воды (УПСВ) из трубопровода прекращается, но продолжается прорыв газа за счет подъема газовых пробок и происходит обратный сток жидкости с частичным заполнением нисходящего трубопровода.A disadvantage of the device is that when the gas cap reaches the bottom point, volley gas breakthrough through the ejector into the ascending pipeline is possible. The gas breakthrough continues until the pressure in the "gas cap" and in the ascending pipe, which is facilitated by the liquid column, is balanced. This point is characterized by a decrease in pressure at the lower point of the pipeline. From this moment, the flow of liquid to the installation of preliminary water discharge (UPSW) from the pipeline ceases, but the gas breakthrough continues due to the rise of gas plugs and liquid backflow occurs with a partial filling of the downward pipeline.

После окончания прорыва газа процесс накопления жидкости в восходящем трубопроводе и «газовой шапки» в нисходящем трубопроводе повторяется.After the gas breakthrough is completed, the process of liquid accumulation in the upward pipeline and the “gas cap” in the downward pipeline is repeated.

Технический результат - снижение пульсации при транспортировании газожидкостной смеси по рельефной местности.EFFECT: reduced ripple during transportation of a gas-liquid mixture over a relief terrain.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для снижения пульсации при транспорте газожидкостной смеси по рельефной местности содержит нисходящий и восходящий участки трубопровода и газоотводной трубопровод, при этом к нисходящему участку трубопровода присоединен газовый расширитель, который через гидрозатвор соединен с нисходящим участком трубопровода, газовый расширитель снабжен газосборником с газоотводным трубопроводом, который соединен с нисходящим участком трубопровода, кроме того, гидрозатвор газоуравнительной линией соединен с газоотводным трубопроводом.The specified technical result is achieved by the fact that the device for reducing ripple when transporting a gas-liquid mixture over a bumpy terrain contains downward and upward sections of the pipeline and a gas outlet pipe, while a gas expander is connected to the downward section of the pipeline, which is connected through a water seal to the downstream section of the pipeline, and the gas expander is equipped with gas collector with a gas outlet pipe, which is connected to the descending section of the pipeline, in addition, a gas seal the body line is connected to the gas exhaust pipe.

На чертеже приведено предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Устройство содержит нисходящий 1 и восходящий 2 участки трубопровода транспортирования газожидкостной смеси. К нисходящему участку 1 трубопровода присоединен газовый расширитель 3, который через гидрозатвор 4 соединен с нисходящим участком 1 трубопровода. Газовый расширитель 3 снабжен газосборником 5 с газоотводным трубопроводом 6, который соединен с нисходящим 1 участком трубопровода. Кроме того, гидрозатвор 4 газоуравнительной линией 7 соединен с газоотводным трубопроводом 6.The device contains a descending 1 and ascending 2 sections of the pipeline for transporting a gas-liquid mixture. A gas expander 3 is connected to the descending section 1 of the pipeline, which is connected through a water trap 4 to the descending section 1 of the pipeline. The gas expander 3 is equipped with a gas collector 5 with a gas outlet pipe 6, which is connected to a downstream 1 section of the pipeline. In addition, the water trap 4 gas equalization line 7 is connected to the exhaust pipe 6.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При прохождении газожидкостной смеси по нисходящему участку 1 трубопровода в нем возникают газовые пробки и неравномерное поступление продукции скважин на установку предварительного сброса воды. Газовые пробки, в свою очередь, способствуют интенсивной пульсации продукции. Для предотвращения пульсации ГЖС направляют в газовый расширитель 3, где происходит отделение газа, который через газосборник 5 направляется по газоотводной трубе 6 и поступает далее в нисходящий участок трубопровода 1. Уровень ГЖС в газовом расширителе 3 поддерживается гидрозатвором 4, а давление в нем поддерживается газоуравнительной линией 7. Тем самым предотвращается пульсация при одновременном транспортировании нефти, газа и воды - ГЖС, обусловленные рельефом местности.When the gas-liquid mixture passes along the descending section of the pipeline 1, gas plugs appear in it and uneven flow of well products to the preliminary water discharge installation. Gas plugs, in turn, contribute to intense pulsation of products. To prevent pulsation, the GHS is sent to a gas expander 3, where gas is separated, which is directed through the gas pipe 5 through the gas collector 6 and then goes to the descending section of the pipeline 1. The GHS level in the gas expander 3 is maintained by a gas seal 4, and the pressure in it is maintained by a gas equalization line 7. Thereby pulsation is prevented while transporting oil, gas and water - GHS, due to the terrain.

Изобретение находит промышленное применение на многих нефтедобывающих предприятиях России и СНГ.The invention finds industrial application at many oil companies in Russia and the CIS.

Claims

A device for reducing ripple when transporting a gas-liquid mixture over a bumpy terrain, including downstream and upstream sections of the pipeline and a gas outlet, characterized in that a gas expander is connected to the downstream section of the pipeline, which is connected through a water seal to the downstream section of the pipeline, while the gas expander is equipped with a gas collector with a gas outlet pipe that is connected to the downstream portion of the pipeline, in addition, a water seal is connected by a gas equalization line to by a vent pipe.