RU2568665C1

RU2568665C1 - Settling reservoir for intra-field oil treatment before hot dehydration

Info

Publication number: RU2568665C1
Application number: RU2014138382/03A
Authority: RU
Inventors: Наиль Габдулбариевич Ибрагимов; Илгиз Мисбахович Салихов; Равиль Нурович Ахмадиев; Сергей Анатольевич Трубкин; Рашит Равилевич Бакиров; Айрат Идрисович Каримов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2015-11-20

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: settling reservoir for intra-field oil treatment before hot dehydration includes a shell, oil emulsion inlet unit, oil outlet unit and formation water outlet unit. The shell is made cylindrical with spherical side walls, oil emulsion inlet unit, oil outlet unit and formation water outlet unit are made as a horizontal pipe blind at ends, with vertical unions placed asymmetrically in regard to the pipe centre and at distance from the pipe edge per 10-20% of its length, thus forming a short and long sides of the pipe; oil emulsion inlet unit is placed in the bottom part of the shell and equipped with vertical feeding tube, horizontal pipe placed in the shell axis and perforated from bottom at the sides by elliptic openings with long axis oriented along the pipe, with short pipe end placed close to the side wall of the shell; oil outlet unit is placed in the top part of the shell, it is placed at the other side of the shell and equipped with vertical outlet unit, a horizontal pipe of diameter less than pipe of the oil emulsion inlet unit, it is placed along the shell axis with perforated elliptic openings on top at the sides with long axis oriented along the pipe, with short pipe end placed close to the side wall of the shell; the formation water outlet unit is placed in the bottom part of the shell under the oil outlet unit, it is equipped with vertical outlet union, a horizontal pipe with diameter less than the pipe of the oil emulsion inlet unit, which is placed in the shell axis with perforated elliptic openings from the bottom at the sides with long axis oriented along the pipe, with short pipe end placed close to the side wall of the shell.

EFFECT: higher efficiency of oil treatment.

2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение на нефтепромысле при подготовке нефтяной эмульсии к горячему обезвоживанию.The invention relates to the oil industry and may find application in the oil field in the preparation of oil emulsions for hot dehydration.

Известен сепаратор для дегазации и обезвоживания нефти, включающий горизонтальный корпус, нагреватель, поперечные перфорированные перегородки, отстойную секцию, секцию нагрева, патрубки ввода газоводонефтяной эмульсии, вывода газа, воды и нефти. Патрубок ввода газоводонефтяной эмульсии размещен в первой секции сепаратора, нагреватель размещен во второй секции сепаратора, нагреватель выполнен в виде, по крайней мере, двух размещенных один над другим рядов параллельных труб, соединенных по торцам горизонтальными коллекторами, верхний из горизонтальных коллекторов соединен с патрубком ввода теплоносителя, нижний из горизонтальных коллекторов соединен с патрубком вывода теплоносителя, горизонтальные коллекторы соседних по высоте рядов труб соединены друг с другом со стороны, противоположной патрубкам для ввода и вывода теплоносителя, трубы в каждом ряду установлены с уклоном от входного коллектора к выходному, на разделе первой и второй секций сепаратора установлены поперечные перфорированные перегородки, первая из которых перфорирована в верхней части и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, а вторая перфорирована в верхней части на меньшую высоту и установлена с большим зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, чем первая перегородка, и частично перфорирована в нижней части, патрубок вывода газа размещен в верхней части между перегородками, патрубок вывода воды размещен во второй секции вблизи от перегородок, патрубок вывода нефти размещен в торце второй секции (патент РФ №2206734, кл. Е21В 43/34, опубл. 20.06.2003).Known separator for degassing and dehydration of oil, including a horizontal casing, a heater, transverse perforated partitions, a settling section, a heating section, pipes for the input of gas-oil emulsion, the output of gas, water and oil. The gas-oil-oil emulsion inlet pipe is placed in the first separator section, the heater is located in the second separator section, the heater is made in the form of at least two rows of parallel pipes placed one above the other, connected by horizontal collectors at the ends, the upper horizontal collector is connected to the coolant inlet pipe , the lower of the horizontal collectors is connected to the coolant outlet pipe, the horizontal collectors of the rows of pipes adjacent in height are connected to each other from the side, opposite to the nozzles for the input and output of the coolant, the pipes in each row are installed with a slope from the inlet to the outlet, on the section of the first and second sections of the separator there are transverse perforated partitions, the first of which is perforated in the upper part and installed with a gap to the lower generatrix of the separator body, and the second is perforated in the upper part to a lower height and installed with a larger gap to the lower generatrix of the separator body than the first partition, and partially perforated in the lower part, p a gas outlet pipe is located in the upper part between the partitions, a water outlet pipe is placed in the second section close to the partitions, an oil outlet pipe is located at the end of the second section (RF patent No. 2206734, cl. ЕВВ 43/34, publ. 06/20/2003).

Наиболее близкой к предложенному изобретению по технической сущности является установка для внутрипромысловой подготовки нефти, включающая трехфазный сепаратор, который снабжен дестабилизатором на входе эмульсии в аппарат, и в котором входной патрубок перенесен на нижнюю образующую емкости на расстояние 0,5-1 м от перегородки, над входом эмульсии в аппарат на высоте также 0,5-1 м приварен нижним концом к перегородке и стенкам емкости наклонный желоб, обращенный дном вверх, открытой стороной вниз, нижний конец которого приварен к нефтесливной перегородке и, возможно, к стенкам емкости, верхний конец желоба по верхней образующей не доходит до эллиптического днища емкости на расстоянии 0,5-1 м на высоте, на 0,1-0,2 м выше высоты верхней кромки нефтесливной перегородки для пенистых нефтей или не выше нее для непенистых, нефтеотстойный отсек трехфазного сепаратора в верхней своей части снабжен двумя рядами перегородок с шагом 1,5-2 м: один ряд с нижней кромкой на уровне верхней кромки нефтесливной перегородки, и верхней - на уровне не выше половины просвета над перегородкой, а второй ряд, смещенный относительно первого на 0,3-0,5 шага, имеет форму сегмента с нижней образующей не ниже половины просвета над перегородкой; а при выполнении концевой сепарации в трехфазном сепараторе нефтесливной отсек снабжен пространственным лотком, составленным из трех пересекающихся плоских лотков: продольного, приваренного к верхней кромке перегородки и наклоненного к последней под острым углом, и двух поперечных, симметричных друг другу относительно вертикальной продольной плоскости симметрии емкости, образующих пространственный угол, ребро которого наклонено к горизонтали на угол 10-40 градусов навстречу потоку, при этом нижняя кромка поперечных пластин расположена не выше диаметра емкости, а между продольными и поперечными лотками, перегородкой и стенкой емкости имеются щели для прохождения стекающей нефти (патент РФ №2238403, кл. Е21В 43/34, опубл. 20.10.2004 - прототип).Closest to the proposed invention in technical essence is an installation for infield oil treatment, including a three-phase separator, which is equipped with a destabilizer at the inlet of the emulsion into the apparatus, and in which the inlet pipe is transferred to the lower generatrix of the tank at a distance of 0.5-1 m from the partition, above the emulsion entrance to the apparatus at a height of 0.5-1 m is also welded with the lower end to the partition and the walls of the tank inclined trough facing upside down, open side down, the lower end of which is welded to oil spills the septum and, possibly, to the walls of the tank, the upper end of the gutter along the upper generatrix does not reach the elliptical bottom of the tank at a distance of 0.5-1 m at a height of 0.1-0.2 m above the height of the upper edge of the oil sump for foamy oil or not higher for non-foaming, the oil sump compartment of the three-phase separator in its upper part is equipped with two rows of partitions with a step of 1.5-2 m: one row with a lower edge at the level of the upper edge of the oil-septum and the upper one at a level not exceeding half the clearance above the septum, and the second row shifted relative to the first by 0.3-0.5 steps, has the shape of a segment with a lower generatrix not lower than half of the clearance above the septum; and when performing end separation in a three-phase separator, the oil-drain compartment is equipped with a spatial tray made up of three intersecting flat trays: longitudinal, welded to the upper edge of the partition and inclined to the latter at an acute angle, and two transverse, symmetrical to each other with respect to the vertical longitudinal plane of symmetry of the tank, forming a spatial angle, the edge of which is inclined to the horizontal by an angle of 10-40 degrees towards the flow, while the lower edge of the transverse plates is located and not higher than the container diameter, and between the longitudinal and transverse trays, baffle and the vessel wall there are gaps for passage of flowing oil (RF patent №2238403, cl E 21 B 43/34, published 20.10.2004 -.. prototype).

Общим недостатком известных устройств является невысокая эффективность подготовки нефти, выражающаяся в большом количестве остающихся в нефти примесей воды и твердых взвешенных частиц.A common disadvantage of the known devices is the low efficiency of oil preparation, which is expressed in the large amount of water impurities and solid suspended particles remaining in the oil.

В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности подготовки нефти.The proposed invention solves the problem of increasing the efficiency of oil preparation.

Задача решается тем, что в отстойнике для внутрипромысловой подготовки нефти к горячему обезвоживанию, включающем корпус, узел ввода нефтяной эмульсии, узел вывода нефти и узел вывода пластовой воды, согласно изобретению корпус выполнен цилиндрическим с боковыми сферическими стенками, узел ввода нефтяной эмульсии, узел вывода нефти, узел вывода пластовой воды выполнены в виде горизонтальной трубы, заглушенной с торцев, с вертикальными штуцерами, размещенными асимметрично относительно центра трубы и отстоящими от края трубы на 10-20% ее длины, образуя короткую и длинную стороны трубы, узел ввода нефтяной эмульсии расположен в нижней части корпуса, снабжен вертикальным подводящим патрубком, горизонтальной трубой, расположенной по оси корпуса, перфорированной снизу с боков отверстиями в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы, с коротким концом трубы, расположенным вблизи боковой стенки корпуса, узел вывода нефти расположен в верхней части корпуса, размещен в другой стороне корпуса, снабжен вертикальным отводящим штуцером, горизонтальной трубой меньшего диаметра, чем труба узла ввода нефтяной эмульсии, расположенной по оси корпуса с перфорационными отверстиями сверху с боков в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы, с коротким концом трубы, расположенным вблизи боковой стенки корпуса, узел вывода пластовой воды расположен в нижней части корпуса под узлом вывода нефти, снабжен вертикальным отводящим штуцером, горизонтальной трубой меньшего диаметра, чем труба узла ввода нефтяной эмульсии, расположенной по оси корпуса с перфорационными отверстиями снизу с боков в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы, с коротким концом трубы, расположенным вблизи боковой стенки корпуса.The problem is solved in that in the sump for in-situ preparation of oil for hot dehydration, including a housing, an oil emulsion inlet unit, an oil outlet unit and formation water outlet unit, according to the invention, the housing is cylindrical with side spherical walls, an oil emulsion inlet unit, an oil outlet unit , the unit for outputting produced water is made in the form of a horizontal pipe plugged from the ends, with vertical fittings placed asymmetrically relative to the center of the pipe and 10-20% spaced from the pipe edge for otherwise, forming the short and long sides of the pipe, the oil emulsion inlet unit is located in the lower part of the body, equipped with a vertical inlet pipe, a horizontal pipe located along the body axis, perforated from the bottom with openings in the form of an ellipse with a long axis along the pipe, with a short pipe end located near the side wall of the housing, the oil outlet assembly is located in the upper part of the housing, located on the other side of the housing, equipped with a vertical outlet fitting, a horizontal pipe of smaller diameter than the pipes an oil emulsion inlet unit located along the body axis with perforations on the top from the sides in the form of an ellipse with a long axis along the pipe, with a short pipe end located near the side wall of the body, the formation water outlet unit is located in the lower part of the body under the oil outlet unit, equipped with a vertical outlet fitting, a horizontal pipe of smaller diameter than the pipe of the oil emulsion inlet assembly, located along the axis of the body with perforations from the bottom from the sides in the form of an ellipse with a long axis along the pipe, with the short end of the pipe located near the side wall of the housing.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

При внутрипромысловой подготовке нефти к горячему обезвоживанию применяют различные отстойники, дающие неплохой результат по качеству воды при использовании для водоподготовки нефтяной эмульсии с небольшим содержанием солей и твердых взвешенных частиц. В этом случае производят многоступенчатую подготовку в несколько этапов на разных аппаратах. Однако при наличии нефтяной эмульсии с большим количеством солей и твердых взвешенных частиц такой способ оказывается нерациональным с экономической точки зрения и его не применяют. Стараются свести всю водоподготовку к использованию одного аппарата. Однако общим недостатком известных устройств является невысокая эффективность очистки нефти, вызванная наличием нестационарных турбулентных потоков в отстойнике. Турбулентные потоки поддерживают соли и твердые взвешенные частицы в нефти и препятствуют ее очищению. В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности очистки нефти. Задача решается отстойником для внутрипромысловой подготовки нефти к горячему обезвоживанию, представленным на фиг. 1.In the field preparation of oil for hot dehydration, various sedimentation tanks are used, which give a good result on the quality of water when using oil emulsion with a small content of salts and solid suspended particles for water treatment. In this case, multi-stage preparation is carried out in several stages on different devices. However, in the presence of an oil emulsion with a large number of salts and solid suspended particles, this method is inefficient from an economic point of view and is not used. Try to reduce all water treatment to the use of a single apparatus. However, a common disadvantage of the known devices is the low efficiency of oil refining caused by the presence of unsteady turbulent flows in the sump. Turbulent flows support salts and suspended solids in oil and prevent its refining. The proposed invention solves the problem of increasing the efficiency of oil refining. The problem is solved by a sump for oilfield preparation of oil for hot dehydration, shown in FIG. one.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - корпус, 2 - узел ввода нефтяной эмульсии, 3 - узел вывода нефти, 4 - узел вывода пластовой воды, 5 - патрубок узла ввода нефтяной эмульсии, 6 - цилиндрическая часть корпуса, 7 - боковые сферические стенки, 8 - вертикальный подводящий штуцер узла ввода нефтяной эмульсии, 9 - горизонтальная труба узла ввода нефтяной эмульсии, 10 - перфорационные отверстия, 11 - вертикальный отводящий штуцер узла вывода нефти, 12 - горизонтальная труба узла вывода нефти, 13 - перфорационные отверстия, 14 - вертикальный отводящий штуцер узла вывода пластовой воды, 15 - горизонтальная труба узла вывода пластовой воды, 16 -перфорационные отверстия, 17 - заглушки торцев труб 9, 12 и 15.In FIG. 1 the following designations are adopted: 1 - housing, 2 - oil emulsion inlet unit, 3 - oil inlet unit, 4 - formation water outlet unit, 5 - branch pipe of the oil emulsion inlet unit, 6 - cylindrical part of the body, 7 - spherical side walls, 8 - a vertical inlet fitting for an oil emulsion inlet assembly, 9 - a horizontal pipe in an oil emulsion inlet assembly, 10 - perforations, 11 - a vertical outlet fitting for an oil outlet assembly, 12 - a horizontal pipe of an oil outlet assembly, 13 - perforation holes, 14 - a vertical outlet fitting node pin and formation water, 15 - horizontal tube assembly output produced water -perforatsionnye holes 16, 17 - stub pipe ends 9, 12 and 15.

Отстойник для внутрипромысловой подготовки нефти к горячему обезвоживанию работает следующим образом.The sump for infield preparation of oil for hot dehydration works as follows.

В нормальном состоянии задвижка (не показана) на вертикальном подводящем штуцере 8 узла ввода нефтяной эмульсии 2 и задвижка (не показана) на вертикальном отводящем штуцере 11 узла вывода нефти 3 открыты. Задвижка (не показана) на вертикальном отводящем штуцере 14 узла вывода пластовой воды 4 закрыта. Нефтяная эмульсия поступает в корпус 1 через узел ввода нефтяной эмульсии 2, т.е. через вертикальный подводящий штуцер 8, патрубок узла ввода нефтяной эмульсии 5, горизонтальную трубу 9 и перфорационные отверстия 10, расслаивается на нефть и пластовую воду, выделяет твердые взвешенные частицы. Нефть скапливается в верхней части корпуса 1 и выводится через узел вывода нефти 3. Пластовая вода без нефти отстаивается снизу корпуса 1. Твердые взвешенные частицы скапливаются на дне корпуса 1. По мере накопления пластовой воды открывают задвижку на вертикальном отводящем штуцере 14 узла вывода пластовой воды 4 и выпускают пластовую воду из корпуса 1. Задвижку закрывают.In a normal state, a valve (not shown) on the vertical inlet fitting 8 of the oil emulsion inlet 2 assembly and a valve (not shown) in the vertical outlet fitting 11 of the oil inlet 3 assembly are open. A valve (not shown) on the vertical discharge fitting 14 of the formation water outlet 4 is closed. The oil emulsion enters the housing 1 through the input unit of the oil emulsion 2, i.e. through a vertical inlet fitting 8, a pipe of an oil emulsion inlet input unit 5, a horizontal pipe 9 and perforation holes 10, delaminate into oil and produced water, releases solid suspended particles. Oil accumulates in the upper part of the housing 1 and is discharged through the oil outlet 3. The produced water without oil settles down at the bottom of the housing 1. Solid suspended particles accumulate at the bottom of the housing 1. As the formation of water accumulates, open the valve on the vertical discharge fitting 14 of the formation water outlet 4 and release formation water from the housing 1. The valve is closed.

Расположение узла ввода нефтяной эмульсии 2 в нижней части корпуса 1, расположение горизонтальной трубы 9 по оси корпуса 1 с перфорационными отверстиями 10 снизу и с боков в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы, с короткой стороной трубы, расположенной вблизи боковой стенки корпуса, приводит к равномерному и плавному распределению нефтяной эмульсии в нижней части корпуса 1, плавному и постепенному растеканию струй жидкости вниз, созданию ламинарного потока вниз, расслоению нефтяной эмульсии на нефть и пластовую воду и выпадению на дно корпуса 1 твердых взвешенных частиц. Расположение перфорационных отверстий 10 снизу и с боков позволяет избегать засорения трубы 9 твердыми взвешенными частицами.The location of the input unit of the oil emulsion 2 in the lower part of the housing 1, the location of the horizontal pipe 9 along the axis of the housing 1 with perforations 10 at the bottom and sides in the form of an ellipse with a long axis along the pipe, with the short side of the pipe located near the side wall of the housing, leads to uniform and smooth distribution of the oil emulsion in the lower part of the housing 1, smooth and gradual spreading of the liquid jets down, creating a laminar flow down, stratification of the oil emulsion into oil and produced water and falling to the bottom of the core Pus 1 solid suspended particles. The location of the perforations 10 from below and from the sides avoids clogging of the pipe 9 with solid suspended particles.

Отделившаяся нефть собирается в верхней части корпуса 1.The separated oil is collected in the upper part of the housing 1.

При накоплении нефти в верхней части на вертикальном отводящем штуцере 11 узла вывода нефти 3 создается поток нефти в трубу 12.With the accumulation of oil in the upper part on the vertical discharge nozzle 11 of the oil output unit 3, an oil flow into the pipe 12 is created.

Наличие горизонтальной трубы 12 меньшего диаметра, чем труба 9 узла ввода нефтяной эмульсии 2, расположение трубы 12 по оси корпуса 1 вблизи другой боковой стенки 7 корпуса 1 с перфорационными отверстиями 13 в верхней части трубы 12 в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы 12, с короткой стороной трубы 12, расположенной вблизи боковой стенки 7 корпуса 1, способствует сбору нефти в месте ее концентрации, плавному отбору нефти с образованием ламинарного потока, исключению забора пластовой воды.The presence of a horizontal pipe 12 of smaller diameter than the pipe 9 of the input unit of the oil emulsion 2, the location of the pipe 12 along the axis of the housing 1 near the other side wall 7 of the housing 1 with perforations 13 in the upper part of the pipe 12 in the form of an ellipse with a long axis along the pipe 12, s the short side of the pipe 12, located near the side wall 7 of the housing 1, contributes to the collection of oil at its concentration, the smooth selection of oil with the formation of a laminar flow, eliminating the intake of formation water.

Расположение узла вывода пластовой воды 4 в нижней части корпуса 1 под узлом вывода нефти 3 способствует отбору пластовой воды под границей раздела фаз, снижению концентрации пластовой воды под промежуточными слоями разделяющейся нефтяной эмульсии и способствует более полному отделению нефти от воды. Отнесение узла вывода пластовой воды 4 от узла ввода нефтяной эмульсии 2 увеличивает расстояние от входа до выхода, увеличивает время, а значит и полноту разделения нефтяной эмульсии. Наличие горизонтальной трубы 15 меньшего диаметра, чем труба 9 узла ввода нефтяной эмульсии 2, расположение по оси корпуса 1 с перфорационными отверстиями 16 в нижней части в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы 15, с короткой стороной трубы 15, расположенным вблизи боковой стенки 7 корпуса 1 способствует отбору пластовой воды, лишенной нефти, образованию ламинарного потока, исключающего перемешивание нефти и пластовой воды.The location of the formation water outlet 4 in the lower part of the housing 1 under the oil outlet 3 facilitates the selection of produced water under the phase boundary, reduces the concentration of produced water under the intermediate layers of the separated oil emulsion and contributes to a more complete separation of oil from water. The allocation of the node output of produced water 4 from the input node of the oil emulsion 2 increases the distance from the inlet to the outlet, increases the time, and hence the completeness of the separation of the oil emulsion. The presence of a horizontal pipe 15 of smaller diameter than the pipe 9 of the input unit of the oil emulsion 2, the location along the axis of the housing 1 with perforations 16 in the lower part in the form of an ellipse with a long axis along the pipe 15, with the short side of the pipe 15 located near the side wall 7 of the housing 1 contributes to the selection of produced water, devoid of oil, the formation of a laminar flow, eliminating the mixing of oil and produced water.

В качестве примера конкретного выполнения на фиг. 2 представлен предлагаемый отстойник с конкретными размерами элементов конструкции. Длина отстойника составляет 22 м.As an example of a specific implementation in FIG. 2 shows the proposed sedimentation tank with specific dimensions of structural elements. The length of the sump is 22 m.

Таким образом, в предложенном отстойнике удается полностью разделить нефтяную эмульсию на нефть и пластовую воду, выделить все твердые взвешенные частицы.Thus, in the proposed sedimentation tank, it is possible to completely separate the oil emulsion into oil and produced water, to isolate all solid suspended particles.

Применение предложенного отстойника позволит решить задачу повышения эффективности подготовки нефти, снизить содержание в нефти воды и твердых взвешенных частиц.The application of the proposed sump will allow us to solve the problem of increasing the efficiency of oil preparation, to reduce the content of water and suspended solids in oil.

Claims

Sump for in-situ preparation of oil for hot dehydration, including a housing, an oil emulsion inlet assembly, an oil outlet assembly and formation water outlet assembly, characterized in that the housing is cylindrical with side spherical walls, an oil emulsion inlet assembly, an oil withdrawal assembly, a formation outlet assembly water is made in the form of a horizontal pipe, muffled from the ends, with vertical fittings placed asymmetrically relative to the center of the pipe and 10-20% of its length from the pipe edge, forming a short and long the other side of the pipe, the oil emulsion inlet unit is located in the lower part of the body, equipped with a vertical inlet pipe, a horizontal pipe located along the body axis, perforated from the bottom with holes in the form of an ellipse with a long axis along the pipe, with a short pipe end located near the side wall the housing, the oil outlet assembly is located in the upper part of the housing, is located on the other side of the housing, is equipped with a vertical outlet fitting, a horizontal pipe of smaller diameter than the tube of the oil emulsion inlet assembly II, located along the axis of the casing with perforations on the top from the sides in the form of an ellipse with a long axis along the pipe, with a short pipe end located near the side wall of the casing, the formation water outlet is located in the lower part of the casing under the oil outlet, is equipped with a vertical outlet , a horizontal pipe of a smaller diameter than the pipe of the oil emulsion inlet unit, located along the axis of the body with perforations from the bottom from the sides in the form of an ellipse with a long axis along the pipe, with a short end of the pipe, laid close to the side wall of the housing.