RU2604351C1 - Device for destruction of water-oil emulsion during transportation through pipeline - Google Patents

Device for destruction of water-oil emulsion during transportation through pipeline Download PDF

Info

Publication number
RU2604351C1
RU2604351C1 RU2015143980/04A RU2015143980A RU2604351C1 RU 2604351 C1 RU2604351 C1 RU 2604351C1 RU 2015143980/04 A RU2015143980/04 A RU 2015143980/04A RU 2015143980 A RU2015143980 A RU 2015143980A RU 2604351 C1 RU2604351 C1 RU 2604351C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
cone
water
pipeline
flow
Prior art date
Application number
RU2015143980/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рашит Равилович Аухадеев
Рустем Фахрасович Набиуллин
Ахат Абдуллович Гараев
Фахрас Галиуллович Набиуллин
Чачка Салиховна Исламова
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority to RU2015143980/04A priority Critical patent/RU2604351C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2604351C1 publication Critical patent/RU2604351C1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G33/00—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils
    • C10G33/06—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils with mechanical means, e.g. by filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/04—Breaking emulsions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to oil extraction and oil refining industry, particularly to breakdown of water-oil emulsions. Device for breaking down a water-oil emulsion during transportation through a pipeline comprises a pipeline and a longitudinal partition made in form of rectangular plate, smoothly coiled along a spiral, wherein its edge at outlet is turned 180° relative to edge at inlet. Pipeline before longitudinal partition in direction of flow of water-oil emulsion is equipped with a cone, converging in direction of flow of water-oil emulsion at a ratio of areas of bases of cone of 2:1 in direction of flow of water-oil emulsion, wherein inside cone there is a concentrically fitted auger made in form of a spiral plate, wherein flow section area of auger decreases in axial direction from inlet to outlet, and inclination angle of spiral plate of auger at outlet is less than 90°, wherein at outlet of cone between auger and cone there is an annular disc, together with cone forming an annular chamber, hydraulically communicated via a radial hole made in cone with removal of heavy fractions, embedded into pipeline, wherein flow section area between auger and annular disc is smaller than that at output of auger.
EFFECT: proposed device for breaking down water-oil emulsion during transportation through pipeline increases efficiency of breaking down oil-water emulsion; speeds up process of breaking down oil-water emulsion; improves reliability and reduces costs on desalination and dehydration of oil after transportation.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к разрушению водонефтяных эмульсий.The invention relates to the oil and oil refining industries, in particular to the destruction of oil-water emulsions.

Известно устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу (авторское свидетельство SU №1142499, C10G 33/06, опубл. в бюл. №8 от 28.02.1985 г.), включающее трубопровод и продольную перегородку, установленную в центральной части его поперечного сечения при этом с целью интенсификации процесса разрушения и снижения эксплуатационных затрат, перегородка выполнена в виде прямоугольной пластины, плавно свернутой по спирали, при этом ее кромка на выходе повернута на 180° по отношению к кромке на входе эмульсии.A device for the destruction of water-oil emulsions during transportation by pipeline (copyright certificate SU No. 1142499, C10G 33/06, published in Bulletin No. 8 of 02.28.1985), including a pipeline and a longitudinal partition installed in the Central part of its cross section in order to intensify the destruction process and reduce operating costs, the partition is made in the form of a rectangular plate smoothly rolled in a spiral, while its outlet edge is rotated 180 ° with respect to the edge at the inlet of the emulsion.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- во-первых, низкая эффективность разрушения водонефтяной эмульсии, так как выделившаяся свободная вода и крупные капли, оказавшиеся после перегородки в верхней части трубы, через край перегородки в задней ее части направляются вниз рассосредоточенными в потоке нефти, поэтому часть потока водонефтяной эмульсии, оказавшаяся после перегородки ниже ее, в которой преобладают мелкие капли, проходит через рассосредоточенную в нефти воду на небольшом по длине участке, а следовательно, взаимодействие мелких капель и свободной воды практически отсутствует, что не позволяет максимально эффективно производить разрушение эмульсии;- firstly, the low efficiency of the destruction of the oil-water emulsion, since the released free water and large drops that appeared after the septum in the upper part of the pipe, are directed downwardly dispersed in the oil flow through the edge of the septum in the rear part, therefore, the part of the oil-water emulsion stream, which turned out after the septum below it, in which small droplets predominate, passes through water dispersed in oil in a small area along the length, and therefore, the interaction of small droplets and free water is practically absent, which does not allow the most efficient destruction of the emulsion;

- во-вторых, медленный процесса разрушения водонефтяной эмульсии из-за слабого закручивания потока водонефтяной эмульсии продольной перегородкой в трубопроводе всего на 180°, вследствие чего центробежные силы в трубопроводе практически не оказывают влияния на процесс разрушения водонефтяной эмульсии, при этом разрушение эмульсии происходит под действием гравитационных сил, поэтому водонефтяная эмульсия не успевает разрушиться в трубопроводе.- secondly, the slow process of the destruction of the oil-water emulsion due to the weak swirling of the flow of oil-water emulsion with a longitudinal baffle in the pipeline by only 180 °, as a result of which the centrifugal forces in the pipeline have practically no effect on the destruction of the oil-water emulsion, while the destruction of the emulsion occurs under the action of gravitational forces, therefore, the oil-water emulsion does not have time to collapse in the pipeline.

- в-третьих, низкая надежность, обусловленная износом под действием абразивного материала перегородки, выполненной в виде прямоугольной пластины при перекачке по трубопроводу водонефтяной эмульсии с содержанием механических примесей (песком, шламом, и т.д.), особенно при перекачке из скважин с пескопроявлениями и, как следствие, преждевременный выход из строя устройства;- thirdly, low reliability due to wear under the action of abrasive material of the partition made in the form of a rectangular plate when pumping water-oil emulsion with the content of mechanical impurities (sand, sludge, etc.), especially when pumping from wells with sand manifestations and, as a result, premature failure of the device;

- в-четвертых, большие затраты по времени на проведение операций по обессоливанию и обезвоживанию нефти, а также затраты на деэмульгатор после транспортировки.- fourthly, the large time costs for operations to desalinate and dehydrate oil, as well as the cost of demulsifier after transportation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу (патент RU №2308312, C10G 33/06, опубл. в бюл. №29 от 20.10.2007 г.), включающее трубопровод и центральную перегородку, изготовленную в виде прямоугольной пластины, плавно свернутой по спирали, причем ее кромка на выходе повернута на 180° по отношению к кромке на входе, при этом трубопровод снабжен дополнительными перегородками, параллельно и симметрично установленными относительно центральной перегородки, при этом все перегородки снабжены на выходе эмульсии конечными горизонтальными участками с длиной не менее 1,8 диаметра трубы, увеличивающейся сверху вниз, при этом конечный горизонтальный участок каждой перегородки, расположенной ниже, выполнен длиннее не менее чем на 0,5 м аналогичного участка вышележащей перегородки.The closest in technical essence and the achieved result is a device for the destruction of water-oil emulsions during transportation through the pipeline (patent RU No. 2308312, C10G 33/06, published in bulletin No. 29 of 10/20/2007), including the pipeline and the central partition, made in the form of a rectangular plate, smoothly rolled in a spiral, and its edge at the exit is rotated 180 ° relative to the edge at the inlet, while the pipeline is equipped with additional partitions parallel and symmetrically mounted relative to the central th partition, while all partitions are equipped at the emulsion outlet with horizontal end sections with a length of at least 1.8 pipe diameters, increasing from top to bottom, with the final horizontal section of each partition below being made at least 0.5 m longer section of an overlying partition.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- во-первых, низкая эффективность разрушения водонефтяной эмульсии, связана с тем, что дополнительные продольные перегородки, установленные параллельно и симметрично относительно центральной продольной перегородки увеличивают металлоемкость конструкции, при этом выделившаяся свободная вода и крупные капли, оказавшиеся за основной и дополнительной продольными перегородками, направляются вниз рассосредоточенными в потоке нефти, поэтому часть потока водонефтяной эмульсии, проходит через рассосредоточенную в нефти воду на небольшом по длине участке даже с учетом удлинения на 0,5 м каждой нижележащей перегородки, при этом взаимодействие мелких капель и свободной воды практически отсутствует, что не позволяет максимально эффективно производить разрушение эмульсии;- firstly, the low destruction efficiency of the oil-water emulsion is due to the fact that additional longitudinal partitions installed in parallel and symmetrically with respect to the central longitudinal partition increase the metal consumption of the structure, while the released free water and large droplets that are behind the main and additional longitudinal partitions are sent downwardly dispersed in the oil flow; therefore, part of the oil-water emulsion flow passes through the water dispersed in the oil for a small about the length of the plot, even taking into account the extension by 0.5 m of each underlying partition, while the interaction of small drops and free water is practically absent, which does not allow the most efficient destruction of the emulsion;

- во-вторых, низкая интенсивность (медленный процесс) разрушения водонефтяной эмульсии из-за слабого закручивания потока водонефтяной эмульсии продольной и дополнительной перегородками перегородкой в трубопроводе всего на 180°, вследствие чего центробежные силы в трубопроводе практически не оказывают влияния на процесс разрушения водонефтяной эмульсии, при этом разрушение эмульсии происходит под действием гравитационных сил, поэтому водонефтяная эмульсия не успевает разрушиться в трубопроводе.- secondly, the low intensity (slow process) of the destruction of the oil-water emulsion due to the weak swirling of the flow of oil-water emulsion with the longitudinal and additional baffles by the partition in the pipeline by only 180 °, as a result of which the centrifugal forces in the pipeline have practically no effect on the destruction of the oil-water emulsion, in this case, the destruction of the emulsion occurs under the influence of gravitational forces, therefore, the oil-water emulsion does not have time to collapse in the pipeline.

- в-третьих, низкая надежность, обусловленная износом под действием абразивного материала перегородки, выполненной в виде прямоугольной пластины при перекачке по трубопроводу водонефтяной эмульсии с содержанием механических примесей (песком, шламом, и т.д.), особенно при перекачке из скважин с пескопроявлениями и, как следствие, преждевременный выход из строя устройства.- thirdly, low reliability due to wear under the action of abrasive material of the partition made in the form of a rectangular plate when pumping water-oil emulsion with the content of mechanical impurities (sand, sludge, etc.), especially when pumping from wells with sand manifestations and, as a result, premature failure of the device.

- в-четвертых, большие затраты по времени на проведение операций по обессоливанию и обезвоживанию нефти, а также затраты на деэмульгатор после транспортировки.- fourthly, the large time costs for operations to desalinate and dehydrate oil, as well as the cost of demulsifier after transportation.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности разрушения водонефтяной эмульсии и интенсификация (ускорение) процесса разрушения водонефтяной эмульсии в трубопроводе, а также повышение надежности работы устройства при перекачке по трубопроводу водонефтяной эмульсии с механическими примесями и сокращение затрат на обессоливание и обезвоживание нефти после транспортировки.An object of the invention is to increase the efficiency of destruction of the oil-water emulsion and the intensification (acceleration) of the process of destruction of the oil-water emulsion in the pipeline, as well as to increase the reliability of the device when pumping oil-water emulsion with mechanical impurities through the pipeline and to reduce the cost of desalting and dehydration of oil after transportation.

Поставленная техническая задача решается устройством для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу, включающим трубопровод и продольную перегородку, изготовленную в виде прямоугольной пластины, плавно свернутой по спирали, причем ее кромка на выходе повернута на 180° по отношению к кромке на входе.The stated technical problem is solved by a device for destroying a water-oil emulsion during transportation through a pipeline, including a pipeline and a longitudinal partition made in the form of a rectangular plate smoothly coiled in a spiral, and its edge at the outlet is rotated 180 ° with respect to the edge at the inlet.

Новым является то, что трубопровод перед продольной перегородкой по направлению потока водонефтяной эмульсии оснащен конусом, сужающимся по направлению потока водонефтяной эмульсии в соотношении площадей оснований конуса 2:1 по направлению потока водонефтяной эмульсии, при этом внутри конуса концентрично установлен шнек, выполненный в виде спиральной пластины, при этом площадь проточной части шнека уменьшается в осевом направлении от входа к выходу, а угол наклона лопастей шнека на выходе меньше 90°, причем на выходе из конуса между шнеком и конусом установлен кольцевой диск, образующий с конусом кольцевую камеру, гидравлически сообщающуюся через радиальное отверстие, выполненное в конусе с отводом тяжелых фракций, врезанным в трубопровод, причем площадь проточной части между шнеком и кольцевым диском меньше площади проточной части на выходе шнека.New is that the pipeline in front of the longitudinal partition in the direction of flow of the oil-water emulsion is equipped with a cone, tapering in the direction of flow of the oil-water emulsion in the ratio of the base area of the cone 2: 1 in the direction of flow of the oil-water emulsion, while a screw made in the form of a spiral plate is concentrically installed inside the cone while the area of the flowing part of the screw decreases axially from the entrance to the exit, and the angle of inclination of the blades of the screw at the exit is less than 90 °, and at the exit of the cone between the screw ohm cone and an annular disc forming the cone annular chamber fluidly communicating through a radial hole formed in a cone with a tap heavy fractions embedded in the conduit, wherein the flow part of the area between the screw and the annular disc is less flow area portion on the screw outlet.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу в продольном разрезе.In FIG. 1 schematically shows the proposed device for the destruction of oil-water emulsions during transportation through a pipeline in longitudinal section.

На фиг. 2 изображено поперечное сечение А-А предлагаемого устройства.In FIG. 2 shows a cross section aa of the proposed device.

Известно, что причиной образования водонефтяных эмульсий с механическими (абразивными) примесями является перемешивание пластовой воды с песком, нефтью и конденсатом при добыче и перекачке, а также содержащихся в ней парафинов, асфальто-смолистых веществ, ПАВ.It is known that the reason for the formation of water-oil emulsions with mechanical (abrasive) impurities is the mixing of produced water with sand, oil and condensate during production and pumping, as well as the paraffins, asphalt-resinous substances and surfactants contained in it.

Устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу включает трубопровод 1 (см. фиг. 1) и продольную перегородку 2, изготовленную в виде прямоугольной пластины, плавно свернутой по спирали, причем ее кромка на выходе повернута на 180° по отношению к кромке на входе.The device for the destruction of the oil-water emulsion during transportation through the pipeline includes a pipeline 1 (see Fig. 1) and a longitudinal partition 2 made in the form of a rectangular plate, smoothly coiled in a spiral, and its edge at the exit is rotated 180 ° with respect to the edge at the entrance .

Трубопровод 1 перед продольной перегородкой 2 по направлению потока водонефтяной эмульсии оснащен конусом 3, сужающимся по направлению потока водонефтяной эмульсии в соотношении площадей оснований 4 и 5 конуса 3, соответственно 2:1 (S1:S2) по направлению потока водонефтяной эмульсии, например при d=350 мм=0,35 м.The pipeline 1 in front of the longitudinal partition 2 in the direction of flow of the oil-water emulsion is equipped with a cone 3, tapering in the direction of flow of the oil-water emulsion in the ratio of the areas of the bases 4 and 5 of the cone 3, respectively 2: 1 (S 1 : S 2 ) in the direction of flow of the oil-water emulsion, for example, d = 350 mm = 0.35 m.

S1=π·d2/4=3,14·(0,35 м)2/4=96,2·10-3 м2. Тогда с учетом выполнения соотношения: 2:1=(S1:S2), то S2=96,2·10-3 м2:2=48,1·10-3 м2.S 1 = π · d 2/4 = 3.14 + (0.35 m) 2/4 = 96.2 × 10 -3 m 2. Then, taking into account the fulfillment of the ratio: 2: 1 = (S 1 : S 2 ), then S 2 = 96.2 · 10 -3 m 2 : 2 = 48.1 · 10 -3 m 2 .

Внутри конуса 3 концентрично установлен шнек 6, выполненный в виде спиральной пластины. Площадь проточной части шнека 6 уменьшается в осевом направлении от входа к выходу, т.е. Q1>Q2,Inside the cone 3, a screw 6 is arranged concentrically, made in the form of a spiral plate. The area of the flow part of the screw 6 decreases in the axial direction from the entrance to the exit, i.e. Q 1 > Q 2 ,

где Q1 - площадь проточной части на входе в шнек 6, м;where Q 1 - the area of the flowing part at the entrance to the screw 6, m;

Q2 - площадь проточной части на выходе из шнека 6, м.Q 2 - the area of the flowing part at the exit of the screw 6, m

Угол наклона лопастей шнека 4 на выходе меньше 90°.The angle of inclination of the blades of the screw 4 at the exit is less than 90 °.

На выходе из конуса 3 между шнеком 6 и конусом 3 установлен кольцевой диск 7, образующий с конусом 3 кольцевую камеру 8 (см. фиг. 1 и 2), гидравлически сообщающуюся через радиальное отверстие 9, выполненное в конусе 3 с отводом 10 тяжелых фракций, врезанным в трубопровод 1.At the exit of the cone 3, between the screw 6 and the cone 3, an annular disk 7 is installed, forming an annular chamber 8 with a cone 3 (see Figs. 1 and 2), hydraulically communicating through a radial hole 9 made in the cone 3 with a discharge of 10 heavy fractions, embedded in the pipeline 1.

Площадь проточной части Q3 между шнеком 6 и кольцевым диском 7 меньше площади Q2 проточной части на выходе шнека 6, т.е.. Q2>Q3.The area of the flow part Q 3 between the screw 6 and the annular disk 7 is less than the area Q 2 of the flow part at the outlet of the screw 6, i.e., Q 2 > Q 3 .

где Q2 - площадь проточной части на выходе из шнека 14, м;where Q 2 is the area of the flow part at the exit of the screw 14, m;

Q3 - площадь проточной части между шнеком 6 и кольцевым диском 7, м.Q 3 - the area of the flowing part between the screw 6 and the annular disk 7, m

Такое конструктивное исполнение конуса 6 позволяет повысить эффективность действия центробежных сил, направленных на разрушения водонефтяной эмульсии.This design of the cone 6 improves the efficiency of the centrifugal forces aimed at the destruction of the oil-water emulsion.

Конус 3 зафиксирован относительно трубопровода 1, например, с помощью стопорного винта 11The cone 3 is fixed relative to the pipe 1, for example, using a locking screw 11

Предлагаемое устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу работает следующим образом.The proposed device for the destruction of oil-water emulsions during transportation through the pipeline works as follows.

Производят монтаж устройства (см. фиг. 1). Конус 3 устанавливают в трубопровод 1 и фиксируют с помощью стопорного винта 11 на расстоянии Н от продольной перегородки 2, причем расстояние Н зависит от физико-химических свойств (плотности, вязкости и состав эмульгаторов, pH водной фазы) и определяется опытным путем, например размещают полый цилиндрический корпус 3 на расстоянии Н=1,0 м от продольной перегородки 2.Install the device (see Fig. 1). The cone 3 is installed in the pipeline 1 and fixed with a locking screw 11 at a distance H from the longitudinal partition 2, and the distance H depends on the physicochemical properties (density, viscosity and composition of emulsifiers, pH of the aqueous phase) and is determined empirically, for example, place a hollow a cylindrical body 3 at a distance of H = 1.0 m from the longitudinal partition 2.

Производят перекачку водонефтяной эмульсии по трубопроводу 1. Сначала водонефтяная эмульсия по направлению потока через основание 4 конуса 3 поступает на вход шнека 6, площадь проточной части которого уменьшается в осевом направлении от входа к выходу, т.е. Q1>Q2. Это позволяет обеспечить отсутствие градиента давления в проточной части шнека, что наряду с повышенной меридиональной скоростью приводит к улучшению проходимости проточной части сепаратора для легкой фракции водонефтяной эмульсии, что повышает эффективность разделения водонефтяной эмульсии. Двигаясь через спиральные пластины шнека 6, поток водонефтяной эмульсия закручивается, подвергаясь воздействию центробежных сил, что создает условия для ускоренного разрушения водонефтяной эмульсии. Более тяжелая фаза водонефтяной эмульсии (вода), включая механические примеси (песок, шлам и т.д.) т.е. абразивный материал отбрасывается к внутренним стенкам конуса 3, а более легкая фаза (нефть) собирается в приосевой зоне потока у поверхности спиральной пластины шнека 6. Таким образом, закрученный поток водонефтяной эмульсии, перемещаясь по спиральной пластине шнека 6 от входа к выходу, т.е. от основания 4 к основанию 5, достигает кольцевого диска 7.The oil-water emulsion is pumped through pipeline 1. First, the oil-water emulsion in the direction of flow through the base 4 of the cone 3 enters the inlet of the screw 6, the area of the flowing part of which decreases axially from inlet to outlet, i.e. Q 1 > Q 2 . This ensures that there is no pressure gradient in the flow part of the screw, which, along with an increased meridional speed, leads to an improvement in the flowability of the flow part of the separator for the light fraction of the oil-water emulsion, which increases the separation efficiency of the oil-water emulsion. Moving through the spiral plates of the screw 6, the flow of oil-water emulsion is twisted, subjected to centrifugal forces, which creates the conditions for the accelerated destruction of the oil-water emulsion. The heavier phase of the oil-water emulsion (water), including mechanical impurities (sand, sludge, etc.) i.e. the abrasive material is discarded to the inner walls of the cone 3, and the lighter phase (oil) is collected in the axial zone of the flow at the surface of the spiral plate of the screw 6. Thus, the swirling flow of oil-water emulsion, moving along the spiral plate of the screw 6 from entrance to exit, i.e. . from base 4 to base 5, reaches the annular disk 7.

Кольцевой диск 7 на выходе из конуса 3 создает устойчивое, вращающееся кольцо водонефтяной эмульсии, опирающееся на спиральную пластину шнека 6. Это происходит благодаря тому, что площадь проточной части Q3 между шнеком 6 и кольцевым диском 7 меньше площади Q2 проточной части на выходе шнека 6, т.е. Q2>Q3. Вращающееся кольцо водонефтяной эмульсии выдавливает тяжелые фракции с механическими примесями к периферии в пространство между конусом 3 и кольцевым диском 7, откуда тяжелые фракции водонефтяной эмульсии с механическими примесями поступают в кольцевую камеру 8 (см. фиг. 1 и 2), по которой опускаются вниз и через радиальное отверстие 9 и отвод 10 для тяжелых фракций выводятся из трубопровода 1.The annular disk 7 at the exit of the cone 3 creates a stable, rotating ring of water-oil emulsion, based on the spiral plate of the screw 6. This is due to the fact that the area of the flow part Q 3 between the screw 6 and the ring disk 7 is less than the area Q 2 of the flow part at the outlet of the screw 6, i.e. Q 2 > Q 3 . The rotating ring of the oil-water emulsion squeezes out heavy fractions with mechanical impurities to the periphery into the space between the cone 3 and the annular disk 7, whence the heavy fractions of the oil-water emulsion with mechanical impurities enter the annular chamber 8 (see Figs. 1 and 2), which are lowered down and through the radial hole 9 and the outlet 10 for heavy fractions are removed from the pipeline 1.

Часть наименее легкой по весу тяжелой фракции (воды), находящиеся в средней части вращающегося кольца и легкие фракции (нефти) водонефтяной эмульсии, концентрирующиеся в закрученном потоке ближе к спиральной поверхности пластины шнека 6 и по центру потока выносятся из конуса 6 через проточную часть между шнеком 6 и кольцевым диском 7, (площадь Q3) и, минуя расстояние Н=1,0 м, поток водонефтяной эмульсии попадают на продольную перегородку 2.Part of the least light weight heavy fraction (water) located in the middle part of the rotating ring and light fraction (oil) of the oil-water emulsion, concentrated in a swirling stream closer to the spiral surface of the screw plate 6 and are carried out from the cone 6 through the flow part between the screw in the center of the stream 6 6 and the annular disk 7, (area Q 3 ) and, bypassing the distance H = 1.0 m, the flow of oil-water emulsion fall on the longitudinal partition 2.

После попадания водонефтяной эмульсии на продольную перегородку 2 нижний слой разрушающегося потока водонефтяной эмульсии переходит в верхний, а верхний слой потока переходит в нижний, при этом наименее легкая по весу тяжелая фракция, оказавшиеся в верхнем и нижнем слоях, двигаясь в потоке по мере осаждения, захватывают легкие фракции из среднего слоя (центра) и тем самым ускоряют процесс их оседания.After the oil-water emulsion enters the longitudinal partition 2, the lower layer of the disintegrating stream of the oil-water emulsion goes into the upper one, and the upper layer of the stream goes into the lower one, while the heaviest fraction, which is the least light in weight, is trapped in the upper and lower layers, moving in the stream as the precipitation takes place light fractions from the middle layer (center) and thereby accelerate the process of their subsidence.

Угол наклона спиральной пластины шнека 6 на выходе меньше 90°, что позволяет минимизировать попадание механических примесей в проточную часть между шнеком 6 и кольцевым диском 7, (площадь Q3), т.е. на прием продольной перегородки 2. Кроме того, благодаря отделению наиболее тяжелой фракции водонефтяной эмульсии совместно с механическими примесями исключается износ продольной перегородки в процессе работы устройства, что исключает преждевременный выход из строя устройства. Все это в целом повышает надежность работы устройства.The angle of inclination of the spiral plate of the screw 6 at the outlet is less than 90 °, which minimizes the ingress of mechanical impurities into the flow part between the screw 6 and the annular disk 7 (area Q 3 ), i.e. to receive a longitudinal partition 2. In addition, due to the separation of the heaviest fraction of the oil-water emulsion together with mechanical impurities, the longitudinal partition is not worn out during operation of the device, which eliminates premature failure of the device. All this in general increases the reliability of the device.

Таким образом, происходит интенсивное (ускоренное) взаимодействие легкой фракции и наиболее легкой по весу тяжелой фракции, что позволяет максимально эффективно производить разрушение эмульсии. Для незахваченных легких фракций время оседания под действием гравитационных сил сокращается в 2-3 раза за счет уменьшения расстояния их расположения до нижней образующей трубопровода 1.Thus, there is an intensive (accelerated) interaction of the light fraction and the lightest heavy fraction, which allows the most efficient destruction of the emulsion. For non-trapped light fractions, the settling time under the influence of gravitational forces is reduced by 2-3 times due to a decrease in the distance of their location to the lower generatrix of the pipeline 1.

Благодаря наличию центробежных сил интенсифицируется (ускоряется) процесс разрушения водонефтяной эмульсии посредством осуществления фильтрования всех слоев ее потока через выделившуюся тяжелую фракцию водонефтяной эмульсии, что позволяет повысить качество разрушения водонефтяной эмульсии в системе нефтесбора.Due to the presence of centrifugal forces, the process of destruction of the oil-water emulsion is intensified (accelerated) by filtering all layers of its flow through the separated heavy fraction of the oil-water emulsion, which improves the quality of the destruction of the oil-water emulsion in the oil recovery system.

В сравнении с прототипом, где основную роль в разрушении водонефтяной эмульсии выполняет продольная перегородка 2, в предлагаемом устройстве на продольную перегородку 2 водонефтяная эмульсия попадает в стадии разрушения водонефтяной эмульсии и роль продольной перегородки 2 заключается в завершении разрушения водонефтяной эмульсии, благодаря чему также повышается эффективность работы устройства. Кроме того, повышение эффективности и интенсификации процесса разрушения водонефтяной эмульсии за счет комплексного действия гравитационных и центробежных сил позволяет сократить затраты по времени на проведение операций по обессоливанию и обезвоживанию нефти, в том числе и затраты на деэмульгатор.Compared with the prototype, where the main role in the destruction of the oil-water emulsion is played by the longitudinal partition 2, in the proposed device, the oil-water emulsion falls on the longitudinal partition 2 in the stage of destruction of the oil-water emulsion and the role of the longitudinal partition 2 is to complete the destruction of the oil-water emulsion, which also increases the efficiency of work devices. In addition, increasing the efficiency and intensification of the destruction of the oil-water emulsion due to the combined action of gravitational and centrifugal forces allows us to reduce the time costs for operations to desalinate and dehydrate oil, including the cost of demulsifier.

Предлагаемое устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу позволит:The proposed device for the destruction of oil-water emulsions during transportation through the pipeline will allow:

- повысить эффективность разрушения водонефтяной эмульсии;- increase the efficiency of the destruction of oil-water emulsions;

- ускорить процесс разрушения водонефтяной эмульсии;- speed up the process of destruction of the oil-water emulsion;

- повысить надежность работы устройства;- increase the reliability of the device;

- сократить затраты на обессоливание и обезвоживание нефти после транспортировки.- reduce the cost of desalination and dehydration of oil after transportation.

Claims (1)

Устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу, включающее трубопровод и продольную перегородку, изготовленную в виде прямоугольной пластины, плавно свернутой по спирали, причем ее кромка на выходе повернута на 180° по отношению к кромке на входе, отличающееся тем, что трубопровод перед продольной перегородкой по направлению потока водонефтяной эмульсии оснащен конусом, сужающимся по направлению потока водонефтяной эмульсии в соотношении площадей оснований конуса 2:1 по направлению потока водонефтяной эмульсии, при этом внутри конуса концентрично установлен шнек, выполненный в виде спиральной пластины, при этом площадь проточной части шнека уменьшается в осевом направлении от входа к выходу, а угол наклона спиральной пластины шнека на выходе меньше 90°, причем на выходе из конуса между шнеком и конусом установлен кольцевой диск, образующий с конусом кольцевую камеру, гидравлически сообщающуюся через радиальное отверстие, выполненное в конусе с отводом тяжелых фракций, врезанным в трубопровод, причем площадь проточной части между шнеком и кольцевым диском меньше площади проточной части на выходе шнека. A device for destroying a water-oil emulsion during transportation through a pipeline, including a pipeline and a longitudinal partition made in the form of a rectangular plate, smoothly coiled in a spiral, with its outlet edge turned 180 ° with respect to the inlet edge, characterized in that the pipeline is in front of the longitudinal the partition in the direction of flow of the oil-water emulsion is equipped with a cone, tapering in the direction of flow of the oil-water emulsion in the ratio of the base area of the cone 2: 1 in the direction of flow of the water-oil emulsion, while inside the cone a concentric screw is installed, made in the form of a spiral plate, while the area of the flowing part of the screw decreases axially from the entrance to the output, and the angle of inclination of the spiral plate of the screw at the exit is less than 90 °, and at the exit of the cone between an auger and a cone have an annular disk that forms an annular chamber with a cone, hydraulically communicating through a radial hole made in a cone with the removal of heavy fractions embedded in the pipeline, and the area of the flowing part between screw and the annular disc is less flow area portion on the screw outlet.
RU2015143980/04A 2015-10-13 2015-10-13 Device for destruction of water-oil emulsion during transportation through pipeline RU2604351C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015143980/04A RU2604351C1 (en) 2015-10-13 2015-10-13 Device for destruction of water-oil emulsion during transportation through pipeline

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015143980/04A RU2604351C1 (en) 2015-10-13 2015-10-13 Device for destruction of water-oil emulsion during transportation through pipeline

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2604351C1 true RU2604351C1 (en) 2016-12-10

Family

ID=57776974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015143980/04A RU2604351C1 (en) 2015-10-13 2015-10-13 Device for destruction of water-oil emulsion during transportation through pipeline

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2604351C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2790067C1 (en) * 2022-04-20 2023-02-14 Закрытое акционерное общество "Алойл" Oil preparation method and desorption column for its implementation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1142499A1 (en) * 1983-10-17 1985-02-28 Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Device for breaking water-petroleum emulsion in conveying through pipeline
SU1574241A1 (en) * 1987-06-29 1990-06-30 Московский Институт Химического Машиностроения Device for introducing demulsifier to water-oil emulsion flow
US5885424A (en) * 1994-06-15 1999-03-23 Mobil Oil Corporation Method and apparatus for breaking hydrocarbon emulsions
RU2308312C1 (en) * 2006-05-05 2007-10-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Device for destruction of the oil-water emulsion at the oil transportation by the pipeline
RU2356596C1 (en) * 2008-02-12 2009-05-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Installation for destruction of water-oil emulsion at transporting it through pipe line

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1142499A1 (en) * 1983-10-17 1985-02-28 Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Device for breaking water-petroleum emulsion in conveying through pipeline
SU1574241A1 (en) * 1987-06-29 1990-06-30 Московский Институт Химического Машиностроения Device for introducing demulsifier to water-oil emulsion flow
US5885424A (en) * 1994-06-15 1999-03-23 Mobil Oil Corporation Method and apparatus for breaking hydrocarbon emulsions
RU2308312C1 (en) * 2006-05-05 2007-10-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Device for destruction of the oil-water emulsion at the oil transportation by the pipeline
RU2356596C1 (en) * 2008-02-12 2009-05-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Installation for destruction of water-oil emulsion at transporting it through pipe line

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2790067C1 (en) * 2022-04-20 2023-02-14 Закрытое акционерное общество "Алойл" Oil preparation method and desorption column for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7931719B2 (en) Revolution vortex tube gas/liquids separator
US4533459A (en) Extraction process
US9925484B2 (en) Method for separating sand from a hydrocarbon stream
US6119870A (en) Cycloseparator for removal of coarse solids from conditioned oil sand slurries
US6089317A (en) Cyclonic separator assembly and method
US20110139710A1 (en) Cyclone Separator
EA011338B1 (en) Separator to separate a liquid/liquid/gas/solid mixture
RU2600653C2 (en) System and method of separating mixture containing two fluid phases at least partially non-mixed with each other and having different specific density, in particular, for downhole use
CA2033660C (en) Apparatus and method for separating water from crude oil
EA005257B1 (en) Combined tank for separation of water, oil and gas mixture
US20110067568A1 (en) Apparatus and method for mechanical deaeration
CN108862466B (en) Equipment and method for pre-separating oily sewage based on axial vortex technology
US5965021A (en) Hydrocyclone
RU2604351C1 (en) Device for destruction of water-oil emulsion during transportation through pipeline
WO2015188850A1 (en) Subsea separator
CN101070199B (en) Oil-phase enrichment method and apparatus for oil-contained dirt water
US5958256A (en) Method for pretreating an industrial wastewater
RU2600742C1 (en) Device for destruction of water-oil emulsion during transportation through pipeline
RU2292227C1 (en) Tubular preliminar separation apparatus
CN106111358B (en) A kind of wear-resisting solid-liquid separating cyclone
RU2597614C1 (en) Device for destruction of water-oil emulsion during transportation through pipeline
CN101961567B (en) Oil-removing three-phase separator
RU2559277C1 (en) Mechanical impurities separator for fluid
RU2135886C1 (en) Method of device for preliminary disposal of water in gathering systems of oil production wells
CN107827265A (en) A kind of oil-contained waste water treatment device