RU2610960C1 - Multistage submersible water-oil separator - Google Patents

Multistage submersible water-oil separator Download PDF

Info

Publication number
RU2610960C1
RU2610960C1 RU2015154851A RU2015154851A RU2610960C1 RU 2610960 C1 RU2610960 C1 RU 2610960C1 RU 2015154851 A RU2015154851 A RU 2015154851A RU 2015154851 A RU2015154851 A RU 2015154851A RU 2610960 C1 RU2610960 C1 RU 2610960C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
separators
water
separation
stage
Prior art date
Application number
RU2015154851A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марина Петровна Пещеренко
Сергей Николаевич Пещеренко
Original Assignee
Акционерное общество "Новомет-Пермь"
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 Акционерное общество "Новомет-Пермь" filed Critical Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority to RU2015154851A priority Critical patent/RU2610960C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2610960C1 publication Critical patent/RU2610960C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
    • E21B43/38—Arrangements for separating materials produced by the well in the well
    • E21B43/385—Arrangements for separating materials produced by the well in the well by reinjecting the separated materials into an earth formation in the same well
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
    • E21B43/40—Separation associated with re-injection of separated materials

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

FIELD: oil-and-gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to oil industry and can be used in production of oil from highly watered wells without water lifting to the surface. The multistage submersible water-oil separator is a cascade of successive hydraulically connected stages of separators, each stage consists of parallel connected separators with oil outlets combined into flow line which is common for all separators using a pressure regulating device and with water outlets, connected to inlets of respective subsequent stage of separators. The first stage of separation has separators, separating mechanical impurities from the main flow into a separate channel, after which the oil and water separators are mounted. Each of separators is provided with a separation device and separating variable pitch screw the blades of which form with axis of rotation in the meridional section the constant or the monotonically decreasing angle in the range from 90 to 30°. The number of stages in cascade is calculated using an iterative formula.
EFFECT: invention provides the specified degree of water purification from oil and solids due to optimum selection of the number of parallel and series-connected separators.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти из высокообводненных скважин, без подъема воды на поверхность.The invention relates to the oil industry and can be used in the production of oil from highly watered wells, without lifting water to the surface.

Широко распространены технологии добычи пластовой жидкости с помощью центробежных нефтяных насосов, при реализации которых на поверхность поднимается вся пластовая жидкость, а нефть от воды отделяется на поверхности. Недостатком подобных технологий являются большие энергетические, а следовательно, и денежные затраты, связанные с подъемом на поверхность воды, ее очисткой и последующей закачкой в пласт через системы поддержания пластового давления.Widespread production fluid production technologies using centrifugal oil pumps, the implementation of which the whole formation fluid rises to the surface, and oil is separated from the water on the surface. The disadvantage of such technologies is the large energy and, consequently, monetary costs associated with raising the water to the surface, cleaning it and then pumping it into the reservoir through reservoir pressure maintenance systems.

Поэтому представляется разумным применять установки, имеющие в своем составе внутрискважинные сепараторы вода - нефть, осуществляющие очистку и раздельную перекачку очищенных компонентов (нефть - на поверхность, а воду - в водоносный пласт), минуя стадию подъема фракций, ненужных на поверхности.Therefore, it seems reasonable to use plants that incorporate downhole water-oil separators, which carry out refining and separate pumping of the purified components (oil to the surface, and water to the aquifer), bypassing the stage of raising fractions unnecessary on the surface.

Аналогом подобной системы может служить погружное однокаскадное устройство, содержащее сепаратор с впускным отверстием для скважинного флюида и выпускными каналами для нефти, воды и твердых частиц [патент RU 2531984, Е21В 43/38, опубл. 27.10.2014, Бюл. №30].An analogue of such a system can serve as a submersible single-stage device containing a separator with an inlet for a well fluid and outlet channels for oil, water and particulate matter [patent RU 2531984, ЕВВ 43/38, publ. 10/27/2014, Bull. No. 30].

В указанном устройстве эффективность трехфазной сепарации регулируют с помощью ограничителя потока (штуцера) в линии, по которой отводятся отсепарированные частицы, что приводит к потерям энергии и снижению КПД системы в целом. Кроме того, такие регулировки являются достаточно грубыми и не могут обеспечить высокую степень очистки воды, закачиваемой в пласт.In this device, the efficiency of three-phase separation is controlled by a flow restrictor (nozzle) in the line along which the separated particles are discharged, which leads to energy losses and a decrease in the efficiency of the system as a whole. In addition, such adjustments are rather crude and cannot provide a high degree of purification of the water injected into the reservoir.

В соответствии с отраслевыми стандартами принято, чтобы допустимое содержание нефти в очищенной воде не превышало 3-5 мг/л. Для достижения такой высокой степени очистки в поверхностных погружных системах используют многокаскадные сепараторы: общий поток флюида разбивается на струйки, в каждой из которых реализуется многоступенчатая сепарация.In accordance with industry standards, it is accepted that the permissible oil content in purified water does not exceed 3-5 mg / l. To achieve such a high degree of purification in surface immersion systems, multi-stage separators are used: the total fluid flow is divided into trickles, in each of which multi-stage separation is realized.

Этот принцип лежит в основе прототипа заявляемого изобретения, погружного многоступенчатого сепаратора вода-нефть [заявка WO 2014/152585 A1, B01D 17/038, Е21В 43/38, опубл. 14.03.2014]. Сепаратор представляет собой каскад последовательных гидравлически связанных ступеней центробежных или гидроциклонных сепараторов, каждая из ступеней состоит из параллельно включенных сепараторов с выходами для нефти, объединенными в общую для всех сепараторов выкидную линию, и с выходами для воды, соединенными с входами соответствующей последующей ступени сепараторов. Кроме того, в каскаде имеется, по крайней мере, одно устройство для регулирования давления перед объединением обезвоженных потоков нефти с выхода каждого из сепараторов в одну линию.This principle underlies the prototype of the claimed invention, a submersible multi-stage water-oil separator [application WO 2014/152585 A1, B01D 17/038, ЕВВ 43/38, publ. 03/14/2014]. The separator is a cascade of successive hydraulically connected stages of centrifugal or hydrocyclone separators, each of the stages consists of parallel connected separators with oil outlets combined into a flow line common to all separators and with water outlets connected to the inputs of the corresponding subsequent stage of the separators. In addition, the cascade has at least one device for regulating the pressure before combining the dehydrated oil flows from the output of each of the separators in one line.

К недостаткам описанного устройства можно отнести риск закупорки зоны нагнетания водяного пласта частицами механических примесей, отделенных от нефти вместе с водой, а также отсутствие защиты сепараторов от механических примесей. Кроме того, не оптимизировано количество каскадов сепараторов и потоков в каждом каскаде для достижения заданной степени очистки воды.The disadvantages of the described device include the risk of clogging of the injection zone of the water reservoir by particles of solids separated from oil along with water, as well as the lack of protection of the separators from solids. In addition, the number of cascades of separators and flows in each cascade is not optimized to achieve a given degree of water purification.

Задачей настоящего изобретения является создание погружного абразивостойкого многокаскадного сепаратора нефть - вода, обеспечивающего заданную степень очистки воды от нефти и механических примесей за счет оптимального подбора числа параллельно и последовательно включенных сепараторов.The objective of the present invention is to provide a submersible abrasion-resistant multi-stage oil-water separator that provides a given degree of water purification from oil and solids due to the optimal selection of the number of parallel and sequentially connected separators.

Указанный технический результат достигается тем, что в многокаскадном погружном сепараторе вода-нефть, представляющем собой каскад последовательных гидравлически связанных ступеней сепараторов, каждая из ступеней состоит из параллельно включенных сепараторов с выходами для нефти, объединенными в общую для всех сепараторов выкидную линию при помощи устройства регулирования давления, и с выходами для воды, соединенными с входами соответствующей последующей ступени сепараторов, согласно изобретению на первой ступени сепарации установлены сепараторы, отделяющие механические примеси от основного потока в отдельный канал, после них размещены сепараторы для разделения нефти и воды, причем каждый из сепараторов снабжен разделительным устройством и сепарационным шнеком переменного шага, лопасти которого образуют с осью вращения в меридиональном сечении постоянный или монотонно уменьшающийся угол в диапазоне от 90 до 30°, при этом число ступеней в каскаде рассчитано по следующей итерационной формуле:The specified technical result is achieved by the fact that in a multi-stage submersible water-oil separator, which is a cascade of successive hydraulically connected separator stages, each stage consists of parallel-connected separators with oil outlets combined into a flow line for all separators using a pressure control device , and with water outlets connected to the inlets of the corresponding subsequent separator stage, according to the invention, the first separation stage is set there are separators separating mechanical impurities from the main stream into a separate channel, separators for separating oil and water are placed after them, each of the separators is equipped with a separating device and a variable pitch separation screw, the blades of which form a constant or monotonously decreasing angle with the axis of rotation in the meridional section in the range from 90 to 30 °, while the number of steps in the cascade is calculated by the following iterative formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где i - номер ступени сепарации,

Figure 00000002
- концентрация нефти в воде на выходе из (i-1)-й ступени сепарации, причем
Figure 00000003
- концентрация нефти в воде во входном потоке,
Figure 00000004
- концентрация нефти в воде на выходе из i-й ступени сепарации, Скр - допустимая концентрация нефти в очищенной воде, KH, KB - коэффициенты сепарации по нефти и воде единичного сепаратора.where i is the number of separation stages,
Figure 00000002
- the concentration of oil in water at the outlet of the (i-1) -th separation stage, and
Figure 00000003
- the concentration of oil in water in the input stream,
Figure 00000004
is the concentration of oil in water at the outlet of the i-th separation stage, C cr is the permissible concentration of oil in purified water, K H , K B are the separation coefficients for oil and water of a single separator.

Смесь воды, нефти и механических примесей разделяется на точно определяемое число потоков, в каждом из которых сепарация осуществляется на точно определяемом числе каскадов. Сепарация осуществляется в два этапа. На первом этапе входящая смесь разделяется на механические примеси с небольшим количеством воды (перекачивается на поверхность) и водонефтяную смесь, передаваемую на дальнейшую сепарацию. На втором - сепарируется водонефтяная смесь (вода закачивается в пласт, нефть - на поверхность).A mixture of water, oil and mechanical impurities is divided into a precisely defined number of flows, in each of which separation is carried out on a precisely determined number of cascades. The separation is carried out in two stages. At the first stage, the incoming mixture is separated into mechanical impurities with a small amount of water (pumped to the surface) and the water-oil mixture transferred to further separation. At the second stage, the oil-water mixture is separated (water is pumped into the reservoir, oil is pumped to the surface).

Разделение смеси на параллельные потоки уменьшает подачу смеси на входе в сепаратор, что приводит к увеличению коэффициента сепарации единичного сепаратора. Поэтому для каждого сепаратора определяется максимальная подача, при которой коэффициенты сепарации KH и KB будут не менее допустимой величины (например, 0.8÷0.9).The separation of the mixture into parallel flows reduces the flow of the mixture at the inlet to the separator, which leads to an increase in the separation coefficient of a single separator. Therefore, for each separator, the maximum feed rate is determined at which the separation coefficients K H and K B will be no less than the permissible value (for example, 0.8–0.9).

Центробежные сепараторы вода-нефть оснащены сепарационным шнеком износостойкой конструкции и разделительным устройством, выполняющим также функцию регулирования давления в выкидном канале для нефти. Разделительное устройство представляет собой цилиндрический стакан диаметра D, отделяющий периферийную часть потока от внутренней его части и перенаправляющий с помощью системы каналов внутренний поток к выходу для нефти, а внешний - к выходу для воды. Величина диаметра D определяет величину коэффициента сепарации воды в конкретном сепараторе, а также долю от общего потока, перекачиваемую на поверхность и в пласт. Чем больше стадий очистки проходит вода, тем меньше становится диаметр D стакана разделительного устройства. Поскольку выходы для нефти на разных ступенях сепарации объединяются в общий канал для перекачивания флюида на поверхность, необходимо обеспечить одинаковое давление на выходе из всех блоков, чтобы при слиянии струек не возникало возвратных течений. Уменьшение диаметра отводящих каналов разделителя на каждой из ступеней сепарации позволяет регулировать давление в потоке нефти перед объединением отдельных потоков в общий выкидной канал. Также объединение потоков с разным давлением в один поток может быть выполнено с помощью струйного насоса.Water-oil centrifugal separators are equipped with a wear-resistant separation screw and a separation device that also performs the function of regulating the pressure in the discharge channel for oil. The separation device is a cylindrical glass of diameter D, which separates the peripheral part of the stream from its internal part and redirects the internal stream to the oil outlet and the external stream to the water outlet using a channel system. The diameter D determines the value of the coefficient of water separation in a particular separator, as well as the fraction of the total flow pumped to the surface and into the formation. The more stages of cleaning water passes, the smaller becomes the diameter D of the glass of the separation device. Since the oil outlets at different stages of separation are combined into a common channel for pumping fluid to the surface, it is necessary to ensure the same pressure at the outlet of all blocks so that no return flows occur when the jets merge. Reducing the diameter of the outlet channels of the separator at each of the stages of separation allows you to adjust the pressure in the oil stream before combining the individual flows into a common discharge channel. Also, combining streams with different pressures into one stream can be performed using a jet pump.

Абразивная стойкость центробежных сепараторов обеспечивается конструкцией сепарационного шнека, представляющего собой шнек переменного шага, лопасти которого образуют с осью вращения в меридиональном сечении постоянный или монотонно уменьшающийся угол в диапазоне от 90 до 30°. В такой конструкции при радиальном перемещении от центра к периферии под действием центробежных сил частицы абразива в первую очередь упираются в поверхность лопасти, и их дальнейшее движение к корпусу замедляется за счет трения о лопасть.The abrasion resistance of centrifugal separators is ensured by the design of the separation screw, which is a variable pitch screw, the blades of which form a constant or monotonously decreasing angle in the range from 90 to 30 ° with the axis of rotation in the meridional section. In this design, when radially moving from the center to the periphery under the action of centrifugal forces, the abrasive particles primarily abut against the surface of the blade, and their further movement to the body is slowed down due to friction against the blade.

Сущность изобретения поясняется принципиальной схемой устройства, приведенной на фиг. 1, и эскизом абразивостойкого шнека на фиг. 2.The invention is illustrated in the circuit diagram of the device shown in FIG. 1, and a sketch of the abrasion resistant screw in FIG. 2.

Многокаскадный погружной сепаратор (фиг. 1) представляет собой каскад последовательных гидравлически связанных ступеней сепараторов. Первая серия ступеней I состоит из параллельно включенных центробежных сепараторов 1, основным элементом которых является шнек (фиг. 2) износостойкой конструкции, имеющий переменный шаг спиральной лопасти 14 с изменяющимся углом наклона α к втулке 13 и отделяющий частицы механических примесей от основного потока, и разделительное устройство 7. Каждый из сепараторов 1 имеет вход 2 для скважинной жидкости и два выхода: выход для твердых частиц 3 с периферии шнека и выход для очищенного потока 4 - из центральной его части. Выходы для частиц 3 всех сепараторов первой серии ступеней объединены в общий выкидной канал 5, выходы для очищенного потока 4 соединены с соответствующими входами ниже расположенных сепараторов 6 второй серии ступеней II. Следует отметить, что первая серия ступеней сепарации I может быть выполнена многокаскадной для достижения заданной степени очистки жидкости от механических примесей.A multi-stage immersion separator (Fig. 1) is a cascade of successive hydraulically connected separator stages. The first series of stages I consists of parallel-connected centrifugal separators 1, the main element of which is a screw (Fig. 2) of a wear-resistant construction, having a variable pitch of a spiral blade 14 with a varying angle of inclination α to the sleeve 13 and separating particles of mechanical impurities from the main stream, and a separation device 7. Each of the separators 1 has an inlet 2 for the well fluid and two exits: an outlet for solid particles 3 from the periphery of the screw and an outlet for the cleaned stream 4 from its central part. The outputs for particles 3 of all the separators of the first series of stages are combined into a common discharge channel 5, the outputs for the cleaned stream 4 are connected to the corresponding inputs of the lower separators 6 of the second series of stages II. It should be noted that the first series of separation stages I can be multi-stage to achieve a given degree of purification of the liquid from mechanical impurities.

Каждый из сепараторов 6 ступеней серии II имеет вход для потока 8 и два выхода - для очищенной воды 9 с периферии шнека, и нефти 10 - из центральной его части. Выходы для нефти 10 всех сепараторов 6 после ступеней серии II объединены в общий выкидной канал 11. Выходы для воды 9 соединены с соответствующими входами сепараторов нижерасположенной ступени, выходы для воды сепараторов последней ступени объединены в общую линию для закачки в пласт 12.Each of the separators of the 6 steps of series II has an inlet for flow 8 and two exits for purified water 9 from the periphery of the screw, and oil 10 from its central part. The oil outlets 10 of all separators 6 after the series II stages are combined into a common flow channel 11. The water outlets 9 are connected to the respective inputs of the downstream separators, the water outlets of the last stage separators are combined into a common line for injection into the reservoir 12.

Центробежные сепараторы 6 оснащены сепарационным шнеком износостойкой конструкции (фиг. 2) и разделительным устройством 7, выполняющим также функцию регулирования давления в выкидном канале для нефти. Разделительное устройство 7 представляет собой цилиндрический стакан диаметра D, отделяющий периферийную часть потока от внутренней его части и перенаправляющий с помощью системы каналов внутренний поток к выходу 10, а внешний - к выходу 9. Величина диаметра D определяет величину коэффициента сепарации воды в конкретном сепараторе, а также долю от общего потока, перекачиваемую на поверхность и в пласт. Уменьшение диаметра отводящих каналов разделителя на каждой из ступеней сепарации серии II, кроме того, позволяет регулировать давление в потоке нефти на выходе 10 перед объединением отдельных потоков в общий выкидной канал 11. В выкидном канале 11 может быть дополнительно установлен струйный насос 13, предназначенный также для объединения потоков с разным давлением в один поток.Centrifugal separators 6 are equipped with a wear-resistant separation screw (Fig. 2) and a separation device 7, which also performs the function of regulating the pressure in the discharge channel for oil. The separation device 7 is a cylindrical glass of diameter D, separating the peripheral part of the stream from its internal part and redirecting the internal stream to the output 10 using a channel system and the external to the output 9. The diameter D determines the value of the water separation coefficient in a particular separator, and also a fraction of the total flow pumped to the surface and into the formation. Reducing the diameter of the outlet channels of the separator at each of the separation stages of series II, in addition, allows you to adjust the pressure in the oil stream at the outlet 10 before combining the individual flows into a common discharge channel 11. In the discharge channel 11 can be additionally installed jet pump 13, also designed for combining flows with different pressures into one stream.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

Входной поток, представляющий собой смесь нефти, воды и частиц механических примесей, разделяется на струйки, каждая из которых подается через вход 2 на сепараторы 1 первой ступени I. Разделение потока на жидкость и твердые частицы происходит в поле центробежных сил, создаваемом вращающимся шнеком (фиг. 2), лопасти которого 14 образуют с втулкой 13 монотонно уменьшающийся по ходу потока угол, т.е. наклонены к втулке тем сильнее, чем больше осевое расстояние от входа потока в шнек. Таким образом, чем дольше твердая частица находится во вращающемся поле, тем сильнее она отжимается к периферии, но и тем сложнее ей добраться до поверхности корпуса и ударить в нее из-за препятствия в виде наклонной лопасти. Поток с периферии шнека с повышенной концентрацией абразивных частиц (пунктирная линия) направляется через выходы 3 в общий выкидной канал 5, а потоки из центральной части сепараторов 1, проходя через внутренний канал разделителя 7 и попадая на выкиды 4, направляются на соответствующие входы 8 сепараторов ступеней серии II. В каждом из центробежных сепараторов 6 серии II происходит отделение нефти от воды, причем нефть, как более легкая фракция, концентрируется вблизи втулки 13 сепарационного шнека, а вода - на периферии шнека. С помощью разделительного устройства 7 периферийный поток воды направляется к выходу 9 и, далее, поступает на вход 8 следующей ступени серии II, в то время как поток нефти из центральной части сепаратора через внутренний канал разделителя 7 поступает через выход 10 в общий выкидной канал для нефти 11 и удаляется из системы на поверхность. В варианте исполнения, где в качестве устройства регулирования давления используют струйный насос 13, поток нефти с выхода 10 последней ступени сепараторов серии II, имеющий наибольшее давление, направляют в качестве активной среды в сопло струйного насоса 13, потоки нефти с выходов 10 вышерасположенных ступеней серии II направляют в приемную камеру струйного насоса 13 в качестве пассивной среды. В камере смешения струйного насоса происходит объединение активного и пассивного потоков в один. Далее объединенный поток по каналу 11 поднимается на поверхность.The input stream, which is a mixture of oil, water and particles of mechanical impurities, is divided into streams, each of which is fed through input 2 to the separators 1 of the first stage I. Separation of the stream into liquid and solid particles occurs in the centrifugal force field created by the rotating screw (Fig. . 2), the blades of which 14 form an angle that decreases monotonically with the sleeve 13, i.e. the more inclined to the sleeve, the greater the axial distance from the flow inlet to the auger. Thus, the longer a solid particle is in a rotating field, the stronger it is squeezed to the periphery, but the harder it is to get to the surface of the body and hit it because of an obstruction in the form of an inclined blade. The flow from the periphery of the auger with an increased concentration of abrasive particles (dashed line) is directed through the outlets 3 to the common flow channel 5, and the flows from the central part of the separators 1, passing through the internal channel of the separator 7 and falling onto the outflows 4, are directed to the corresponding inputs of the 8 stage separators Series II. In each of the centrifugal separators of Series 6 II, oil is separated from water, moreover, oil, as a lighter fraction, is concentrated near the sleeve 13 of the separation screw, and water is at the periphery of the screw. Using the separation device 7, the peripheral water flow is directed to the outlet 9 and, then, enters the input 8 of the next stage of series II, while the oil flow from the central part of the separator through the internal channel of the separator 7 enters through the outlet 10 into a common discharge channel for oil 11 and is removed from the system to the surface. In the embodiment where the jet pump 13 is used as the pressure control device, the oil flow from the outlet 10 of the last stage of the II series separators having the highest pressure is directed as the active medium to the nozzle of the jet pump 13, the oil flows from the exits 10 of the upstream series II stages sent to the receiving chamber of the jet pump 13 as a passive medium. In the mixing chamber of the jet pump, the active and passive flows are combined into one. Next, the combined flow through the channel 11 rises to the surface.

Вода проходит многократную очистку в ступенях сепарации серии II до достижения заданной степени чистоты, причем количество ступеней на стадии II определяется по вышеприведенной итерационной формуле. Очищенная на последней ступени вода через выходы 9 поступает в объединенный канал 12 и закачивается в водоносный пласт.Water undergoes multiple purification in the separation stages of series II to achieve a given degree of purity, and the number of stages in stage II is determined by the above iterative formula. The water purified at the last stage through the outlets 9 enters the combined channel 12 and is pumped into the aquifer.

Claims (5)

1. Многокаскадный погружной сепаратор вода-нефть, представляющий собой каскад последовательных гидравлически связанных ступеней сепараторов, каждая из ступеней состоит из параллельно включенных сепараторов с выходами для нефти, объединенными в общую для всех сепараторов выкидную линию при помощи устройства регулирования давления, и с выходами для воды, соединенными с входами соответствующей последующей ступени сепараторов, отличающийся тем, что на первой ступени сепарации установлены сепараторы, отделяющие механические примеси от основного потока в отдельный канал, после них размещены сепараторы для разделения нефти и воды, причем каждый из сепараторов снабжен разделительным устройством и сепарационным шнеком переменного шага, лопасти которого образуют с осью вращения в меридиональном сечении постоянный или монотонно уменьшающийся угол в диапазоне от 90 до 30°, при этом расчет числа ступеней в каскаде ведут по следующей итерационной формуле:1. A multi-stage submersible water-oil separator, which is a cascade of successive hydraulically connected separator stages, each stage consists of parallel-connected separators with oil outlets combined into a flow line by a pressure control device for all separators, and with water outlets connected to the inputs of the corresponding subsequent stage of the separators, characterized in that at the first stage of separation there are separators that separate the mechanical impurities from the main flow into a separate channel, after them there are separators for separating oil and water, and each of the separators is equipped with a separation device and a separation screw of variable pitch, the blades of which form a constant or monotonously decreasing angle in the range from 90 to 30 ° with the axis of rotation in the meridional section , while the calculation of the number of steps in the cascade is carried out according to the following iterative formula:
Figure 00000005
Figure 00000005
 где i – номер ступени сепарации, CH i-1 – концентрация нефти в воде на выходе из (i-1)-ой ступени сепарации, причем CH 0 – концентрация нефти в воде во входном потоке, CH i – концентрация нефти в воде на выходе из i-ой ступени сепарации, Скр – допустимая концентрация нефти в очищенной воде, KH, KB – коэффициенты сепарации по нефти и воде единичного сепаратора.where i is the number of the separation stage, C H i-1 is the concentration of oil in water at the outlet of the (i-1) -th separation stage, and C H 0 is the concentration of oil in water in the input stream, C H i is the concentration of oil in water at the outlet of the i-th separation stage, C cr - permissible oil concentration in the treated water, K H , K B - oil and water separation coefficients of a single separator. 2. Многокаскадный погружной сепаратор вода-нефть по п. 1, отличающийся тем, что устройство регулирования давления выполнено в виде струйного насоса, объединяющего потоки с разным давлением в один общий поток.2. Multistage submersible water-oil separator according to claim 1, characterized in that the pressure control device is made in the form of a jet pump that combines flows with different pressures into one common stream. 3. Многокаскадный погружной сепаратор вода-нефть по п. 1, отличающийся тем, что разделительное устройство выполнено в виде установленного на выходе сепаратора цилиндрического стакана, отделяющего периферийную часть потока от внутренней его части и имеющего диаметр, ступенчато уменьшающийся на последующих ступенях.3. A multistage submersible water-oil separator according to claim 1, characterized in that the separation device is made in the form of a cylindrical cup mounted at the separator outlet, separating the peripheral part of the stream from its internal part and having a diameter that decreases stepwise in subsequent steps.
RU2015154851A 2015-12-21 2015-12-21 Multistage submersible water-oil separator RU2610960C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154851A RU2610960C1 (en) 2015-12-21 2015-12-21 Multistage submersible water-oil separator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154851A RU2610960C1 (en) 2015-12-21 2015-12-21 Multistage submersible water-oil separator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2610960C1 true RU2610960C1 (en) 2017-02-17

Family

ID=58458574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015154851A RU2610960C1 (en) 2015-12-21 2015-12-21 Multistage submersible water-oil separator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2610960C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5996690A (en) * 1995-06-06 1999-12-07 Baker Hughes Incorporated Apparatus for controlling and monitoring a downhole oil/water separator
RU2379500C2 (en) * 2008-03-03 2010-01-20 Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" Abrasive-resistant centrifugal gas tank
WO2014152585A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Schlumberger Canada Limited Multi-stage downhole oil-water separator
RU145676U1 (en) * 2014-05-12 2014-09-27 Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" SEPARATOR FOR CLEANING WELL LIQUID FROM MECHANICAL IMPURITIES
RU2531984C2 (en) * 2010-06-30 2014-10-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Separation of oil, water and solids in well

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5996690A (en) * 1995-06-06 1999-12-07 Baker Hughes Incorporated Apparatus for controlling and monitoring a downhole oil/water separator
RU2379500C2 (en) * 2008-03-03 2010-01-20 Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" Abrasive-resistant centrifugal gas tank
RU2531984C2 (en) * 2010-06-30 2014-10-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Separation of oil, water and solids in well
WO2014152585A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Schlumberger Canada Limited Multi-stage downhole oil-water separator
RU145676U1 (en) * 2014-05-12 2014-09-27 Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" SEPARATOR FOR CLEANING WELL LIQUID FROM MECHANICAL IMPURITIES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8110024B2 (en) Separator tank for separation of fluid comprising water, oil and gas,use of such a tank, and method for separating a fluid including water, oil, and gas
EP1779911A1 (en) A separator tank
US9079126B2 (en) Centrifugal separator
CN107376429B (en) Method and device for degassing crude oil with self-adaptive variable flow
CN108862466B (en) Equipment and method for pre-separating oily sewage based on axial vortex technology
WO2012146941A1 (en) Separator
RU2547854C1 (en) Downhole swirler separator (versions)
RU2610960C1 (en) Multistage submersible water-oil separator
CN112322344B (en) Pipe network type rod electrode squirrel-cage array type three-stage degassing and dewatering device
KR20150105357A (en) A fluid treatment system, a fluid processing apparatus and a method of treating a mixture
US20110174741A1 (en) Cyclonic separation system comprising gas injection means and method for separating a fluid mixture
RU2236639C1 (en) System for collecting and transporting products of oil wells
US20220062796A1 (en) Multiphase Separation and Pressure Letdown Method
RU157711U1 (en) BELL SEPARATOR
EP3585496B1 (en) Separator
WO2022232197A1 (en) Systems and methods for mixture separation
CN1358107A (en) Improved injection of solids-laden water stream into centrifugal separator
RU2711329C1 (en) Downhole device for liquid cleaning
RU2587204C1 (en) Submersible mechanical impurity separator
RU200894U1 (en) CENTRIFUGAL-GRAVITATION GAS-SESSION FILTER
RU2810912C1 (en) Method of operation of installing a vane pump with a downhole separator of mechanical impurities and a gas phase enlarger (options) and submersible installation of a vane pump for its implementation (options)
RU2022180C1 (en) Hydrovortex separator
RU2221967C1 (en) Oil-field product gathering method
SU889111A1 (en) Hydrocyclon
RU2591957C1 (en) Device and method for low-temperature gas preparation