RU26440U1 - Трехфазный сепаратор - Google Patents

Description

Трехфазный сепаратор

Изобретение относится к аппаратам для сепарации и предварительного обезвоживания нефти в нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в других отраслях для разделения смесей жидкостей и газа. Особенно эффективно устройство для разделения продукции скважин с обводненностью более 30-50%, предварительно обработанной деэмульгатором

Известны трехфазные сепараторы (пат. США № 3971719, кл.210-104, 1976; пат. РФ №2114678, МПК 6 B01D 17/04, 19/00. 10.07.98), с использованием, для организации вывода нефти и воды, поперечных перегородок, не доходящих до верха емкости сепаратора (обечайки).

В этих сепараторах обеспечение разделения фаз достигается динамическим отстаиванием с организацией отбора нефти и воды.

Недостатком сепараторов является их ограниченная производительность, т.к. не производится технологического воздействия на процесс разделения фаз нефтяной эмульсии в сепараторе.

Известен сепаратор по пат. Великобритании № 9725447 ВО ID 17/028, 01.12.97, в котором установлены перегородки (не менее двух) для распределения потока текучей среды по поперечному сечению емкости, а повышение эффективности разделения фаз нефтяной эмульсии достигается перфорированием перегородок с различной долей свободной площади (перфорации) в зоне, расположенной ближе к дну емкости чем в выше расположенной зоне.

Это устройство позволяет более полно использовать объем аппарата в .рабочей зоне отстаивания нефти, что способствует повышению производительности при разделении фаз нефтяной эмульсии динамическим отстаиванием.

2 Q О 2 1 1

МПК BOID 17/028,19/00

Недостатком сепаратора является низкое качество разделения фаз.

В известном по пат. Франции № 2774924 от 16.02.98 МПК B01D 17/12 сепараторе, принятом за прототип, повышение качества разделения фаз предложено достичь за счет оборудования сепаратора, включающего емкость с поперечной перегородкой и штуцерами ввода смеси на разделение и вывода отделившихся фаз, полочной насадкой в виде двух пакетов из наклоненных к центру аппарата пластин. Последние перекрывают живое сечение потока таким образом, что поток свободно проходит между пластинами, расположенными вдоль обечайки корпуса.

Недостатком сепаратора является то, что его конструкция не способствует коалесценции воды из эмульсии, а лишь интенсифицирует осаждение из нее уже сформировавшихся капель воды. Это снижает качество нефти по содержанию в ней остаточной воды.

Технической задачей, стояш;ей перед авторами, является создание конструкции аппарата, позволяюш;его интенсифицировать процесс укрупнения капель эмульгированной воды в насадке, развить коалесцирующий эффект, что позволит повысить качество разделения и уменьшить габариты сепаратора.

Поставленная задача решается в предлагаемом трехфазном сепараторе, включающем корпус со штуцерами ввода газожидкостной смеси и вывода разделившихся фаз, поперечную перегородку перелива нефти и насадку, в котором насадка выполнена из установленных вертикально, вдоль направления потока жидкости в сепараторе, гофрированных листов с трапециевидным профилем гофров. Гофры могут быть наклонены по отношению к горизонтали, а листы в насадке установлены с зазором друг относительно друга. Трапециевидные гофры в насадке совмещены таким образом, что между смежными гофрами образованы каналы, ширина которых между боковыми сторонами гофр уже, чем между их вершинами. При этом, если гофры выполнены наклонно, боковые их стороны в каналах между пластинами образуют наклонные полки.

Эта конструкция позволяет многократно изменять направление потока разделяемой смеси и провоцировать в объеме аппарата возникновение мелкомасштабных вихревых образований. Эти образования интенсифицируют процесс коалесценции в смеси, но не вызывают эффекта образования вторичной эмульсии. Совокупность конструктивных признаков заявляемого сепаратора значительно интенсифицирует процесс разделения смеси, повышая при этом качество разделившихся фаз.

На фиг. 1 приведен общий вид трехфазного сепаратора.

На фиг. 2 - вид сверху коалесцируюш;ей насадки.

На фиг. 3 - поперечный разрез насадки.

На фиг. 4 - элемент пакета насадки.

Трехфазный сепаратор состоит из горизонтального цилиндрического корпуса I со штуцерами ввода нефтеводогазовой смеси 2, вывода обезвоженной нефти 3, вывода отделившейся воды 4, вывода газа 5. В корпусе сепаратора расположена поперечная переливная перегородка 6, не доходяш;ая до верха обечайки. За перегородкой расположена секция приема нефти 7.

В отстойной зоне сепаратора перед переливной перегородкой б установлена полочная коалесцирующая насадка 8. Она состоит из гофрированных листов вертикально установленных вдоль корпуса сепаратора. Гофры листов имеют трапециевидный профиль. Листы в насадке установлены с зазором друг относительно друга с совмещением положения гофр. Нри этом в насадке между смежными гофрами образованы извилистые каналы, ширина которых между боковыми сторонами 9 гофр уже, чем между их вершинами 10.

Насадка может быть выполнена из листов с гофрами наклоненными по отношению к горизонтали. Это позволяет образовать в насадке полочную систему с более высокой эффективностью разделения за счет ограничения высоты гравитационного осаждения капель между гофрами.

Нефтяная газосодержащая эмульсия с обводненностью более 50%, обработанная деэмульгатором, из добывающих скважин поступает через штуцер 2 в сепаратор, оборудованный устройством приема нефтеводогазовой смеси, например наклонным лотком (полкой).

Газосепарация нефти осуществляется непосредственно перед коалесцирующей насадкой 8. Выделившийся газ выводится через штуцер 5, а разгазированная при давлении сепарации нефтеводяная эмульсия поступает в насадку 8 расположенную между уровнями раздела фаз в сепараторе. Эмульсия движется ио извилистым каиалам насадки, образованным ее гофрами. Вследствие изменения направления потока эмульсии и скорости ее движения появляются центробежные силы, направленные от центра кривизны к внешней стенке канала.

Этим обусловливается разность давлений в потоке при переходе его с поворотом последовательно из узкого канала в широкий канал, вследствие чего в жидкости возникают мелкомасштабные вихревые образования. Это интенсифицирует столкновение капель (например, воды в нефти) друг с другом и их слияние.

При поступлении эмульсии с укрупненными каплями воды из широких в узкие участки каналов, образованные между боковыми сторонами гофров, капли воды коалесцируют на их стенках, сливаются и вода стекает в водяную зону сепаратора. При выполнении насадки из листов с наклонными гофрами (к горизонтали) образуются в насадке наклонные полки, в результате чего при прохождении между ними нефтеводяной эмульсии из-за малой высоты отстаивания интенсифицируется гравитационное выпадение укрупненных капель воды на поверхность полок и вывод ее из насадки.

Вода из водяной зоны сепаратора выводится через штуцер 4.

Обезвоженная до 5-15% остаточной воды нефть через переливную перегородку поступает в секцию приема нефти 7 и выводится через штуцер 3 из сепаратора.

Claims (2)

1. Трехфазный сепаратор, включающий корпус со штуцерами ввода газожидкостной смеси и вывода разделившихся фаз, поперечную перегородку перелива нефти и полочную насадку, отличающийся тем, что насадка выполнена из установленных вертикально вдоль направления потока жидкости в сепараторе гофрированных листов с трапециевидным профилем гофров, причем листы в насадке установлены с зазором относительно друг друга с совмещением трапециевидных гофр таким образом, что между смежными гофрами образованы каналы, ширина которых между боковыми сторонами гофр уже, чем между их вершинами.

2. Трехфазный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что гофры на листах насадки выполнены наклонными к горизонтали и образуют в насадке наклонные полки.