RU2790067C1

RU2790067C1 - Oil preparation method and desorption column for its implementation

Info

Publication number: RU2790067C1
Application number: RU2022110611A
Authority: RU
Inventors: Риф Вакилович Вафин; Ильшат Асхатович Магзянов; Андрей Генадиевич Миннуллин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Алойл"
Filing date: 2022-04-20
Publication date: 2023-02-14

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to the oil and gas industry, and in particular to methods and devices for the preparation of oil during degassing, dehydration and desalting. The invention relates to a method for oil preparation, including oil purification in at least two inlet stages of separation from mechanical impurities and free water and gas, water withdrawal from a settling tank and subsequent pumping of purified oil by a raw pump through a line heater for heating above 60°C, but not higher than the boiling point of light fractions of oil, through at least two stages of dehydration and desalting of oil with the supply of fresh wash water between them, subsequent supply to the desorption column with gas purge and supply of reagents, and then through the outlet separator and tank of commercial oil, wherein, mechanical impurities, water and gas from separators and tanks are diverted to collection and /or disposal systems. After the first separation stage, the oil is heated to a temperature of 20-35°C by a heat exchanger by pumping hot oil through it after the second stage of desalination and dehydration in front of the desorption column, into the body of which a gas conduit coaxial to the body is inserted with paired radial nozzles arranged in a spiral evenly along the perimeter and the entire length of the gas pipeline, and all nozzles are equipped with nozzles directed against the direction of the oil flow in the casing, ensuring uniform saturation of it with gas along the entire length and perimeter of the desorption column casing, while oil with fresh washing water is pumped before being fed into the second stage of dehydration and desalting of oil through a coil with a total length that ensures maximum dissolution of salts in fresh water. Reagents are fed between the desorption column and the outlet separator, followed by the desorption column with a gas purge, followed by the supply of reagents, and subsequent supply through the outlet separator and the tank of commercial oil.

EFFECT: expansion of the field of application, effective destruction of the water-oil emulsion, reduction in the need for a large amount of reagents to obtain the required degree of oil purification.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам и устройствам подготовки нефти при дегазации, обезвоживании и обессоливании.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to methods and devices for the preparation of oil during degassing, dehydration and desalting.

Известен способ подготовки сероводородсодержащей нефти (патент RU №2220756, МПК B01D 19/00, C10G 33/00, опубл. 10.01.2004 Бюл. №1), включающий ее многоступенчатую сепарацию и отдувку углеводородным газом, отличающийся тем, что отдувку углеводородным газом ведут при давлении 0,1-0,6 МПа до достижения не более 90%-ной степени удаления содержащегося в нефти сероводорода, после чего в нефть при перемешивании вводят монометанолэтаноламин и/или диметанолэтаноламин - продукты взаимодействия моноэтаноламина с формальдегидом, полученную смесь выдерживают при температуре 10-70°С в течение не менее 5 мин.A known method for the preparation of hydrogen sulfide-containing oil (patent RU No. 2220756, IPC B01D 19/00, C10G 33/00, publ. at a pressure of 0.1-0.6 MPa until reaching no more than 90% degree of removal of hydrogen sulfide contained in the oil, after which monomethanolethanolamine and / or dimethanolethanolamine, the products of the interaction of monoethanolamine with formaldehyde, are introduced into the oil with stirring, the resulting mixture is kept at a temperature of 10 -70°C for at least 5 minutes.

Недостатками данного способа являются узкая область применения из-за работы только с водородсодержащей нефтью, очень жесткие временные технологические параметры работы с применением дорогостоящих реагентов, что ведет к сложности в реализации и, как следствие, удорожанию всего процесса.The disadvantages of this method are a narrow scope due to work only with hydrogen-containing oil, very strict temporary technological parameters of work using expensive reagents, which leads to complexity in implementation and, as a result, an increase in the cost of the entire process.

Наиболее близким по технической сущности является установка подготовки сероводородсодержащей нефти (патент RU №2412740, МПК B01D 19/00, C10G 29/00, опубл. 27.02.2011 Бюл. №6), включающая нефтепровод, ступени сепарации, установку обезвоживания и обессоливания нефти, состоящую из ступени предварительного обезвоживания нефти с резервуарами-отстойниками, сырьевых насосов, нагревателя нефти, отстойников ступени глубокого обезвоживания и отстойников ступени обессоливания нефти с трубопроводом сброса отстоявшейся в них воды и трубопроводом пресной промывочной воды, соединенным с участком нефтепровода перед отстойниками обессоливания, установку очистки нефти от сероводорода и легких меркаптанов, содержащую блок отдувки сероводорода, состоящий из десорбционной колонны с подводящими и отводящими газопроводами и нефтепроводами, расходомера газа, установленного на подводящем газопроводе перед колонной, и сепаратора с выкидным нефтепроводом, блок химической нейтрализации сероводорода и меркаптанов, состоящий из узла приема и хранения реагента, насосов-дозаторов с напорным трубопроводом и установленным на нем гасителем пульсаций давления, смесительное устройство, соединенное с напорным трубопроводом насосов-дозаторов, резервуары товарной нефти, причем выкидной нефтепровод сепаратора снабжен расходомером нефти и завихрителем потока, который охвачен байпасной линией со смесительным устройством, причем напорный трубопровод узла приема и хранения реагента, сообщенный с входом смесительного устройства, снабжен игольчатым вентилем, а насосы-дозаторы снабжены частотным регулятором, функционально связанным с расходомером нефти, при этом напорный трубопровод узла приема и хранения реагента между входом смесительного устройства и игольчатым вентилем выполнен с возможностью сообщения со входом установки обезвоживания и обессоливания нефти перед сырьевыми насосами при остановке блока отдувки, подводящий нефтепровод десорбционной колонны снабжен дополнительным расходомером нефти, а подводящий газопровод - регулирующим клапаном, функционально связанным с дополнительным расходомером нефти.The closest in technical essence is the installation for the preparation of hydrogen sulfide-containing oil (patent RU No. 2412740, IPC B01D 19/00, C10G 29/00, publ. consisting of a preliminary oil dehydration stage with settling tanks, raw material pumps, an oil heater, settling tanks of the deep dehydration stage and settling tanks of the oil desalting stage with a pipeline for discharging water settled in them and a fresh flushing water pipeline connected to the section of the oil pipeline in front of the desalination settling tanks, an oil treatment plant from hydrogen sulfide and light mercaptans, containing a hydrogen sulfide stripping unit, consisting of a desorption column with inlet and outlet gas pipelines and oil pipelines, a gas flow meter installed on the inlet gas pipeline in front of the column, and a separator with a flow oil pipeline, a block for chemical neutralization of hydrogen sulfide and mercaptans, consisting of a reagent receiving and storage unit, metering pumps with a pressure pipeline and a pressure pulsation damper installed on it, a mixing device connected to the pressure piping of the metering pumps, commercial oil tanks, and the separator flow line is equipped with an oil flow meter and a flow swirler that is covered a bypass line with a mixing device, moreover, the pressure pipeline of the reagent receiving and storage unit, connected with the input of the mixing device, is equipped with a needle valve, and the dosing pumps are equipped with a frequency regulator functionally connected to the oil flow meter, while the pressure pipeline of the reagent receiving and storage unit between the inlet mixing device and a needle valve is configured to communicate with the inlet of the oil dehydration and desalination unit before the feed pumps when the stripping unit is stopped, the inlet oil pipeline of the desorption column is equipped with an additional oil flow meter, and the inlet gas pipeline - by a control valve, functionally connected with an additional oil flow meter.

Данной установкой реализуется способ подготовки нефти, включающий очистку нефти в как минимум в двух входных ступенях сепарации от механических примесей и свободной воды и газа с последующим их отводом на установки сбора и/или утилизации, отбор воды из резервуара-отстойника и последующую прокачку сырьевым насосом очищенной нефти через путевой подогреватель для нагрева выше 60°С, но не выше температуры кипения легкий фракций нефти, через как минимум двух ступеней обезвоживания и обессоливания нефти в подачей между ними пресной промывочной воды, последующую подачу в десорбционную колонну с продувкой газом и подачей реагентов, и потом через выходной сепаратор и резервуар товарной нефти, причем механические примеси, вода и газ из сепараторов отводом на системы сбора и/или утилизации.This unit implements a method of oil treatment, including oil purification in at least two inlet stages of separation from mechanical impurities and free water and gas, followed by their removal to collection and / or disposal units, water withdrawal from a settling tank and subsequent pumping of purified oil by a raw pump. oil through a line heater for heating above 60 ° C, but not above the boiling point of light oil fractions, through at least two stages of dehydration and desalting of oil in the supply of fresh wash water between them, subsequent supply to the desorption column with gas purge and supply of reagents, and then through the outlet separator and the commercial oil tank, and mechanical impurities, water and gas from the separators are discharged to the collection and / or disposal systems.

Недостатками данного способа являются узкая область применения из-за работы только с сероводородсодержащей нефтью, тепло расходуется нерационально после десорбционной колонны отводится вместе с газом, а не работает на технологический процесс, пресная промывочная вода, введенная в трубопровод между ступенями обезвоживания и обессоливания нефти, не успевает качественно среагировать с солями в нефти из-за небольшого времени воздействия при перемешивании, а процесс в разрушения водонефтяной эмульсии в десорбционной колонне требует больших затрат энергии и точного соблюдения всех технологических параметров, что ведет к сложности в реализации и, как следствие, удорожанию всего процесса за счет, в том числе, и большого расхода реагентов для нейтрализации отрицательных последствий в работе при достижении необходимой степени очистки.The disadvantages of this method are a narrow scope due to work only with hydrogen sulfide-containing oil, heat is spent irrationally after the desorption column is removed along with the gas, and does not work for the technological process, fresh wash water introduced into the pipeline between the stages of dehydration and desalting of oil does not have time qualitatively react with salts in oil due to the short exposure time during mixing, and the process of destroying a water-oil emulsion in a desorption column requires a lot of energy and precise observance of all technological parameters, which leads to complexity in implementation and, as a result, an increase in the cost of the entire process for due, among other things, to the high consumption of reagents to neutralize the negative consequences in work when the required degree of purification is achieved.

Технической задачей предлагаемого способа подготовки нефти является расширение области применения за счет работы с любой добываемой из скважин продукцией и более эффективного использования тепла нагреваемой нефти за счет предварительного прогрева поступающей нефти после первой ступени входной сепарации, а процесс разрушения водонефтяной эмульсии в десорбционной колонне осуществлять эффективное разрушение водонефтяной эмульсии при любых параметрах работы за счет равномерного ввода газа по всей длине и сечению этой колонны без использования гидравлического сопротивления, также снизить потребность в большом количестве реагентов для получения необходимой степени очистки нефти.The technical objective of the proposed method of oil treatment is to expand the scope by working with any product produced from wells and more efficient use of the heat of the heated oil due to the preheating of the incoming oil after the first stage of the inlet separation, and the process of destroying the water-oil emulsion in the desorption column to effectively destroy the oil-water emulsion. emulsion at any operating parameters due to uniform gas injection along the entire length and cross section of this column without the use of hydraulic resistance, also reduce the need for a large amount of reagents to obtain the required degree of oil purification.

Известно устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу (патент RU №2604351, МПК C10G 33/06, B01D 17/04, опубл. 10.12.2016 Бюл. №34), 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, причем 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 is known for the destruction of an oil-water emulsion during transportation through a pipeline (patent RU No. 2604351, IPC C10G 33/06, B01D 17/04, publ. 10.12.2016 Bull. No. 34), including a pipeline and a longitudinal partition made in the form of a rectangular plate, smoothly rolled in a spiral, and its edge at the outlet is turned by 180 (with respect to the edge at the inlet, and the pipeline in front of the longitudinal partition in the direction of the flow of the water-oil emulsion is equipped with a cone tapering in the direction of the flow of the water-oil emulsion in the ratio of the areas of the bases of the cone 2: 1 in the direction the flow of the oil-water emulsion, while inside the cone a screw made in the form of a spiral plate is concentrically installed, while the area of the flow part of the screw decreases in the axial direction from the inlet to the outlet, and the angle of inclination of the spiral plate of the screw at the outlet is less than 90°, and at the outlet of the cone an annular disk is installed between the screw and the cone, forming an annular chamber with the cone, hydraulic ki communicating through a radial hole made in a cone with a heavy fractions outlet embedded in the pipeline, and the area of the flow path between the screw and the annular disk is less than the area of the flow path at the screw outlet.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для осуществления способа подготовки нефти к переработке (патент RU №2268284, МПК C10G 33/00, опубл. 27.01.2005 Бюл. №3), содержащее патрубок и смеситель в виде обращенных друг к другу меньшими основаниями усеченных конусов, разнесенных по оси трубопровода и соединенных по меньшим основаниям цилиндром, образующим проточную часть смесителя, причем проточная часть смесителя выполнена с осесимметричной кавитирующей вставкой, расположенной на оси, выполненной в виде обращенных друг к другу меньшими основаниями усеченных конусов.The closest in technical essence is a device for implementing a method for preparing oil for processing (patent RU No. 2268284, IPC C10G 33/00, publ. cones spaced along the axis of the pipeline and connected at smaller bases by a cylinder forming the flow part of the mixer, and the flow part of the mixer is made with an axisymmetric cavitating insert located on the axis, made in the form of truncated cones facing each other with smaller bases.

Недостатками обоих устройств являются сложность конструкции, связанная с сопряжением точно подгоняемых деталей, при этом из-за сильного уменьшения поперечного сечения для прокачки жидкости увеличивается сопротивление потоку жидкости, которую надо прокачивать обязательно на высоких и строго определенных скоростях для получения турбулентного потока для разрушения водонефтяной эмульсии, что требует больших затрат энергии, ведет к сложности в реализации и, как следствие, удорожанию всей конструкции.The disadvantages of both devices are the complexity of the design associated with the pairing of precisely adjusted parts, while due to the strong reduction in the cross section for pumping liquid, the resistance to fluid flow increases, which must be pumped at high and strictly defined speeds to obtain a turbulent flow to destroy the water-oil emulsion, which requires a lot of energy, leads to complexity in implementation and, as a result, an increase in the cost of the entire structure.

Технической задачей предлагаемой десорбционной колонны для осуществления способа подготовки нефти является создание простой надежной конструкции без перепадов поперечного сечения для снижения сопротивления потоку и эффективной работе в широком диапазоне скоростей прокачиваемой жидкости.The technical task of the proposed desorption column for implementing the oil treatment method is to create a simple, reliable design without cross-sectional differences to reduce flow resistance and operate effectively in a wide range of pumped liquid velocities.

Техническая задача решается способом подготовки нефти, включающим очистку нефти в как минимум в двух входных ступенях сепарации от механических примесей и свободной воды и газа, отбор воды из резервуара-отстойника и последующую прокачку сырьевым насосом очищенной нефти через путевой подогреватель для нагрева выше 60°С, но не выше температуры кипения легкий фракций нефти, через как минимум две ступени обезвоживания и обессоливания нефти с подачей между ними пресной промывочной воды, последующую подачу в десорбционную колонну с продувкой газом и подачей реагентов, и потом через выходной сепаратор и резервуар товарной нефти, причем механические примеси, вода и газ из сепараторов и резервуаров отводят в системы сбора и/или утилизации.The technical problem is solved by an oil preparation method, including oil purification in at least two inlet stages of separation from mechanical impurities and free water and gas, water withdrawal from a settling tank and subsequent pumping of purified oil by a feed pump through a line heater for heating above 60 ° C, but not higher than the boiling point of light oil fractions, through at least two stages of dehydration and desalting of oil with the supply of fresh wash water between them, subsequent supply to the desorption column with gas purge and supply of reagents, and then through the outlet separator and tank of commercial oil, moreover, mechanical impurities, water and gas from separators and tanks are diverted to collection and/or disposal systems.

Новым является то, что после первой ступени сепарации нефть нагревают до температуры 20 - 35°С теплообменником за счет прокачки через него горячей нефти после второй ступени обессоливания и обезвоживания перед десорбционной колонной, в корпус которой вставлен соосный корпусу газовод с парными радиальными патрубками, расположенными в виде спирали равномерно по периметру и всей длине газовода, причем все патрубки оснащают соплами, направленными против направления потока нефти в корпусе, обеспечивая равномерное насыщение её газом по всей длине и периметру корпуса десорбционной колонны, при этом нефть с пресной промывочной водой перед подачей во вторую ступень обезвоживания и обессоливания нефти прокачивают через змеевик с суммарной длиной, обеспечивающей максимальное растворение солей в пресной воде, а реагенты подают между десорбционной колонной и выходным сепаратором, осуществляя последующую подачу в десорбционную колонну с продувкой газом, с последующей подачей реагентов, и последующей подачей через выходной сепаратор и резервуар товарной нефти.What is new is that after the first stage of separation, the oil is heated to a temperature of 20 - 35°C by a heat exchanger by pumping hot oil through it after the second stage of desalination and dehydration before the desorption column, into the body of which a gas conduit coaxial to the body is inserted with paired radial pipes located in in the form of a spiral evenly along the perimeter and the entire length of the gas pipeline, and all nozzles are equipped with nozzles directed against the direction of the oil flow in the casing, ensuring uniform saturation of it with gas along the entire length and perimeter of the desorption column casing, while oil with fresh washing water before being fed into the second stage dehydration and desalination, oil is pumped through a coil with a total length that ensures the maximum dissolution of salts in fresh water, and the reagents are fed between the desorption column and the outlet separator, followed by supply to the desorption column with gas purge, followed by the supply of reagents, and subsequent feeding through the outlet separator and the tank of marketable oil.

Новым является также то, что резервуар-отстойника, сырьевой насос, путевой подогреватель, ступени обезвоживания и обессоливания нефти оснащают аналогичными дублирующими конструкционными элементами для обеспечения длительной непрерывной работы при переключении между ними.It is also new that the settling tank, raw material pump, line heater, stages of oil dehydration and desalting are equipped with similar duplicate structural elements to ensure long-term continuous operation when switching between them.

Техническая задача решается десорбционной колонной для осуществления способа подготовки нефти, включающей корпус, предназначенный для прокачки нефти, и Г-образный вход для подачи газа с одного из концов, выход которого расположен соосно корпусу по направлению потока жидкости в корпусе для закачки в нее газа.The technical problem is solved by a desorption column for implementing the oil treatment method, including a housing designed for pumping oil, and an L-shaped inlet for supplying gas from one of the ends, the outlet of which is located coaxially with the housing in the direction of the liquid flow in the housing for pumping gas into it.

Новым является то, что выход Г-образного патрубка сообщен соосным с корпусом газоводом, снабженным парными разнонаправленными от оси радиальными патрубками, которые установлены в виде спирали равномерно по периметру и всей длине газовода практически от газовода до внутренней стенки корпуса, причем все патрубки оснащены соплами, направленными против направления потока нефти в корпусе, обеспечивая равномерное насыщение её газом по всей длине и периметру корпуса десорбционной колонны, при этом длина корпуса и расстояние между ближайшими патрубками определены эмпирическим путем для получения максимально возможного положительного эффекта.What is new is that the outlet of the L-shaped branch pipe is connected coaxially with the body by a gas duct, equipped with paired radial pipes differently directed from the axis, which are installed in the form of a spiral evenly along the perimeter and the entire length of the gas duct practically from the gas duct to the inner wall of the body, and all pipes are equipped with nozzles, directed against the direction of oil flow in the body, ensuring uniform saturation of it with gas along the entire length and perimeter of the body of the desorption column, while the length of the body and the distance between the nearest nozzles are determined empirically to obtain the maximum possible positive effect.

На фиг. 1 изображена схема реализации способа.In FIG. 1 shows a diagram of the implementation of the method.

На фиг. 2 изображена десорбционная колона в продольном разрезе.In FIG. 2 shows a desorption column in longitudinal section.

На фиг. 3 изображен разрез А-А фиг. 2.In FIG. 3 shows section A-A of FIG. 2.

Способ подготовки нефти реализуется в следующей последовательности.The method of oil preparation is implemented in the following sequence.

Способ подготовки нефти включает в себя очистку нефти (продукцию пласта - газо-водо-нефтяную смесь, поступающую с добывающих скважин - не показаны) первоначальную очистку на входном блоке 1 сепарации, состоящим как минимум из двух 2 и 3 ступеней сепарации, устанавливаемых последовательно. Причем между первой ступенью сепарации 2 входного блока 1 и второй ступенью 3 после предварительно сброса газа в газопровод 4 (для исключения сильного повышения давления расширяющимся газом) нефть в теплообменнике 5 подогревают до 20 - 35°С горячей нефтью (температурой 40 - 55°С), поступающей с блока обезвоживания и обессоливания нефти 6, для ускорения газа- и водо- отделения из нефти, так как в нагретом состоянии процессы проходят значительно быстрее. Из остальных ступеней 3 сепарации входного блока 1 газ также сбрасывают в газопровод 4. Из входного блока 1 предварительно очищенная нефть поступает в резервуар-отстойник 7, где за счет гравитационного разделения (отстоя) происходит газа- и водо- отделения из нефти, а за счет предварительного нагрева нефти в теплообменнике 5 процесс отстоя нефти ускоряется на 5 - 10% (чем меньше резервуар-отстойник 7, тем больше эффект от нагрева), что значительно экономит время при больших объемах очистки нефти. Вода и шлам из нижней части резервуара-отстойника 7 сбрасывают в водовод 8 подачи в очистные сооружения (не показаны). Нефть из резервуара-отстойника 7 нефть прокачивают далее сырьевым насосом 9 через путевой подогреватель 10 для нагрева нефти выше 60°С, но не выше температуры кипения легкий фракций нефти, в блок обезвоживания и обессоливания нефти 6, состоящий как минимум из двух ступеней 11 и 12. Причем между первой ступенью 11 блока обезвоживания и обессоливания нефти 6 и второй ступенью 12 для отмывки от соли вводят пресную воду при помощи смесителя 13 (показан условно), и далее нефть с пресной промывочной водой перед подачей во вторую ступень 12 прокачивают через змеевик 14 с суммарной длиной, обеспечивающей максимальное растворение солей в пресной воде. Змеевик 14 может быть выполнен в виде закрученной спирали (не показана), параллельных труб, соединенных гнутыми патрубками (не показаны) или т.п. Авторы на конструкцию змеевика 14 не претендуют, так как она известна из открытых источников. Суммарную длину змеевика 14 подбирают эмпирическим путем до стабилизации сниженного содержания солей в нефти после блока обезвоживания и обессоливания нефти 6. Эффективность на практике при испытании на месторождениях Республики Татарстан (РТ) составила от 20% до 59% (чем больше солей в нефти, тем эффективней), а суммарная длина змеевика 14 составляет не менее 29 м. Далее из блока обезвоживания и обессоливания нефти 6 после прокачки через теплообменник 5 нефть поступает на десорбционную колонну 15 для отдувки (насыщения) нефти газом. Десорбционная колонна 15 включает в себя корпус 16 (фиг. 1 и 2), предназначенный для прокачки нефти, и Г-образный вход 17 для подачи газа с одного из концов, выход которого расположен соосно корпусу 16 по направлению потока жидкости в корпусе 16 для закачки в нее газа. Выход Г-образного патрубка 17 сообщен соосным с корпусом 16 газоводом 18, снабженным парными разнонаправленными от оси радиальными патрубками 19, которые установлены в виде спирали равномерно по периметру (фиг. 3) и всей длине (фиг. 2) газовода 18 практически от газовода 18 до внутренней стенки корпуса 16. Все патрубки 19 (фиг. 3) оснащают соплами 20, направленными против направления потока нефти в корпусе 16, обеспечивая равномерное насыщение ее газом по всей периметру и длине (фиг. 2) корпуса 16 десорбционной колонны 15 (фиг. 1). При этом длина L (фиг. 2) корпуса 16 и шаг h патрубков 19 (расстояние между ближайшими патрубками 19 по длине газовода 18) определены эмпирическим путем для получения максимально возможного положительного эффекта - разрушения водонефтяной эмульсии (анализом нефти на выходе из десорбционной колонны 15 (фиг. 1). Например, для работы на месторождениях РТ достаточно длины корпуса 16 (фиг. 2) L=3,4 - 3,6 м, а шаг h=145 - 160 мм. Корпус 16 (фиг. 2 и 3) может соединяться с трубопроводом (не показан), перекачивающим нефть, при помощи фланцев 21, резьбы, сварки или т.п.(последние не показаны). Работоспособность десорбционной колонны 15 (фиг. 1) не зависит от режимов прокачки через корпус 16 (фиг. 2 и 3) нефти в отличие от аналогов, что значительно упрощает ее работу. Так как корпус 16 не имеет гидравлических сопротивления кроме, расположенных на расстоянии патрубков 19, разнесенных по длине и периметру корпуса 16, то его гидравлическое сопротивление как минимум в два раза меньше, чем у аналогов, и в три раза меньше, чем у колонн с фильтрующими элементами. Что снижает затраты на электричество при прокачке электрическими сетевыми насосами 9 (фиг. 1) при реализации способа до 5%, что позволяет добиться большой экономии при перекачке больших объемов нефти. После десорбционной колоны 15 в нефть при помощи смесителя 22 (показан условно) добавляют реагент для нейтрализации сероводорода для через выходной сепаратор 23 в резервуар товарной нефти 24, из которого отстоявшаяся и очищенная нефть поступает потребителю. Благодаря качественной очистке в блоке обезвоживания и обессоливания нефти 6 и десорбционной колонны 15 из практического применения на месторождениях РТ количество необходимых реагентов для нейтрализации сероводорода снижается примерно на 20 - 53% (чем больше воды и газа в нефти, тем более виден эффект и меньше нужно реагентов).The oil preparation method includes oil cleaning (formation products - gas-water-oil mixture coming from producing wells - not shown) initial cleaning at the inlet separation unit 1, consisting of at least two 2 and 3 separation stages installed in series. Moreover, between the first separation stage 2 of the inlet block 1 and the second stage 3, after the gas is previously discharged into the gas pipeline 4 (to avoid a strong increase in pressure by the expanding gas), the oil in the heat exchanger 5 is heated to 20 - 35 ° C with hot oil (temperature 40 - 55 ° C) coming from the oil dehydration and desalting unit 6 to accelerate gas and water separation from oil, since in a heated state the processes are much faster. From the remaining separation stages 3 of the inlet block 1, gas is also discharged into the gas pipeline 4. From the inlet block 1, the pre-cleaned oil enters the settling tank 7, where, due to gravitational separation (sludge), gas and water separation from oil occurs, and due to pre-heating of oil in the heat exchanger 5, the process of oil settling is accelerated by 5 - 10% (the smaller the settling tank 7, the greater the heating effect), which significantly saves time with large volumes of oil purification. Water and sludge from the bottom of the settling tank 7 is discharged into the conduit 8 of the supply to the treatment plant (not shown). Oil from the settling tank 7 is further pumped with a feed pump 9 through a line heater 10 to heat the oil above 60°C, but not above the boiling point of light oil fractions, into the oil dehydration and desalting unit 6, consisting of at least two stages 11 and 12 Moreover, between the first stage 11 of the block of dehydration and desalting of oil 6 and the second stage 12 for washing from salt, fresh water is introduced using a mixer 13 (shown conditionally), and then oil with fresh washing water is pumped through the coil 14 before being fed into the second stage 12 the total length providing the maximum dissolution of salts in fresh water. The coil 14 can be made in the form of a twisted spiral (not shown), parallel pipes connected by bent pipes (not shown), or the like. The authors do not claim the design of coil 14, since it is known from open sources. The total length of the coil 14 is selected empirically until the reduced salt content in the oil stabilizes after the block of dehydration and desalting of oil 6. In practice, when tested at the fields of the Republic of Tatarstan (RT) ranged from 20% to 59% (the more salts in the oil, the more effective ), and the total length of the coil 14 is at least 29 m. Further, from the oil dehydration and desalination unit 6, after pumping through the heat exchanger 5, the oil enters the desorption column 15 for stripping (saturating) the oil with gas. The desorption column 15 includes a housing 16 (FIGS. 1 and 2) intended for pumping oil, and an L-shaped inlet 17 for supplying gas from one end, the outlet of which is located coaxially with the housing 16 in the direction of fluid flow in the housing 16 for injection gas into it. The output of the L-shaped pipe 17 is connected coaxially with the body 16 by a gas duct 18, equipped with paired radial pipes 19, which are oppositely directed from the axis, which are installed in the form of a spiral evenly along the perimeter (Fig. 3) and the entire length (Fig. 2) of the gas duct 18 practically from the gas duct 18 to the inner wall of the housing 16. All nozzles 19 (Fig. 3) are equipped with nozzles 20 directed against the direction of oil flow in the housing 16, ensuring uniform saturation of it with gas along the entire perimeter and length (Fig. 2) of the housing 16 of the desorption column 15 (Fig. 1). In this case, the length L (Fig. 2) of the body 16 and the pitch h of the nozzles 19 (the distance between the nearest nozzles 19 along the length of the gas conduit 18) are determined empirically to obtain the maximum possible positive effect - the destruction of the water-oil emulsion (by analyzing the oil at the outlet of the desorption column 15 ( Fig. 1. For example, for work in the fields of the Republic of Tatarstan, the length of the body 16 (Fig. 2) L=3.4 - 3.6 m, and the pitch h=145 - 160 mm is sufficient. The body 16 (Fig. 2 and 3) can be connected to a pipeline (not shown) pumping oil using flanges 21, threads, welding, etc. (the latter are not shown). .2 and 3) of oil, unlike analogs, which greatly simplifies its work.Since the body 16 has no hydraulic resistance, except for branch pipes 19 located at a distance spaced along the length and perimeter of the body 16, its hydraulic resistance is at least twice less than analogues , and three times less than columns with filter elements. This reduces the cost of electricity when pumping with electric network pumps 9 (Fig. 1) when implementing the method up to 5%, which makes it possible to achieve great savings when pumping large volumes of oil. After the desorption column 15, a reagent for neutralizing hydrogen sulfide is added to the oil using a mixer 22 (shown conditionally) through the outlet separator 23 to the commercial oil tank 24, from which the settled and purified oil is supplied to the consumer. Thanks to high-quality cleaning in the oil dehydration and desalination unit 6 and desorption column 15 from practical use in the fields of the Republic of Tatarstan, the amount of necessary reagents for neutralizing hydrogen sulfide is reduced by about 20 - 53% (the more water and gas in the oil, the more visible the effect and the less reagents are needed ).

Для исключения длительных простоев из-за выхода из строя или при обслуживании наиболее подверженное частым поломкам или необходимым очисткам элементы (резервуар-отстойник 7, сырьевой насос 9, путевой подогреватель 10, ступени 11 и 12 блока обезвоживания и обессоливания нефти 6) оснащают дублирующими конструкционными элементами (соответственно: резервуар-отстойник 7, сырьевой насос 9, путевой подогреватель 10’, ступени 11’ и 12’ блока обезвоживания и обессоливания нефти 6). Вода и шлам из нижних частей резервуаров-отстойников 7 и 7’, ступеней 11, 11’, 12 и 12’ блока обезвоживания и обессоливания нефти 6 и резервуара товарной нефти 24 отводят в системы сбора и/или утилизации по водоводу 8, а газ из верхних их частей по газопроводу 4 поступает в систему утилизации и/или сбора газа. При этом выделившийся газ может быть использован для работы (поддержания горения в топках) путевых подогревателей 10 и 10’, для закачки в пласт в составе водогазовых смесей или т.п. Вода из резервуара товарной нефти 24 может быть использована в качестве пресной воды, подаваемой через смеситель 13. Авторы на это не претендуют, как и на конструкции отдельных элементов системы, кроме десорбционной колонны. Также авторы не претендуют на теплоизоляцию некоторых конструктивных элементов, работающих в прогретой нефтью.To avoid long downtime due to failure or during maintenance, the elements most prone to frequent breakdowns or necessary cleaning (settling tank 7, feed pump 9, track heater 10, stages 11 and 12 of the oil dehydration and desalting unit 6) are equipped with duplicate structural elements (respectively: settling tank 7, feed pump 9, line heater 10', stages 11' and 12' of oil dehydration and desalting unit 6). Water and sludge from the lower parts of the settling tanks 7 and 7', stages 11, 11', 12 and 12' of the oil dehydration and desalting unit 6 and the marketable oil tank 24 are diverted to the collection and / or disposal systems through the conduit 8, and the gas from of their upper parts through the gas pipeline 4 enters the system of utilization and/or collection of gas. In this case, the released gas can be used to operate (maintain combustion in furnaces) line heaters 10 and 10', for injection into the formation as part of water-gas mixtures, or the like. Water from the commercial oil tank 24 can be used as fresh water supplied through the mixer 13. The authors do not claim this, as well as the design of individual elements of the system, except for the desorption column. Also, the authors do not claim to provide thermal insulation for some structural elements operating in heated oil.

Предлагаемый способ подготовки нефти позволяет расширить область применения за счет работы с любой добываемой из скважин продукцией и более эффективного использования тепла нагреваемой нефти за счет предварительного прогрева поступающей нефти после первой ступени входной сепарации, а процесс разрушения водонефтяной эмульсии в десорбционной колонне позволяет осуществлять эффективное разрушение водонефтяной эмульсии при любых параметрах работы за счет равномерного ввода газа по всей длине и сечению этой колонны без использования гидравлического сопротивления, также снизить потребность в большом количестве реагентов для получения необходимой степени очистки нефти.The proposed method of oil treatment allows expanding the scope by working with any product produced from wells and more efficient use of the heat of the heated oil due to the preliminary heating of the incoming oil after the first stage of the inlet separation, and the process of destroying the water-oil emulsion in the desorption column allows for the effective destruction of the water-oil emulsion at any operating parameters due to uniform gas injection along the entire length and cross section of this column without the use of hydraulic resistance, also reduce the need for a large amount of reagents to obtain the required degree of oil purification.

Предлагаемая десорбционная колонна для осуществления способа подготовки нефти является простой надежной конструкцией без перепадов поперечного сечения для снижения сопротивления потоку и эффективно работает в широком диапазоне скоростей прокачиваемой жидкости.The proposed desorption column for the implementation of the oil treatment method is a simple, reliable design without cross-sectional differences to reduce flow resistance and effectively operates in a wide range of pumped liquid velocities.

Claims

1. A method of oil treatment, including oil purification in at least two inlet stages of separation from mechanical impurities and free water and gas, water withdrawal from a settling tank and subsequent pumping of purified oil by a feed pump through a line heater for heating above 60 ° C, but not above the boiling point of light oil fractions, through at least two stages of dehydration and desalting of oil with the supply of fresh wash water between them, subsequent supply to the desorption column with gas purge and supply of reagents, and then through the outlet separator and the tank of commercial oil, moreover, mechanical impurities, water and gas from separators and tanks are diverted to collection and / or disposal systems, characterized in that after the first stage of separation, oil is heated to a temperature of 20-35 ° C by a heat exchanger by pumping hot oil through it after the second stage of desalting and dehydration before the desorption column , in the body of which a gas conduit with steam is inserted coaxial to the body radial nozzles arranged in a spiral uniformly along the perimeter and the entire length of the gas pipeline, and all nozzles are equipped with nozzles directed against the direction of oil flow in the casing, ensuring uniform saturation of it with gas along the entire length and perimeter of the desorption column casing, while oil with fresh washing water, before being fed into the second stage of dehydration and desalting, oil is pumped through a coil with a total length that ensures maximum dissolution of salts in fresh water, and the reagents are fed between the desorption column and the outlet separator, followed by supply to the desorption column with gas purge, followed by the supply of reagents and subsequent supply through the outlet separator and the tank of marketable oil.

2. The method of preparing oil according to claim 1, characterized in that the settling tank, feed pump, line heater, oil dehydration and desalting stages are equipped with similar redundant structural elements to ensure long-term continuous operation when switching between them.

3. Desorption column for implementing the method of oil treatment, including a housing designed for pumping oil, and an L-shaped inlet for supplying gas from one end, the outlet of which is located coaxially with the housing in the direction of the liquid flow in the housing for pumping gas into it, characterized in that that the outlet of the L-shaped branch pipe is connected coaxially with the body by a gas duct, equipped with paired radial pipes differently directed from the axis, which are installed in the form of a spiral evenly along the perimeter and the entire length of the gas duct practically from the gas duct to the inner wall of the body, and all pipes are equipped with nozzles directed against the direction oil flow in the body, ensuring its uniform saturation with gas along the entire length and perimeter of the desorption column body, while the length of the body and the distance between the nearest nozzles are determined empirically to obtain the maximum possible positive effect.