НЕФТЕГАЗОВЫЙ СЕПАРАТОР

Настоящая полезная модель относится к оборудованию, применяемому для разделения нефтегазоводяных эмульсий, и может быть использована в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.
Из уровня техники известен нефтегазовый сепаратор, состоящий из горизонтальной емкости, имеющей патрубки для входа и выхода продукции. Сепаратор оснащен внутренними устройствами, состоящими из распределительного устройства, наклонных желобов (дефлекторов) и сетчатых отбойников (Е.И. Бухаленко, В.В. Вершковой, Ш.Т. Джафаров «Нефтепромысловое оборудование». - М.: Недра, 1983 г. С.413, рис.11.4).
Недостатком сепаратора является невысокая производительность.
Известен нефтегазовый сепаратор (см. патент РФ на полезную модель №95742, МПК E21B 43/34, опубл. 10.07.2010), содержащий емкость с нефтью, наклонные желоба, каплеотбойники, штуцера для ввода и вывода продукции, компрессор и газосборник.
Недостатком известного сепаратора является низкая производительность и необходимость применения дополнительного вспомогательного оборудования, увеличивающие металлоемкость и сложность обслуживания.
Также известен нефтегазовый сепаратор со сбросом воды, указанный в изобретении (см. патент РФ №2343277, МПК E21B 43/34, опубл. 10.01.2009), являющийся наиболее близким к заявленной полезной модели, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, тарельчатый ввод с центробежной насадкой, выпрямляющую и переливную перегородки, между которыми размещены два пакета коалесцирующих насадок, которые разделены вертикальной перегородкой.
Недостатком известного аппарата является недостаточно высокая эффективность и качество подготовки разделившихся фаз.
Технической задачей, на выполнение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание простой и надежной конструкции, позволяющей добиться эффективной сепарации нефтегазоводяных эмульсий при высокой производительности и качестве подготовки разделившихся фаз.
Технический результат от использования предложенной конструкции нефтегазового сепаратора состоит в повышении производительности сепаратора, эффективности и качества разделения фаз.
Задача, положенная в основу настоящей полезной модели, решается тем, что нефтегазовый сепаратор, включающий емкость с патрубками ввода нефтегазоводяной эмульсии и вывода разделившихся фаз, блок коалесцирующих насадок, выпрямляющую и переливную перегородки и каплеотбойник, снабжен встроенным депульсатором и дополнительной выпрямляющей перегородкой, при этом блок коалесцирующих насадок расположен между выпрямляющими перегородками, которые выполнены в виде распределительно-коалесцирующих устройств.
Кроме того, распределительно-коалесцирующие устройства установлены вертикально и последовательно по ходу движения потока и представляют собой перфорированные решетки малого сопротивления, изготовленные из листового нержавеющего металла толщиной 0,6-0,8 мм, причем перфорация выполнена в виде клина, отогнутого от плоскости решетки на 30-45°.
Кроме того, депульсатор выполнен в виде наклонного элемента.
Кроме того, блок коалесцирующих насадок выполнен в виде пластин, имеющих форму прямоугольного треугольника.
Кроме того, каплеотбойник совмещен с патрубком вывода отделившегося газа и выполнен в виде коалесцирующего блока.
Установка встроенного депульсатора, расположенного перед патрубком ввода нефтегазоводяной эмульсии и выполненного в виде наклонного элемента, значительно повышает качество сепарации за счет гашения пульсации поступающего потока и гашения образовавшейся пены.
Размещение дополнительной выпрямляющей перегородки и выполнение выпрямляющих перегородок в виде распределительно-коалесцирующих устройств, которые установлены вертикально и последовательно по ходу движения потока и представляют собой перфорированные решетки малого сопротивления с определенным видом перфорации, изготовленные из листового нержавеющего металла толщиной 0,6-0,8 мм, позволяют стабилизировать и распределить поток нефтегазоводяной эмульсии по сечению сепаратора и повысить эффективность и интенсификацию процесса сепарации.
Выполнение блока коалесцирующих насадок, состоящего из установленных поочередно кассет, с вертикально расположенными полочными элементами, выполненными в виде пластин, имеющих форму прямоугольного треугольника, способствует эффективному процессу гравитационной сепарации и обеспечивает незасоряемость сепаратора за счет свободного прохода нефтегазоводяной эмульсии.
Совмещение каплеотбойника с патрубком вывода отделившегося газа и его выполнение в виде коалесцирующего блока обеспечивают отбор свободного выделившегося газа в процессе сепарации и повышают эффективность подготовки газовой фазы, без применения дополнительного вспомогательного оборудования.
Перечисленные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточных для получения указанного технического результата.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники, из которого полезная модель явным образом не следует для специалиста в области разделения нефтегазоводяных эмульсий, показал, что она не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления нефтегазового сепаратора, можно сделать вывод о ее соответствии критериям патентоспособности.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером выполнения нефтегазового сепаратора, который наглядно демонстрирует возможность получения указанного технического результата. Допускаются различные модификации и улучшения, не выходящие за пределы области действия полезной модели, определенные прилагаемой формулой.
Заявляемый вариант исполнения полезной модели описывается далее на основе представленных чертежей, где:
- на фиг.1 изображен общий вид нефтегазового сепаратора;
- на фиг.2 изображено сечение А-A на фиг.1;
- на фиг.3 изображено сечение Б-Б на фиг.1;
- на фиг.4 изображено сечение В-В на фиг.1.
В графических материалах соответствующие конструктивные элементы нефтегазового сепаратора обозначены следующими позициями:
1. - корпус;
2. - патрубок ввода нефтегазоводяной эмульсии;
3. - патрубок вывода газа;
4. - патрубок вывода нефти;
5. - патрубок вывода воды;
6. - депульсатор;
7. - переливная перегородка;
8. - каплеотбойник;
9. - распределительно-коалесцирующее устройство;
10. - блок коалесцирующих насадок;
11. - распределительно-коалесцирующее устройство.
Нефтегазовый сепаратор включает горизонтальный цилиндрический корпус 1, патрубок 2 ввода нефтегазоводяной эмульсии, патрубок 3 вывода газа, патрубок 4 вывода нефти, патрубок 5 вывода отделившейся воды. Патрубок 2 ввода нефтегазоводяной эмульсии оснащен встроенным депульсатором 6 - устройством приема нефтегазоводяной эмульсии, который гасит пульсацию поступающего потока эмульсии и образовавшуюся пену. Патрубок 3 вывода газа оснащен каплеотбойником 8 - устройством улавливания капельной жидкости, выполненным в виде коалесцирующего блока. Переливная перегородка 7 разделяет конструкцию нефтегазового сепаратора на зону сбора и вывода отделившейся воды и нефти. Блок 10 коалесцирующих насадок состоит из установленных поочередно кассет с вертикально расположенными полочными элементами, выполненными в виде пластин, имеющих форму прямоугольного треугольника. Перед блоком 10 коалесцирующих насадок и после него установлены выпрямляющие перегородки - поперечные распределительно-коалесцирующее устройства 9 и 11, которые установлены вертикально и последовательно по ходу движения потока эмульсии и представляют собой перфорированные решетки малого сопротивления, изготовленные из листового нержавеющего металла толщиной 0,6-0,8 мм, причем перфорация выполнена в виде клина, отогнутого от плоскости решетки на 30-45°.
Патрубок 5 вывода отделившейся воды и патрубок 4 вывода нефти оснащены устройствами, предотвращающими воронкообразование.
Нефтегазовый сепаратор работает следующим образом.
Нефтегазоводяная эмульсия, добываемая из скважин, обработанная деэмульгатором, с определенным давлением поступает в сепаратор через патрубок 2, оснащенный встроенным депульсатором 6 (например, наклонным элементом), нефтегазоводяная эмульсия распределяется по поверхности депульсатора 6 и стекает по его наклонной части. Депульсатор 6 принимает на себя струю жидкости из патрубка 2, при этом происходит газовыделение из поступающей эмульсии и ослабление ударных нагрузок при пульсирующем режиме подачи эмульсии в сепаратор. После чего частично разгазированная эмульсия проходит через распределительно-коалесцирующее устройство 9, где стабилизируется и распределяется по сечению сепаратора и поступает в блок 10 коалесцирующих насадок. Блок 10 коалесцирующих насадок, состоящий из кассет определенной конструкции, позволяет интенсифицировать процесс сепарации. Далее эмульсия поступает в распределительно-коалецирующее устройство 11, после чего отделившаяся в процессе сепарации вода скапливается внизу емкости и выводится через патрубок 5. Отделившийся газ выводится через патрубок 3 вывода газа, оснащенный каплеотбойником 8. Разгазированая и частично обезвоженная нефтяная эмульсия через поперечную переливнуюную перегородку 7, поступает в зону вывода нефти, и через патрубок 4 выводится из сепаратора.
Предлагаемое техническое решение нефтегазового сепаратора обладает простотой конструкции внутренних устройств, что упрощает возможность проведения ремонтных и профилактических работ.
Изготовление предлагаемого нефтегазового сепаратора не требует разработки нового оборудования и переоснащения существующих производств, а используемые средства широко применяются в нефтяном машиностроении, что подтверждает возможность практической реализации и достижения технического результата.
Предлагаемая конструкция нефтегазового сепаратора находит применение на ряде нефтепромысловых объектов.