УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕЙ (ВАРИАНТЫ)
HEAVY OIL TREATMENT PLANT (VERSIONS)

Предложение относится к нефтяной промышленности, в частности к установкам подготовки тяжелых нефтей на нефтепромыслах.
Известна установка подготовки высоковязкой нефти (см. книгу: Тронов В.П. Промысловая подготовка нефти за рубежом. М.: Недра, 1983. - С.173-175), включающая сепаратор первой ступени, сепаратор второй ступени, технологические резервуары-отстойники, насос, теплообменник, электродегидраторы, резервуар товарной нефти.
Недостатками данной установки подготовки высоковязкой нефти являются, во-первых, недостаточное качество подготовленной высоковязкой нефти, в частности недостаточная степень ее обессоливания, во-вторых, громоздкость установки, в частности большое количество отстойного оборудования, в-третьих, дополнительные затраты на электроэнергию, связанные с необходимостью применения электрического поля для обезвоживания и обессоливания высоковязкой нефти.
Ближайшим техническим решением является «Установка подготовки тяжелых нефтей и природных битумов» (см. патент RU 2356595, МПК B01D 17/00, опубл. Бюл. №15 от 27.05.2009 г.), включающая ступень сепарации газа и предварительного сброса воды, сырьевой насос, ступень обезвоживания тяжелой нефти или природного битума, нагреватель, товарную буферную емкость, товарный насос и очистные сооружения. Перед ступенью обезвоживания установлен первый рекуперативный теплообменник, а после нее установлены последовательно промежуточная буферная емкость, промежуточный насос, второй рекуперативный теплообменник и ступень глубокого обезвоживания, состоящая из нагревателя для нагрева частично обезвоженной тяжелой нефти, колонны для выпаривания воды, холодильника-конденсатора для охлаждения и конденсации водяных паров, буферной емкости для водного конденсата, насоса для откачки водного конденсата на очистные сооружения, насоса для откачки горячей обезвоженной тяжелой нефти (природного битума) из колонны в товарную буферную емкость последовательно через второй и первый рекуперативные теплообменники.
Недостатками данной установки подготовки тяжелых нефтей и природных битумов являются, во-первых, высокие капитальные и эксплуатационные затраты на изготовление и эксплуатацию дополнительного оборудования на ступени глубокого обезвоживания тяжелой нефти, во-вторых, отсутствие учета товарной тяжелой нефти, что не позволяет контролировать количество подготавливаемой нефти, а также, по возможности, воспользоваться льготной ставкой налога на добычу полезных ископаемых (НДПИ) при добыче высоковязких нефтей.
Техническими задачами предлагаемого изобретения являются, во-первых, снижение капитальных и эксплуатационных затрат на подготовку тяжелой нефти за счет упрощения конструкции оборудования установки, во-вторых, организация учета товарной тяжелой нефти, что позволит контролировать количество подготавливаемой нефти, а также, по возможности, воспользоваться льготной ставкой НДПИ при добыче высоковязких нефтей.
Технические задачи решаются установкой подготовки тяжелых нефтей, включающей ступень сепарации газа и предварительного сброса воды, сырьевой насос, ступень обезвоживания тяжелой нефти с отстойником, товарную буферную емкость, товарный насос и очистные сооружения.
Новым является то, что перед отстойником ступени обезвоживания тяжелой нефти установлен проточный коалесцентор, а отстойник между входом предварительно обезвоженной тяжелой нефти и выходом товарной тяжелой нефти и выводом воды оснащен внутренней коалесцентно-осадительной секцией, причем после товарного насоса установлен узел учета товарной тяжелой нефти.
Технические задачи решаются также установкой подготовки тяжелых нефтей, включающей ступень сепарации газа и предварительного сброса воды, сырьевой насос, нагреватель, ступень обезвоживания тяжелой нефти с отстойником, товарную буферную емкость, товарный насос и очистные сооружения.
Новым является то, что перед отстойником ступени обезвоживания тяжелой нефти установлен проточный коалесцентор, перед которым размещен нагреватель, а отстойник между входом предварительно обезвоженной тяжелой нефти и выходом товарной тяжелой нефти и выводом воды оснащен внутренней коалесцентно-осадительной секцией, причем после товарного насоса установлен узел учета товарной тяжелой нефти.
Технические задачи решаются также установкой подготовки тяжелых нефтей, включающей ступень сепарации газа и предварительного сброса воды, сырьевой насос, блок подачи реагента для дозирования деэмульгатора, ступень обезвоживания тяжелой нефти с отстойником, товарную буферную емкость, товарный насос и очистные сооружения.
Новым является то, что перед отстойником ступени обезвоживания тяжелой нефти установлен проточный коалесцентор, а отстойник между входом предварительно обезвоженной тяжелой нефти и выходом товарной тяжелой нефти и выводом воды оснащен внутренней коалесцентно-осадительной секцией, причем после товарного насоса установлен узел учета товарной тяжелой нефти.
Технические задачи решаются также установкой подготовки тяжелых нефтей, включающей ступень сепарации газа и предварительного сброса воды, сырьевой насос, блок подачи реагента для дозирования деэмульгатора, нагреватель, ступень обезвоживания тяжелой нефти с отстойником, товарную буферную емкость, товарный насос и очистные сооружения.
Новым является то, что перед отстойником ступени обезвоживания тяжелой нефти установлен проточный коалесцентор, перед которым размещен нагреватель, а отстойник между входом предварительно обезвоженной тяжелой нефти и выходом товарной тяжелой нефти и выводом воды оснащен внутренней коалесцентно-осадительной секцией, причем после товарного насоса установлен узел учета товарной тяжелой нефти.
Новым является также то, что внутреннее коалесцентно-осадительное устройство изготовлено в виде набора кассет с наклонными пластинами.
Новым является также то, что внутренние коалесцирующие элементы коалесцентора выполнены в виде колец Палля.
На чертеже представлена схема установки подготовки тяжелых нефтей.
Установка подготовки тяжелых нефтей включает трубопровод 1 подвода продукции скважин, ступень 2 сепарации газа и предварительного сброса воды, выполненную, например, в виде трехфазного сепаратора 3, оснащенного трубопроводом 4 отвода предварительно обезвоженной тяжелой нефти, трубопроводом 5 отвода газа и трубопроводом 6 отвода воды. После ступени 2 сепарации газа и предварительного сброса воды установка содержит сырьевой насос 7, ступень 8 обезвоживания тяжелой нефти, состоящую из коалесцентора 9, выполненного в виде трубы 10 с внутренними коалесцирующими элементами 11, и отстойника 12, выполненного в виде емкости 13 с внутренней коалесцентно-осадительной секцией 14. Отстойник 12 оснащен трубопроводами 15 и 16 отвода воды и трубопроводом 17 отвода обезвоженной тяжелой нефти. После ступени 8 обезвоживания тяжелой нефти установка содержит товарную буферную емкость 18, оснащенную трубопроводом 19 отвода товарной тяжелой нефти и трубопроводом 20 отвода газа. После товарной буферной емкости 18 установка содержит товарный насос 21 и узел 22 учета товарной тяжелой нефти. Установка также содержит очистные сооружения 23. Перед сырьевым насосом 7 установка может быть оснащена блоком 24 подачи реагента, а перед ступенью 8 обезвоживания тяжелой нефти - нагревателем 25. Кроме того, оборудование установки может быть оснащено теплоизоляцией, а трубопроводы - теплоизоляцией и/или теплоспутниками (для простоты указаны только одна теплоизоляция и один теплоспутник, размещенные на трубопроводе 1 подвода продукции скважин). Внутренняя коалесцентно-осадительная секция 14 отстойника 12 может быть выполнена в виде набора кассет с наклонными пластинами. Использование внутренней коалесцентно-осадительной секции позволяет заметно интенсифицировать процесс укрупнения и осаждения капель воды за счет развитой поверхности данных контактных устройств. Внутренние коалесцирующие элементы 11 коалесцентора 9 могут быть выполнены в виде колец Палля, на поверхности которых также происходит процесс укрупнения капель воды в тяжелой нефти за счет развитой поверхности данных контактных устройств. В качестве внутренней коалесцентно-осадительной секции 14 отстойника 12 и внутренних коалесцирующих элементов 11 коалесцентора 9 могут быть использованы также и другие регулярные (рулонная насадка, сетчатая насадка и т.д.) и насыпные (кольца Рашига, кольца Барада, седла Берля и Инталокс и т.д.) насадки.
Установка подготовки тяжелых нефтей работает следующим образом.
Продукция скважин I, обработанная деэмульгатором в системе нефтесбора, по трубопроводу 1 подвода продукции скважин поступает на ступень 2 сепарации газа и предварительного сброса воды, например в трехфазный сепаратор 3. В трехфазном сепараторе 3 происходит отделение попутного газа II и отделение большей части пластовой воды III. При этом отделившийся попутный газ II по трубопроводу 5 отвода газа направляется на утилизацию (например, на факел), а пластовая вода III по трубопроводу 6 отвода воды - на очистные сооружения 23. Предварительно обезвоженная тяжелая нефть IV из трехфазного сепаратора 3 по трубопроводу 4 отвода предварительно обезвоженной тяжелой нефти прокачивается сырьевым насосом 7 через коалесцентор 9 в отстойник 12. В отстойнике 12 происходит обезвоживание тяжелой нефти до остаточного содержания воды не более 1,0%. При этом отделившаяся вода III из отстойника 12 направляется по трубопроводу 16 отвода воды на вход в трехфазный сепаратор 3, а обезвоженная тяжелая нефть VI по трубопроводу 17 отвода обезвоженной тяжелой нефти - в товарную буферную емкость 18. В случае нормальной работы трехфазного сепаратора 3 без возврата в него воды III с отстойника 12 и при невысоком содержании тяжелой нефти в воде III она может направляться по трубопроводу 15 отвода воды на очистные сооружения 23. Отделившийся в товарной буферной емкости 18 попутный газ II по трубопроводу 20 отвода газа направляется на утилизацию (например, на факел), а товарная тяжелая нефть VII по трубопроводу 19 отвода товарной тяжелой нефти товарным насосом 21 перекачивается через узел 22 учета товарной тяжелой нефти и далее направляется потребителю. В случае поступления продукции скважин I на установку с температурой ниже, чем необходимо для обезвоживания нефти, перед ступенью 8 обезвоживания тяжелой нефти производится ее нагрев в нагревателе 25. При необходимости (например, в случае ухудшения процесса отделения воды в трехфазном сепараторе 3 и/или отстойнике 12) на прием сырьевого насоса 7 производится дозирование деэмульгатора V с помощью блока 24 подачи реагента. В коалесценторе 9 на поверхности внутренних коалесцирующих элементов 11 происходит процесс укрупнения капель воды в тяжелой нефти. После этого обработанная предварительно обезвоженная тяжелая нефть с укрупненными каплями воды поступает в отстойник 12, где на поверхности наклонных пластин внутренней коалесцентно-осадительной секции 14, размещенной в емкости 13, продолжается процесс укрупнения капель воды и ускоряется процесс их осаждения. Для снижения тепловых потерь на установке и предотвращения застывания тяжелой нефти в застойных зонах оборудование и трубопроводы установки могут быть оснащены теплоизоляцией, а трубопроводы могут быть снабжены теплоспутниками, которые представляют собой трубопроводы небольшого диаметра, смонтированные вдоль внешней стенки основного трубопровода, и по которым циркулирует теплоноситель (например, водяной пар, горячая вода, нагретый гликоль и др.).
Предлагаемая установка подготовки тяжелых нефтей имеет следующие преимущества: во-первых, снижаются капитальные и эксплуатационные затраты на подготовку тяжелой нефти за счет упрощения конструкции оборудования установки, во-вторых, становится возможной организация учета товарной тяжелой нефти, что позволяет контролировать количество подготавливаемой нефти, а также, по возможности, воспользоваться льготной ставкой НДПИ при добыче высоковязких нефтей.