УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДОГРЕВА РЕАГЕНТА

Предлагаемая полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для подогрева химических реагентов для дозированной их подачи в затрубное пространство нефтедобывающей скважины, находящееся под давлением среды.
В настоящее время в системе нефтесбора в зимний период происходит увеличение давления в нефтепроводах на 10-20% в сравнении с летним периодом работы. Прямо пропорционально увеличиваются затраты электроэнергии. При этом температура водонефтяной эмульсии снижается незначительно: с 20-22°С летом до 16-18°С зимой. Увеличение удельного расхода деэмультора с 90 до 100 г/т значительного успеха в снижении давления в системе нефтесбора и подготовки продукции скважин на установках подготовки нефти не дает.
На части существующих узлах дозирования существует система обогрева реагента и отсутствует обогрев на узлах дозирования реагента (УДЭ). В точке ввода реагента в водонефтяную эмульсию в зимний период температура почти равна температуре окружающей среды.
Для более эффективной работы реагента предлагается организовать в зимний период подогрев и поддержание температуры не менее 20°С в течение не менее 10 часов до контакта с водонефтяной эмульсией.
Заявляемое устройство предназначено для обогрева деэмульгатора в зимний период для транспортировки и подготовки продукции скважин в системе нефтесбора и на установках подготовки нефти.
В практике сбора и подготовки нефти на промыслах для снижения вязкости при транспортировании и разрушении нефтяной эмульсии в трубопроводе системы сбора продукции скважин дозируют реагенты-деэмульгаторы. Опыт показал, что при низких температурах (-25-30°С) и ниже вязкость многих химреагентов существенно повышается и их дозирование становится невозможным.
Известна установка для дозирования деэмульгаторов БР-2,5, включающая бачок для хранения реагентов и насос-дозатор, помещенные в теплоизолированную стальную будку.
Недостатком известной установки являются большие затраты электроэнергии для нагрева химреагентов. Выход из строя электронагревательного элемента приводит к срыву дозирования реагента в поток продукции скважин в системе сбора. Отсюда возникают все последующие осложнения в процессе сбора, транспорта и подготовки нефти.
Известна установка для дозированной подачи химических реагентов (патент RU №80890, МПК Е21В 37/06, опубл. 27.02.2009), где в качестве емкости для реагента используется бочка для транспортирования реагента, устанавливаемая в металлический кожух на выдвижной платформе, которая затем задвигается в исходное положение и к бочке подсоединяется всасывающий трубопровод.
Известен аппарат для разделения и нагрева водонефтяной эмульсии (а.с. SU №1301445, МПК B01D 17/04, опубл. 07.04.1987), представляющий собой горизонтальную цилиндрическую емкость, разделенную цилиндрическим кожухом на нагревательную и отстойную камеры, причем в цилиндрическом кожухе размещена жаровая труба, а кожух и жаровая труба образуют кольцевой канал, который заполнен высокотемпературным теплоносителем.
Известна установка для дозирования химреагентов при сборе и подготовке нефти (патент RU №2049519, МПК B01D 17/04, опубл. 10.12.1995), ближайшая по технической сущности к заявляемому устройству и принятая за прототип, содержащая бачок с химреагентом с патрубками соответственно для подвода реагента и отвода воздуха. В кольцевом пространстве между стенками емкости и бачком и патрубками ввода и вывода установлен кольцевой перфорированный распределитель, который трубопроводом через дозировочный насос соединен с нижней частью бачка с реагентом.
Однако известные аналоги не достаточно эффективны для обогрева химического реагента в зимнее время, при этом имеют сложную конструкцию, которая может легко выйти из строя, требуют высоких энергозатрат для нагрева реагента.
Проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является создание конструктивно простого и эффективного устройства подогрева реагента в зимний период и поддержания его температуры не менее 20°С в течение не менее 10 часов до контакта с водонефтяной эмульсией.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении эффективности подогрева реагента в зимний период для его ввода в водонефтяную эмульсию.
Также достигается упрощение и облегчение конструкции, обеспечение ее компактности, мобильности, удобства транспортировки с одного места на другое.
Заявляемое устройство поясняется на чертеже.
Заявляемое устройство состоит из следующих элементов.
1 - емкость для реагента;
2 - сферические заглушки;
3 - патрубок ввода реагента;
4 - патрубок отбора реагента;
5 - термокарман с термодатчиком;
6 - нагревательный элемент.
Устройство имеет корпус, выполненный в виде полой, горизонтально ориентированной трубы.
Труба корпуса, с обоих торцевых концов закрытая сферическими заглушками 2, образует емкость 1.
Емкость 1 имеет цилиндрическую форму, т.к. подобная форма позволяет минимизировать воздействие давления на швы.
По центру одной заглушки 2 расположен горизонтально ориентированный патрубок ввода 3 реагента.
Ближе к противоположному концу от патрубка ввода 3 реагента на верхней поверхности емкости 1 расположен вертикально ориентированный патрубок отбора 4 реагента.
Патрубок ввода 3 предназначен для заливки в емкость 1 реагента.
При этом патрубок отбора 4 служит для отвода подогретого реагента в скважину. Для этого к патрубку отбора 4 подключается насос-дозатор, который откачивает реагент в стационарную емкость, или непосредственно в трубопровод.
В качестве нагревательного элемента 6 используется термошнур, который размещается вокруг емкости 1 по спирали и осуществляет нагрев реагента в емкости 1.
Термошнур представляет собой тонкий изолированный кабель, в котором расположен нагревательный элемент.
Количество витков термошнура прямо зависит от объема емкости 1, т.е. чем больше объем емкости 1, тем длиннее используется термошнур.
Термошнур закреплен на емкости 1 с помощью клея, или скотча, или присасывающих крепежных элементов, или механических крепежных элементов, а также может удерживаться на емкости 1 без крепежа посредством его накручивания на емкость 1 с натягом.
Также сверху в емкости 1 ближе к ее центральной части вертикально установлен термокарман 5, большая часть которого заходит вглубь емкости 1.
Термокарман 5 представляет собой защитный кожух для термодатчика. Термодатчик (не показан) находится в термокармане и позволяет измерять температуру реагента в емкости 1.
В качестве термодатчика используется ТСМУ Метран 274-25 или ТСМУ Метран 276-25.
Емкость 1 имеет диаметр D=114×4,5, длину L=700 мм.
Термокарман 5 имеет длину L=274 мм.
Патрубки ввода и отбора 3, 4 реагента имеют внешний диаметр 16 мм, внутренний диаметр 6 мм, длину L=75-80 мм.
Сферическая заглушка 2 имеет диаметр D=114×4,5 мм.
Расстояние между центральными осями патрубка отбора 4 и термокармана 5 равно 150 мм.
Расстояние между ближайшим краем емкости 1 и центральной осью патрубка отбора 4 равно 50 мм.
Патрубки 3, 4 содержат закрывающие их элементы, в частности крышки.
Емкость 1, сферические заглушки 2, патрубки 3, 4 выполнены из металла, предпочтительно стали.
В одном из вариантов выполнения устройство содержит уровнемер и датчик давления.
В одном из вариантов выполнения емкость 1 дополнительно выполнена с теплоизоляцией для дополнительного обеспечения поддержания температуры нагретого реагента и снижения расходов электроэнергии термошнура.
В одном из вариантов выполнения емкость 1 содержит поддерживающие ее опоры, представляющие собой вертикальные трубчатые элементы с подставкой, которая может быть круглой, квадратной, треугольной или любой другой формы, обеспечивающей надежную опору устройству.
Опоры выполнены в количестве одной, двух или четырех, могут быть съемными или несъемными.
Наличие на устройстве опор обеспечивает удобную установку устройства на землю, а также позиционирование на расстоянии от земли, что защищает емкость 1 и термошнур от контакта с землей или снегом.
В одном из вариантов выполнения нижняя часть емкости 1 содержит дополнительные элементы крепления к устройствам передвижения, в качестве которых может быть колесное или лыжное шасси.
В одном из вариантов выполнения заявляемое устройство является мобильным, т.е. емкость содержит одну или две ручки, и/или плечевой ремень, которые могут быть съемными или несъемными, для оперативного перемещения устройства с одного места на другое.
Заявляемое устройство имеет малые размер и вес, что позволяет оперативно его перемещать с места на место, например с одной скважины на другую.
Емкость 1 может присоединяться к трубопроводу системы сбора продукции скважин.
Устройство работает следующим образом.
Заливают реагент в емкость 1 через патрубок ввода 3, включают нагревательный элемент 6. В процессе нагревания реагента в емкости 1, а также при последующем поддержания температуры нагретого реагента ведут контроль температуры с помощью термодатчика, расположенного в термокармане 5. При достижении необходимой температуры реагента меняют режим работы термошнура, устанавливая его на меньший режим, необходимый для поддержания температуры реагента. В необходимый момент времени сливают подогретый реагент через патрубок отбора 4 в систему нефтесбора.
Далее при необходимости устройство легко перемещается вручную с помощью ручек, или с помощью лыжного или колесного шасси с одной скважины на другую, или на место заполнения новым реагентом.
Нагрев снижает вязкость реагента, что повышает его эффективность, а также при эксплуатации установки в условиях низких температур предотвращает его застывание и замерзание, что повышает надежность работы установки.