СЕПАРАЦИОННАЯ КУСТОВАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для разделения продукции скважины на нефть, газ и воду на кустовых площадках в промысловых условиях, а также на объектах подготовки нефти.
Известна сепарационная установка для разделения фаз продукции скважин, выполненная в виде концевого делителя фаз, содержащего наклонную трубную колонну, трубопровод подачи продукции скважин и отводов продуктов раздела фаз: нефть, газ, вода. (см. В.П.Тронов «Промысловая подготовка нефти» М. Недра. 1977 г. с129).
Недостатком ее является неэффективное разделение продукции скважин, что требует дополнительно термохимического воздействия на эмульсию, большие габариты, громоздкие конструкции для монтажа.
7
Известна сепарационная установка, содержащая корпус в виде горизонтально расположенного цилиндра, обеспечивающего гидродинамический режим течения жидкости с числом Рейнольдца не более 10000, трубопроводы подвода продукции скважин и отвода разделенной продукции; узел подогрева продукции, узел регулирования расхода газа в виде горизонтального цилиндра расположенного над корпусом и сообщенного с ним по всей его длине (см патент РФ №2209961 Мкл E 21 В 43/34 от 10.08.2003 г).
Недостатком такого решения является необходимость использования подогрева продукции, дополнительный расход энергоресурсов и усложнение конструкции установки. Также предполагаемый режим течения (Re=до 10000) не может обеспечить качественный раздел фаз. Конструкция «узла разрушения природных стабилизаторов углеводородной эмульсии» (суженная часть трубы
на входе в рабочий цилиндр) значительно увеличивает турбулентность потока и, как следствие, осложняет процесс раздела фаз.
7
Известен также трубный делитель фаз, содержащий корпус, выполненный в виде вертикальной рамы, сваренной из трубы в форме квадрата и трубопроводов подвода продукции скважин и трубопроводов отвода полученных фаз нефти, воды и газа. (см. ПМ №19771 Мкл В 01 Д 17/04, 10.10.2001 г.)
Недостатком является большие габариты, и необходимость громоздких конструкций для его монтажа.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой установке является установка по разделу фаз состоящая из сепаратора, выполненного в виде цилиндрической камеры, соединенного с трубопроводом подачи продукции скважин и трубопроводами отбора водонефтяной эмульсии и газа, и водоотстойник, выполненный в виде цилиндрической камеры, соединенный с сепаратором и с трубопроводами отвода нефти и воды.
Недостатком известной установки является ее громоздкость и сложность монтажа.
Задачей полезной модели является создание компактной установки простой конструкции, легко монтируемой и обслуживаемой в любых промысловых условиях, легко проектируемой, способной эффективно разделять многофазные потоки, использующую для разделения фаз температуру поднятой на поверхность жидкости.
Поставленная задача достигается тем, что в известной сепарационной кустовой установке, содержащей сепаратор, соединенный с трубопроводом подачи продукции скважин и с трубопроводами отвода - газа, нефтяной эмульсии, и водоотстойник, соединенный с сепаратором и трубопроводами отвода нефти и воды, сепаратор выполнен в виде трех соединенных между собой трубных камер: горизонтальной камеры разделения фаз, соединенной с трубопроводом подачи продукции скважин и двумя вертикальными трубными камерами - верхней для отбора газа и нефтяной эмульсии, снабженной в
нижней части карманом для сбора нефтяной эмульсии, который соединен с трубопроводом отвода нефтяной эмульсии, и нижней камеры для отбора воды, соединенной с трубопроводом отвода воды и остаточной нефти, а водоотстойник выполнен в виде соединенных между собой горизонтальной и нижней вертикальной трубных камер, при этом горизонтальная камера в верхней части соединена с трубопроводом отвода воды и остаточной нефти из сепаратора и трубопроводом отвода нефти, а нижняя камера в нижней части соединена с трубопроводом отвода воды. Для повышения эффективности разделения нефти и воды в горизонтальной камере водоотстойника установлена наклонная перфорированная перегородка.
Такое выполнение установки обеспечивает ее компактность, легкость монтажа в любых промысловых условиях.
Предлагаемая установка схематично изображена на фиг.1. На фиг.2 изображен сепаратор, продольный разрез, на фиг.3 -водоотделитель.
Сепарационная кустовая установка содержит сепаратор 1, выполненный в виде горизонтальной трубной камеры разделения фаз 2, соединенной с верхней вертикальной камерой отбора газа и нефтяной эмульсии 3, соединенной в верхней части с трубопроводом отвода газа 4 и имеющей в нижней части карман 5 для сбора нефтяной эмульсии, соединенный с трубопроводом отвода нефтяной эмульсии 6, и нижней вертикальной камерой для сбора воды 7, соединенной в нижней части с трубопроводом отвода воды и остаточной нефти 8. Водоотстойник 9 выполнен в виде соединенных между собой горизонтальной трубной камеры 10 и вертикальной нижней трубной камеры 11 и имеет три трубопровода: для подвода воды и остаточной нефти из сепаратора 12 и отвода нефти 13, расположенных в верхней части водоотстойника, и отвода воды 14, соединенного с нижней частью нижней камеры 11. Продукция скважин подается в сепаратор 1 по трубопроводу 15. В горизонтальной камере 10 водоотстойника 9 установлена наклонная перфорированная перегородка 16, которая может быть выполнена различной конструкции, например, в виде
нескольких слоев никелевых сеток, установленных под углом 45° к горизонтальной образующей водоотстойника 9.
Геометрические размеры камер сепаратора и водоотстойника (диаметр, длина) определяют расчетным путем с учетом свойств нефти. Установка работает следующим образом:
В рабочих элементах сепаратор и водоотстойник происходят следующие похожие процессы:
1. Переход потока жидкости из турбулентного режима в ламинарный.
2. Процесс образования водяной подушки в общем потоке движения жидкости.
3. Процесс отбора образовавшейся водяной фазы через колодец-отстойник.
4. Процесс движения водяной фазы в водоотстойнике.
5. Процесс транспортировки отобранных газовой, нефтяной, водяной фаз. Водоотстойник отличает то, что в нем не происходит отбора газа по специальному газоотводу. Предполагается, что основной объем газа уже отобран в рабочем элементе - сепаратор.
Установку собирают с заданными геометрическими параметрами, устанавливают на любой площадке в группе добывающих и нагнетательных скважин. Сепаратор и водоотстойник собираются последовательно, но в зависимости от объема подготавливаемой жидкости вся установка может состоять из нескольких блоков (сепаратор - водоотстойник), которые в свою очередь собираются параллельно. Блок также может иметь различное количество рабочих элементов, в зависимости от свойств конкретной жидкости. Подготовленная пластовая вода подается на прием насоса и под давлением сбрасывается здесь же на кусту в нагнетательные или поглощающие скважины. Продукция скважин в виде нефтяной эмульсии поступает по трубопроводу 15 в трубную камеру 2 сепаратора 1, где изменяется гидродинамический режим течения потока с турбинного на ламинарный. В трубной камере происходит разделение фаз продукции. Из верхней вертикальной камеры 3 по трубопроводу 4 газ отводится либо для утилизации, либо для транспорта по отдельному трубопроводу. Нефтяная эмульсия по трубопроводу 6 из кармана
отбора эмульсии 5, расположенного в нижней части вертикальной камеры отбора газа 3 поступает на дальнейшую подготовку. Из нижней вертикальной камеры сбора воды 7 по трубопроводу 8 вода и остаточная нефть отводятся на прием водоотстойника 9. В водоотстойнике 9 происходит дальнейшее разделение воды и нефти, при этом перегородка 16 способствует качественному разделению воды и остаточной нефти. По трубопроводу 13 нефть отводится на дальнейшую подготовку. По трубопроводу 14 очищенная вода подается на прием насоса для поддержания пластового давления. Предлагаемая конструкция установки легко монтируется в промысловых условиях: выкапывается шурф, ранее рассчитанным объемом, заливается жидким цементом и спускается рабочий элемент установки- нижняя вертикальная камера сепаратора и водоотстойника и фиксируется за элементы трубной камеры. Далее установка обвязывается с коммуникациями.
Наиболее важными достоинствами установки является: использование потенциала естественных температур, удобство и скорость монтажа, компактность, простота в изготовлении, простота в обслуживании, способность работать в автоматическом режиме.