УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ВОДЫ

Заявляемая полезная модель относится к оборудованию для нефтедобывающей промышленности, а именно к оборудованию для подготовки попутно-добываемой пластовой воды в системе сбора нефти, газа и воды, например, на площадках установок раннего предварительного сброса воды; причем качество отделившейся пластовой воды должно быть доведено до соответствия требованиям ОСТ 39-225-88 «Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству».
Известно устройство для очистки нефтесодержащей сточной воды /патент РФ №2243167, оп. 27.12.2004/, которое представляет собой наклонную трубу, разделенную перегородками на секции выделения воды и нефти и коалесцирующую секцию, заполненную гранулами гидрофобного материала на 0,5-0,7 объема с возможностью их свободного перемещения. Подвод сточной воды осуществляется коллектором, патрубки которого размещены равномерно по длине коалесцирующей секции. Снизу наклонной трубы размещены патрубки отвода осадка.
Устройство недостаточно эффективно, в частности, из-за отсутствия функции отделения мехпримесей непосредсвенно в коалесцирующей секции.
Известен отстойник /патент РФ №117306, оп. 27.06.2012 - прототип/, предназначенный для очистки воды, содержащей механические примеси и примеси нефтепродуктов, преимущественно в нефтедобывающей промышленности, например, для подготовки попутно-добываемой пластовой воды. Данный отстойник содержит два фильтра-коалесцера, раздельные отводы газа, нефти и воды, причем оба фильтра-коалесцера предусматривают отделение от очищаемой воды и нефтепродуктов, и мехпримесей; предпочтительно применяются различные конструкции указанных фильтров-коалесцеров в зависимости от качества очищаемой воды в различных участках корпуса отстойника, т.е. различные конструкции для «грубой» и «глубокой» очистки соответственно.
К недостаткам данного устройства относится, в частности: использование двух различных по конструкции фильтр-коалесцеров для очистки воды от нефтепродуктов и механических примесей, что увеличивает размеры аппарата и усложняет его конструкцию. Отсутствие каких-либо средств автоматизации процесса отвода нефтепродуктов приводит к невозможности контроля за их накоплением и соответственно может снизить эффективность очистки воды. В наклонном аппарате не исключено встречное движение потока загрязненной пластовой воды и нефтепродуктов, снижающее эффективность работы аппарата.
Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности установки подготовки воды за счет обеспечения контроля процесса накопления и отвода нефти и, соответственно, снижения объемов вывода пластовой воды совместно с отделенной нефтью, при упрощении конструкции установки.
Поставленная задача решается тем, что заявляемая установка подготовки воды, включающая корпус, размещенные в корпусе коалесцирующий элемент с функцией отвода механических примесей и узел отделения нефти от воды, трубопровод подачи воды в корпус, трубопроводы отвода из корпуса воды и нефти, узел сбора механических примесей с патрубком отвода из него механических примесей, отличается тем, что корпус имеет в качестве узла отделения нефти от воды колпак для сбора нефти, оснащенный средствами автоматизации ее отвода в трубопровод отвода нефти. В качестве средств автоматизации отвода нефти в трубопровод отвода нефти использован комплекс контрольно-измерительных приборов по определению положения в колпаке для сбора нефти межфазного уровня нефть - пластовая вода и запорно-регулирующей арматуры для регулирования отвода из колпака нефти, расположенной на трубопроводе отвода нефти. Корпус выполнен в виде емкостного горизонтального аппарата. Узел отвода из корпуса механических примесей выполнен в виде очищаемого колпака.
Схема заявляемого устройства представлена на фиг. 1. Здесь:
1. - трубопровод подачи пластовой воды на подготовку;
2. - корпус заявляемой установки подготовки пластовой воды, выполненный в виде емкостного горизонтального аппарата;
3. - коалесцирующий элемент с функцией отвода механических примесей;
4. - колпак для сбора уловленной нефти;
5. - трубопровод отвода нефти;
6. - контрольно-измерительные приборы по определению положения межфазного уровня нефть-пластовая вода в колпаке 4;
7. - колпак сбора уловленных механических примесей;
8. - патрубок отвода уловленных механических примесей;
9. - трубопровод отвода подготовленной пластовой воды;
10. - запорно-регулирующая арматура для регулирования отвода уловленной нефти в трубопровод отвода нефти 5.
Комплекс элементов 6 и 10, т.е. комплекс контрольно-измерительных приборов по определению положения межфазного уровня нефть-пластовая вода и запорно-регулирующей арматуры для регулирования отвода уловленной нефти из колпака 4 - служит для автоматизации отвода нефти в трубопровод отвода нефти 5 из колпака для сбора нефти 4.
В качестве коалесцирующего элемента 3 с функцией отвода механических примесей могут применяться известные конструкции параллельных гофрированных пластин (например, по патентам US 4897206, RU 2272001).
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Пластовая вода по трубопроводу 1 подачи пластовой воды подается в установку подготовки пластовой воды 2, в которой установлен коалесцирующий элемент 3 с функцией отвода механических примесей. При прохождении пластовой воды, содержащей нефть и механические примеси, через коалесцирующий элемент 3 происходит укрупнение капель нефти и их всплытие под действием гравитационных сил в установке подготовки пластовой воды 2, а поступающий поток воды обеспечивает их перемещение в колпак 4 для сбора уловленной нефти, откуда нефть выводится по трубопроводу 5 отвода нефти. Контроль и регулирование вывода уловленной нефти из колпака 4 для сбора и накопления уловленной нефти осуществляется автоматизированно-комплексом контрольно-измерительных приборов 6 по определению положения межфазного уровня нефть-вода и запорно-регулирующей арматуры 10, установленной на трубопроводе отвода нефти 5. Данный процесс осуществляется следующим образом: по мере накопления уловленной нефти в колпаке 4 происходит изменение положения уровня раздела фаз нефть-вода в колпаке 4, при достижении заданной уставки уловленная нефть отводится через запорно-регулирующую арматуру 10 по трубопроводу 5 отвода нефти. Описанный контроль процесса накопления в колпаке 4 и отвода из колпака 4 нефти обеспечивает снижение объемов вывода воды с установки совместно с отделенной нефтью, при упрощении конструкции установки, так как конструкция пакетов гофрированных пластин для отделения нефти от воды по прототипу значительно сложнее предлагаемого колпака для сбора нефти.
Механические примеси, содержащиеся в подготавливаемой пластовой воде, проходя коалесцирующий элемент 3, за счет разности плотностей относительно воды и капель нефти, осаждаются в колпаке сбора уловленных механических примесей 7, откуда по патрубку 8 отвода уловленных механических примесей выводятся с установки подготовки пластовой воды 2.
Очищенная от нефтепродуктов и механических примесей пластовая вода отводится по трубопроводу отвода подготовленной пластовой воды 9.
Описанный контроль процесса накопления в колпаке 4 и отвода из колпака 4 нефти обеспечивает снижение объемов вывода пластовой воды совместно с отделенной нефтью, при упрощении конструкции установки.