Нефтегазовый сепаратор со сбросом воды для вязких газожидкостных эмульсий

Полезная модель относится к оборудованию, применяемому для разделения вязких газожидкостных эмульсий, и может быть использована в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен горизонтальный цилиндрический нефтегазовый сепаратор с предварительным сбросом воды, включающий тарельчатый ввод с центробежной насадкой, выпрямляющую и переливную перегородки, между которыми размещен пеногаситель, и каплеулавливающую насадку, установленную на выходе газа из сепаратора (ТУ 3683-033-00220322-2010, разработанные ГУП «БашНИИнефтемаш», г. Уфа), с расположенными в нижней части патрубком отвода нефти и патрубком отвода воды.
Недостатками сепаратора являются невысокая производительность и недостаточно высокая эффективность, и качество разделения газожидкостной эмульсии, сложность в обслуживании, проведении монтажных, ремонтных и профилактических работ известного нефтегазового сепаратора со сбросом воды.
Известен горизонтальный цилиндрический нефтегазовый сепаратор с предварительным сбросом воды, включающий тарельчатый ввод с центробежной насадкой, выпрямляющую и переливную перегородки, между которыми размещен  пакет коалесцирующих насадок, за ним размещается зона осаждения и отстоя с расположенным вверху патрубком отвода нефти и расположенным в нижней части патрубком отвода воды, при этом пакет коалесцирующих насадок состоит из блоков горизонтально ориентированных пластин, имеющих прямоугольную форму, расположенных параллельно друг другу на расстоянии, при этом каждый блок насадок имеет одинаковые гидравлические сопротивления, а зазор между пластинами регулируется проставками, пластины соединены между собой шпильками и фиксируются гайками, каплеулавливающую насадку, установленную на выходе газа из сепаратора (см. патент на полезную модель RU №2700747, МПК Е21В 43/34, опубл. 19.09.2019).
Недостатками сепаратора являются невысокая производительность и сложность в обслуживании, проведении монтажных, ремонтных и профилактических работ известного нефтегазового сепаратора со сбросом воды.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является нефтегазовый сепаратор со сбросом воды (см. патент на полезную модель RU №2343277, МПК Е21В 43/34, опубл. 10.01.2009), содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, тарельчатый ввод с центробежной насадкой, выпрямляющую и переливную перегородки, где между выпрямляющей и переливной перегородками размещены последовательно два пакета коалесцирующих насадок, которые разделены вертикальной перегородкой, делящей исходный поток газожидкостной эмульсии на параллельные потоки, для чего каждый пакет коалесцирующих насадок имеет одинаковые гидравлические сопротивления, при этом один из параллельных потоков имеет возможность прохождения через первый по ходу движения газожидкостной смеси пакет коалесцирующих насадок, а другой поток имеет возможность прохождения через вертикальную перегородку, а затем - через последовательно установленный пакет коалесцирующих насадок, с расположенными внизу патрубками вывода воды и нефти и расположенным вверху патрубком вывода газа.
Недостатками наиболее близкого к заявляемой полезной модели сепаратора являются: не высокое качество разделения вязкой газожидкостной эмульсии и сложность в обслуживании, проведении монтажных, ремонтных и профилактических работ нефтегазового сепаратора со сбросом воды.
Проведенный сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с выявленными аналогами уровня техники, показал, что оно не известно, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления нефтегазового сепаратора со сбросом воды, можно сделать вывод о его соответствии критериям патентоспособности.
Технической задачей, на выполнение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание простой и надежной конструкции, позволяющей добиться повышения качества разделения вязкой газожидкостной эмульсии на фракции, снижения сложности в обслуживании, проведении монтажных, ремонтных и профилактических работ.
Технический результат от использования предлагаемой конструкции нефтегазового сепаратора со сбросом воды состоит в повышении качества разделения вязкой газожидкостной эмульсии на фракции.
Технический результат достигается тем, что нефтегазовый сепаратор со сбросом воды включает горизонтальный корпус с патрубком ввода газожидкостной эмульсии, с патрубками вывода разделившихся фаз, каплеотбойником, с коробом для приема эмульсии, с выравнивающей и переливной перегородками, с пакетом коалесцирующих насадок. Короб крепится к корпусу горизонтальной емкости, ив коробе приема газожидкостной эмульсии установлен уголковый рассекатель потока, изготовленный из нескольких рядов равнополочных уголков, установленных со смещением каждого ряда относительно другого.
Настоящая полезная модель поясняется примером выполнения нефтегазового сепаратора со сбросом воды, который наглядно демонстрирует возможность получения указанного технического результата.
Сущность полезной модели описывается далее на основе представленных чертежей, где на фиг. 1 изображен общий вид нефтегазового сепаратора со сбросом воды; на фиг. 2 – общий вид короба приема эмульсии в сборе с уголковым рассекателем потока.
На чертежах конструктивные элементы нефтегазового сепаратора обозначены следующими позициями:
1 – корпус горизонтальной емкости;
2 - патрубок ввода газожидкостной эмульсии;
3 – короб приема эмульсии;
4 – люк технологический;
5 – уголковый рассекатель потока газожидкостной эмульсии;
6 – уголок равнополочный
7 - патрубок вывода газа;
8 - каплеотбойник;
9 - переливная перегородка;
10 – патрубок вывода нефти;
11 – патрубок вывода воды;
12 –выравнивающая перегородка;
13 – пакет коалесцирующих насадок;
14 – болтовое соединение.
Нефтегазовый сепаратор (фиг. 1) включает горизонтальный цилиндрический корпус 1, патрубок ввода газожидкостной эмульсии 2, короб приема эмульсии 3 с люком технологическим 4 и уголковым рассекателем потока газожидкостной эмульсии 5 (фиг. 2), патрубок вывода газа 7, каплеотбойник 8, переливную перегородку 9, выравнивающую перегородку 12, патрубок вывода нефти 10, патрубок вывода отделившейся воды 11 и пакет коалесцирующих насадок 13.
Короб приема эмульсии 3 устанавливается посредством сварки в корпус 1 в районе врезки патрубка ввода эмульсии 2 для приема поступающей среды. В коробе приема эмульсии 3 устанавливается болтовым соединением 14 или посредством сварки уголковый рассекатель потока газожидкостной эмульсии 5. Уголковый рассекатель потока газожидкостной эмульсии 5 является устройством распределения газожидкостной эмульсии, который гасит пульсацию поступающего потока эмульсии и создает турбулентное движение потока эмульсии, что позволяет эффективно отделять жидкостную фракцию от фракции газовой и механических загрязнений. Уголковый рассекатель потока 5 представляет собой четыре ряда равнополочных уголков 6, установленных в короб приема эмульсии 3 с направлением угла против потока эмульсии, со смещением каждого ряда относительно другого для устранения сквозного протока эмульсии. В коробе приема эмульсии 3 встраивается люк технологический 4, который позволяет при техническом обслуживании и ремонте нефтегазового сепаратора проводить осмотр, очистку и промывку от налипших частиц эмульсии внутренней полости короба приема эмульсии 3. Выравнивающая перегородка 12 позволяет успокоить внутриэмульсионные движения и помогает разделить газожидкостную эмульсию на фракции.  Пакет коалесцирующих насадок 13 помогает закончить процесс разделения газожидкостной эмульсии на фракции. Патрубок вывода газа 7 оснащен каплеотбойником 8 (устройством улавливания капельной жидкости), выполненным в виде коалесцирующего блока. Переливная перегородка 9 разделяет конструкцию нефтегазового сепаратора на зону сбора и вывода отделившихся в процессе воды и нефти.
Нефтегазовый сепаратор со сбросом воды для вязких газожидкостных эмульсий работает следующим образом. Газожидкостная эмульсия, добываемая из скважин, обработанная деэмульгатором, с определенным давлением поступает через патрубок 2 в короб приема эмульсии 3. Уголковый рассекатель потока 5 принимает на себя поток эмульсии, придает ей турбулентное движение, при этом происходит частичное газовыделение из поступающей эмульсии и ослабление ударных нагрузок при пульсирующем режиме подачи эмульсии в короб, выделившаяся часть газа размещается в верхней части корпуса, а более тяжелые фракции механических загрязнений и воды перемещаются в нижнюю часть сепаратора. Затем эмульсия проходит выравнивающую перегородку 12, которая снижает турбулентные движения и помогает продолжить разделение эмульсии на фракции. Далее эмульсия поступает в пакет коалесцирующих насадок 13, где заканчивается процесс разделения эмульсии на газ, нефть и воду. Газ, проходя через каплеотбойник 8, выводится через патрубок выхода газа 7. Нефть, накапливаясь, переливается через переливную перегородку 9, попадает в зону сбора и выхода нефти и выводится из сепаратора через патрубок вывода нефти 10.  Вода, отделившаяся в процессе сепарации, скапливается внизу емкости и выводится через патрубок вывода воды 11.
То, что уголковый рассекатель потока, встроенный в короб для приема эмульсии, имеет несколько рядов равнополочных уголков, установленных со смещением каждого ряда относительно другого, а также то, что является съемным, также позволяет повысить эффективность и производительность процесса сепарации, снизить сложность в техническом обслуживании, проведении монтажных, ремонтных и профилактических работ.
Перечисленные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточных для получения указанного технического результата.
Предлагаемое техническое решение нефтегазового сепаратора обладает простотой конструкции внутренних устройств, что упрощает его эксплуатацию, позволяет повысить эффективность и производительность процесса сепарации, снизить сложность в обслуживании, проведении монтажных, 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 в ряде нефтепромысловых объектов.