СЕПАРАЦИОННЫЙ УЗЕЛ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности и может быть использована в нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности, в качестве сепарационного узла, используемого в стендах для создания, измерения и тестирования двухфазной трехкомпонентной смеси.
Известно устройство для подготовки и измерения дебита продукции нефтяных скважин, содержащее вертикальный цилиндрический сепаратор с гидроциклоном, газовую линию с клапаном дискретного действия, впускную и выпускную жидкостные линии, успокоительные решетки и микропроцессор, двухкамерный газосепаратор с решетками, сообщенный с общим коллектором основной газовой линией, трехпродуктовый гидроциклон, сообщенный впускной жидкостной линией с газосепаратором и подключенный к гидроциклону двумя продуктовыми жидкостными линиями, сепаратор с наклонными успокоительными решетками, нефтеводяной переключатель, сообщенный с сепаратором напрямую и выпускной жидкостной линией, имеющей вертикальный мерный участок [RU 2415263 C2, E21B 47/10 (2006.01), опубл. 2011].
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата, можно отнести сложность конструкции и цикличность работы многоэтапной сепарации смеси, все емкости находятся на одном уровне, что уменьшает гравитационное воздействие на смесь и тем самым скорость сепарации.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка сепарационного узла, используемого в стендах для поверки измерительных установок, применяемых для определения дебита нефти.
При осуществлении заявляемого технического решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в увеличении скорости сепарации при снижении времени ее проведения.
Указанный технический результат достигается тем, что сепарационный узел газожидкостной смеси характеризуется тем, что содержит последовательно соединенные вертикальный цилиндрический сепаратор, выполняющий функции демпфера и предварительной сепарации, гидроциклонный сепаратор, предназначенный для разделения газожидкостной смеси на газ и жидкость, и горизонтально ориентированный жидкостный сепаратор, при этом указанные элементы расположены разновысотно с последовательным уменьшением высоты по отношению к горизонтальному уровню, указанный вертикальный цилиндрический сепаратор оборудован линией выпуска газа, а в донной части снабжен газожидкостной линией, гидроциклонный сепаратор, установленный ниже вертикального цилиндрического сепаратора сообщен с ним тангенциальным входом впускной газожидкостной линии, горизонтально ориентированный жидкостный сепаратор, установленный ниже гидроциклонного сепаратора соединен с ним жидкостной линией и оборудованный линиями выпуска нефти и воды, причем выходное отверстие жидкостной линии расположено в донной части гидроциклонного сепаратора.
Именно заявляемое конструктивное соединение и взаимное расположение элементов, объединенных газожидкостными линиями в устройство - сепарационный узел обеспечивает требуемое разделение газожидкостной смеси на компоненты: газ, жидкость, нефть, что позволяет определить дебит нефти на стенде измерительной установке.
Совместное использование конструктивных элементов приводит к созданию нового устройства - сепарационного узла с новой функцией - обеспечение многокомпонентного разделения газожидкостной смеси, предназначенного для решения поставленной задачи, а именно, использование сепарационного узла в стендах для поверки измерительных установок.
Заявляемое конструктивное разновысотное положение по отношению к уровню основания элементов сепарационного узла обеспечивает увеличение скорости сепарации за счет создания гравитационного эффекта.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема сепарационного узла.
Сепарационный узел содержит расположенный на высоте H1 вертикальный цилиндрический сепаратор 1 с входной линией 12, выполняющий функцию демпфера и предварительного сепаратора жидкость - газ. Сепаратор 1 оборудован линией выпуска газа 13, а в донной части снабжен газожидкостной линией 15.
Ниже сепаратора 1 на высоте H2 от уровня основания установлен гидроциклонный сепаратор 2, сообщенный с ним тангенциальным входом впускной газожидкостной линии 15, входное отверстие которой расположено сбоку ниже линий выпуска газа 13 и 14. Линия выпуска газа 13 сепаратора 1 может быть подсоединена к верхней части гидроциклонного сепаратора 2. Выходное отверстие жидкостной линии 6 расположено в донной части гидроциклонного сепаратора 2.
Ниже гидроциклонного сепаратора (газосепаратор) 2 установлен на высоте НЗ горизонтально ориентированный жидкостный сепаратор 3, соединенный с гидроциклонным сепаратором жидкостной линией 6 и оборудованный линиями выпуска нефти 4 и воды 5. Жидкостная линия 6 для обеспечения вывода жидкостной смеси может быть оборудована управляемой задвижкой 7.
Для обеспечения возможности регулирования и поддержания уровней в емкостях сепараторов 1, 2, 3 установлены регулирующие задвижки 7, 8, 9, 10, 11 и датчики уровня 16, 17, 18, 19.
Сепарационный узел работает следующим образом.
Газожидкостная смесь поступает в сепаратор 1, поднятый на высоту H1 - 8-10 м и под избыточным давлением и сил гравитации сепарируется на жидкость и газ в газосепараторе 2 с дальнейшим разделением в горизонтально ориентированном жидкостном сепараторе 3 на имитатора нефти и воду.
Заявляемый сепарационный узел создает имитацию работы установки на коллекторе с избыточным давлением (без создания дополнительного гидросопротивления), позволяет с минимальными затратами времени обеспечить разделение газожидкостной смеси, позволяет увеличить производительность измерительного стенда для тестирования на максимальном расходе (2500 тонн в сутки газожидкостной смеси).