Отстойник нефти

Полезная модель относится к оборудованию, применяемому для разделения нефтегазоводяных эмульсий, и может быть использована в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности при подготовке пластовой воды для системы поддержания пластового давления.
Из уровня техники известна установка предварительного сброса пластовой воды, состоящая из корпуса, верхнего выходного патрубка нефти, нижнего выходного патрубка воды. (Отстойник ОГ-200С «Оператор обезвоживающей и обессоливающей установки» Каштанов А.А., Жуков С.С. Москва «Недра» 1985 г. стр.70). Распределители для ввода эмульсии в отстойник располагаются под слоем дренажной воды, либо под слоем нефти.
Недостатками известного отстойника являются неудовлетворительное качество сбрасываемой пластовой воды. Нефтяная эмульсия, выходя из отверстий распределительного устройства, образует струи, которые в области распределительного устройства создают зону турбулентного перемешивания, отстойник металлоемкий и сложен в ремонтных и профилактических работах из-за неразборной конструкции, внутренние устройства подвержены коррозии.
Известен горизонтальный одноемкостной нефтегазовый сепаратор, содержащий наклонные желоба, каплеотбойники, штуцера для ввода и вывода продукции (А.А.Коршак, A.M.Шаммазов, Основы нефтегазового дела. Уфа, Дизайн Полиграф Сервис, 2001. Стр. 196-199).
Недостатком его является невозможность осуществления глубокой сепарации нефти от мелких пузырьков растворенного газа, большая металлоемкость, неразборность конструкции, большая сложность проведения ремонтных и профилактических работ, подверженность коррозии внутренних устройств.
Известен сепаратор для дегазации и обезвоживания нефти, включающий горизонтальный корпус, нагреватель, поперечные перфорированные перегородки, отстойную секцию, секцию нагрева, патрубки ввода газоводонефтяной эмульсии, вывода газа, воды и нефти. Патрубок ввода газоводонефтяной эмульсии размещен в первой секции сепаратора, нагреватель размещен во второй секции сепаратора, нагреватель выполнен в виде по крайней мере двух размещенных один над другим рядов параллельных труб, соединенных по торцам горизонтальными коллекторами, верхний из горизонтальных коллекторов соединен с патрубком ввода теплоносителя, нижний из горизонтальных коллекторов соединен с патрубком вывода теплоносителя, горизонтальные коллекторы соседних по высоте рядов труб соединены друг с другом со стороны, противоположной патрубкам для ввода и вывода теплоносителя, трубы в каждом ряду установлены с уклоном от входного коллектора к выходному, на разделе первой и второй секций сепаратора установлены поперечные перфорированные перегородки, первая из которых перфорирована в верхней части и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, а вторая перфорирована в верхней части на меньшую высоту и установлена с большим зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, чем первая перегородка, и частично перфорирована в нижней части, патрубок вывода газа размещен в верхней части между перегородками, патрубок вывода воды размещен во второй секции вблизи от перегородок, патрубок вывода нефти размещен в торце второй секции (RU №2206734, МПК Е21В 43/34, опубл. 20.06.2003).
Наиболее близким к предложенной полезной модели по технической сущности является отстойник гидрофобный жидкофазный для внутрипромысловой подготовки пластовой воды, включающем корпус, узел ввода нефтяной эмульсии, узел вывода нефти, узел вывода пластовой воды и перегородку, согласно изобретению корпус выполнен цилиндрическим с боковыми сферическими стенками, узел ввода нефтяной эмульсии, узел вывода нефти, узел вывода пластовой воды выполнены в виде горизонтальной трубы с вертикальными штуцерами, размещенными асимметрично относительно центра трубы и отстоящими от края трубы на 15-20 % ее длины, образуя короткую и длинную стороны трубы, узел ввода нефтяной эмульсии расположен в верхней части корпуса, снабжен вертикальным подводящим штуцером, горизонтальной трубой, расположенной по оси корпуса, перфорированной снизу и с боков отверстиями в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы, с коротким концом трубы, расположенным вблизи боковой стенки корпуса, и длинным - вблизи нижней части перегородки, узел вывода нефти расположен в верхней части корпуса, размещен по другую сторону от перегородки, снабжен вертикальным отводящим штуцером, горизонтальной трубой меньшего диаметра, чем труба узла ввода нефтяной эмульсии, расположенной по оси корпуса вблизи другой боковой стенки корпуса с перфорационными отверстиями в верхней части в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы, с коротким концом трубы, расположенным вблизи боковой стенки корпуса, и длинным - вблизи верхней части перегородки, узел вывода пластовой воды расположен в нижней части корпуса под узлом вывода нефти, снабжен вертикальным отводящим штуцером, горизонтальной трубой меньшего диаметра, чем труба узла ввода нефтяной эмульсии, расположенной по оси корпуса с перфорационными отверстиями в нижней части в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы, с коротким концом трубы, расположенным вблизи боковой стенки корпуса, перегородка выполнена перпендикулярной оси корпуса и перекрывающей третью часть от верха корпуса, снабжена отверстием в верхней части, расположенном на уровне трубы узла вывода нефтяной эмульсии (RU №2568663, МПК Е21В 43/34, опубл. 20.11.2015).
Недостатком наиболее близкого технического решения является невысокая эффективность очистки пластовой воды, большая металлоемкость, большая сложность проведения ремонтных и профилактических работ, низкая коррозионная стойкость внутренних узлов.
Проведенный сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с выявленными аналогами уровня техники, показал, что решение не известно из уровня техники, и, учитывая возможность промышленного серийного изготовления отстойника нефти, можно сделать вывод о ее соответствии критериям патентоспособности.
Технической задачей, на выполнение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание простой и надежной конструкции, позволяющей добиться эффективной очистки пластовой воды от нефти, сепарации нефтегазоводяных эмульсий, повышения производительности и снижения сложности ремонтных и профилактических работ, снижение металлоемкости и общего веса отстойника, повышение коррозионной стойкости внутренних узлов.
Технический результат от использования предложенной конструкции отстойника нефти горизонтального для сброса пластовой воды состоит в снижении сложности ремонтных и профилактических работ при обеспечении эффективной работы сепаратора.
Технический результат достигается тем, что отстойник нефти, включает в себя горизонтальную емкость с узлами входа нефтегазоводяной эмульсии, вывода разделившихся фаз. Распределители эмульсии представляют собой неметаллические секционные трубы, выполненные в разборном исполнении, поддон отбойника эмульсии изготовлен из неметаллического листа.
Настоящая полезная модель поясняется примером выполнения отстойника нефти для сброса пластовой 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 отстойника нефти;
- на фиг. 2 изображено поперечное сечение отстойника нефти;
- на фиг. 3 изображены коллекторы сбора очищенной пластовой воды поз. 11 на фиг. 1 со сборниками очищенной пластовой воды поз. 10 на фиг. 1  и штуцерами поз. 4 на фиг. 1;
-на фиг. 4 изображены коллекторы сбора нефти поз. 9 на фиг. 1  со  сборниками нефти поз. 8 на фиг. 1 и  штуцерами поз. 3 на фиг. 1.
В графических материалах соответствующие конструктивные элементы отстойника нефти для сброса пластовой воды обозначены следующими позициями:
1 - корпус;
2 - штуцера входа нефтегазоводяной эмульсии (пластовой воды);
3 – штуцера вывода нефти;
4 – штуцера вывода очищенной пластовой воды;
5 – штуцер вывода газа;
6 - каплеотбойник;
7 – отбойники эмульсии;
8 – сборник нефти;
9 – коллектор сбора нефти;
10 – сборник очищенной пластовой воды;
11 – коллектор сбора очищенной пластовой воды.
Отстойник нефти горизонтальный для сброса пластовой воды содержит корпус 1, два узла входа пластовой воды в виде эмульсии имеющие штуцер 2, два узла вывода нефти состоящие из штуцера 3 и коллектора 9, три узла вывода очищенной пластовой воды, состоящие из штуцера 4 и коллектора сбора воды 11, узел вывода газа, состоящий из штуцера 5 и каплеотбойника 6. Корпус 1 выполнен цилиндрическим с торцевыми эллиптическими днищами. Штуцер входа пластовой воды в виде эмульсии 2 выполнен в виде двух горизонтальных разборных труб - распределителей эмульсии с горизонтальными пазами по оси труб и распределенных по окружности. С одной стороны распределитель оборудован штуцерами, с другой стороны - заглушками. Кроме этого, штуцер 2 длиной 500 – 800 мм до фланцевого соединения, выполнены из металла, остальные секции распределителей эмульсии выполнены из неметаллических труб (например, полипропиленовых, металлопластиковых, композитных материалов), что позволяет снизить металлоемкость отстойника и его вес, а также повысить коррозионную стойкость. Кроме этого, в нижней части каждого распределителя эмульсии установлены V – образные отбойники 7 с углом размаха 150° для защиты установленных ниже узлов 4, поддоны которых изготовлены из неметаллических листов (например, полипропиленовых, металлопластиковых, композитных материалов). Узел вывода нефти (3, 9), узел вывода очищенной пластовой воды (4, 11) выполнены в виде парных параллельных горизонтальных труб с вертикальными штуцерами, размещенными симметрично относительно осей труб и по середине общей длины. Кроме этого, коллекторы 9, 11 и штуцера 3, 4 этих узлов изготовлены из металла, а сборник воды 10 и сборник нефти 8 - из неметаллических труб (например, из полипропиленовых, металлопластиковых, композитных материалов), на торцах которых установлены заглушки.
Перечисленные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточных для получения указанного технического результата.
Отстойник нефти работает следующим образом:
Нефтегазоводяная эмульсия, добываемая из скважин, обработанная деэмульгатором, с определенным давлением поступает в отстойник нефти через штуцер входа 2, оснащенный распределителем эмульсии (например, перфорированным элементом), нефтегазоводяная эмульсия распределяется по поверхности корпуса 1 и стекает по его наклонной части. Отбойник 7 принимает на себя струю жидкости из штуцера входа 2, при этом происходит газовыделение из поступающей эмульсии и ослабление ударных нагрузок при пульсирующем режиме подачи эмульсии в отстойник нефти. После чего частично разгазированная эмульсия стабилизируется и распределяется по сечению отстойника. Так как распределители эмульсии находятся в слое пластовой воды, далее эмульсия сепарируется через слой воды, после чего отделившаяся в процессе сепарации вода скапливается внизу емкости, собирается в сборниках очищенной воды поз. 2 фиг. 3 и выводится через штуцер 4 вывода очищенной пластовой воды. Отделившийся газ скапливается в верхней части отстойника и выводится через штуцер 5 вывода газа, оснащенный каплеотбойником 6. Отделившаяся нефть так же скапливается в верхней части отстойника и через сборники нефти поз. 2 фиг. 4 поступает к штуцеру вывода нефти 3 для удаления из отстойника.
Предлагаемое техническое решение отстойника нефти для сброса пластовой воды обладает простотой конструкции внутренних устройств, что упрощает возможность снижения сложности монтажа и последующего проведения ремонтных и профилактических работ, снижает металлоемкость и вес отстойника, повышает коррозионную стойкость внутренних узлов и эффективность очистки пластовой воды, благодаря использованию неметаллических элементов в устройстве.
Изготовление предлагаемого отстойника нефти 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.
Таким образом, в предложенном отстойнике удается полностью отделить от пластовой воды нефть и получить очищенную пластовую воду, полностью пригодную для использования в системе поддержания пластового давления.