СЕПАРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Заявляемая полезная модель относится к оборудованию для нефтедобывающей промышленности, а именно к оборудованию для интенсификации процесса разделения и подготовки продукции скважин на объектах системы сбора и подготовки нефти, газа и воды.
Известно устройство для сбора, транспорта и разделения газожидкостной смеси (Авторское свидетельство №1673156, кл. B01D 19/00 от 30.08.1991 г.), включающее подводящий трубопровод с распыливающим устройством и расширитель, снабженный каплеобразователем в виде сетки с ячейками, в каждом узле которой закреплен по направлению движения потока пучок из 4-6 проволочек, струн или капроновых нитей.
Недостатком данного устройства является повышенная сложность изготовления сетки с ячейками и закрепления в них пучков проволоки.
Известен каплеуловитель стержневого типа (Патент РФ на полезную модель №74579, МПК B01J 19/32 от 10.07.2008 г.), содержащий стержневую насадку, состоящую из набора параллельных стержней, параллельно расположенных пластин с отверстиями и прямоугольного каркаса, фиксирующего пластины и концы стержней.
Недостатком данного устройства является невысокая эффективность работы, обусловленная низким качеством разделяемых фаз и медленным процессом выделения жидкости из потока.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является сепарационная установка (Патент РФ на полезную модель №156255, МПК B01D 19/00 от 10.11.2015 г.), включающая емкость с патрубком ввода потока нефтегазоводяной смеси (НГВС) с конусной тарелкой, патрубки вывода разделившихся фаз, секцию вертикальных плоскопараллельных зигзагообразных пластин, расположенных перпендикулярно направлению движения потока смеси в емкости, секцию вертикальных пластин, расположенных параллельно движению потока, распределительный экран, расположенный под углом 25°÷45° относительно движения потока, переливную поперечную перегородку.
Однако данное устройство не обеспечивает высокое качество подготовки нефти и воды, т.к. отсутствуют дополнительные высокоэффективные устройства для коалесценции мелкодисперсных капель нефти в воде и воды в нефти в крупнодисперсные с их последующим всплытием или осаждением.
Задачей настоящей полезной модели является повышение качества подготовки нефти и воды, за счет эффективной коалесценции мелкодисперсных капель жидкости одной фазы в многофазном потоке НГВС в большие капли этой фазы.
Указанная задача достигается тем, что сепарационная установка, включающая емкость с патрубком ввода потока НГВС с конусной тарелкой, патрубками вывода разделившихся фаз, секцию вертикальных плоскопараллельных зигзагообразных пластин, расположенных перпендикулярно направлению движения потока смеси в емкости, секцию вертикальных пластин, расположенных параллельно движению потока, распределительный экран, расположенный под углом 25°÷45° относительно движения потока, переливную поперечную перегородку, в отличие от прототипа, дополнительно снабжена каплеобразователем, выполненным из пакета стержней со спиральными винтовыми нарезками, установленных под углом 30° относительно движения потока и скрепленных верхней и нижней горизонтальными перемычками.
При разделении НГВС на нефтяную и водяную фазы, каждая из них содержит мельчайшие частицы (глобулы) противоположной фазы. Их выделение необходимо ввиду того, что они снижают показатели обводненности нефти на выходе из устройства и качество подготовки воды.
Сложность удаления мелкодисперсных нефтяных частиц из очищаемой воды обоснована низкой энергией всплытия данных частиц. Частицы большего размера обладают высокой энергией всплытия, что существенно ускоряет процесс очистки воды.
Каплеобразователь, выполненный из пакета стержней со спиральными винтовыми нарезками, обеспечивает скольжение «налипших» мелкодисперсных капель нефти и воды по телу стержня. При движении происходит слияние мелкодисперсных капель нефти и воды в более крупные, в результате чего происходит увеличение скорости всплытия капель и повышается качество подготовки нефти и воды.
На Фиг. изображен общий вид сепарационной установки.
Сепарационная установка включает емкость 1, патрубок ввода потока НВГС 2 с конусной тарелкой 3, патрубки вывода разделившихся фаз 4, 5, 6, секцию вертикальных плоскопараллельных зигзагообразных пластин 7, секцию вертикальных пластин 8, распределительный экран 9, переливную поперечную перегородку 10, каплеобразователь 11, выполненный из пакета стержней со спиральными винтовыми нарезками 12, верхнюю 13 и нижнюю 14 горизонтальные перемычки.
Сепарационная установка работает следующим образом.
Продукция скважин нефтяного месторождения по трубопроводам поступает в емкость 1 сепарационной установки. Распределение НГВС внутри емкости 1 происходит через патрубок ввода потока НГВС 2 с конусной тарелкой 3 на уровень раздела фаз нефть-вода.
Затем, поток НГВС поступает в секцию вертикальных плоскопараллельных зигзагообразных пластин 7, где НГВС разделяется на равные слои и движется по синусоидальному профилю, образованному пластинами. Происходит коалесценция мелких капель нефти и воды в более крупные.
Разделенные фазы поступают в секцию вертикальных пластин 8, обеспечивающую прямолинейное движение жидкости по емкости 1 и предотвращающую образование эмульсионной смеси.
Далее, поток поступает на каплеобразователь 11, где пакет стержней 12, скрепленный верхней и нижней горизонтальными перемычками 13, 14, создает дополнительную площадь контакта, обеспечивающую укрупнение мелкодисперсных капель нефти и воды и увеличение скорости всплытия капель. Укрупненные капли по мере накопления жидкости за счет сил гравитации по спиральным винтовым нарезкам стержней стекают или всплывают в зону гравитационного отстоя, оснащенную распределительным экраном 9, обеспечивающим снижение лобового сопротивления всплывающих капель нефти и осаждающихся капель воды.
Отделенная вода отводится из емкости 1 по перфорированному по нижней части патрубку вывода воды 5.
Обезвоженная нефть перетекает через переливную поперечную перегородку 10 в зону накопления отвода нефти, откуда отводится по патрубку вывода нефти 6. Выделившейся в процессе сепарации попутный нефтяной газ, выводится из емкости 1 по патрубку отвода газа 4.
Таким образом, предлагаемая сепарационная установка проста и надежна в эксплуатации и обеспечивает производительность с высоким качеством отделившихся фаз.