СОЛЕСБОРНИК ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОЛЕЙ ИЗ ПРОДУКЦИИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к системам добычи и сбора продукции нефтяных скважин, а также к системе закачки воды в нагнетательные скважины.
Известен гипсосборник (см. книгу Кащавцев В.Е., Мищенко И.Т. «Солеобразование при добыче нефти», Москва, Орбита-М 2004 г. С.300-302), включающий трубопровод с диаметром, большим диаметра нефтесборного коллектора, на котором он установлен.
Недостатком известного устройства является низкая эффективность, обусловленная тем, что часть выпадающих солей поступает из него в систему нефтесбора, где и осаждается на внутренних стенках нефтесборных трубопроводов. В результате уменьшается проходное сечение труб, возрастают давления, что приводит к повышению порывности трубопроводов и росту энергетических затрат.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является солесборник для удаления солей из продукции нефтяных скважин (патент RU 78517, опубл. 27.11.2008), включающий трубную вставку расширенного по отношению к нефтесборному коллектору диаметра, при этом полость трубной вставки дополнительно снабжена элементами с развитой поверхностью, которые выполнены в виде коаксиально размещенных трубных отрезков.
Недостатком известного солесборника является его невысокая солеосаждающая способность, обусловленная тем, что в известном солесборнике для осаждения солей используется только ламинарный режим течения жидкости, при котором скорость выпадения солей из жидкости недостаточно интенсивная.
Задачей предлагаемой полезной модели является увеличение интенсивности процесса осаждения солей в солесборнике, что приведет к значительному предотвращению роста энергетических затрат и порывности трубопроводов. Поставленная задача решается предлагаемым солесборником для удаления солей из продукции нефтяных скважин.
Принцип действия предлагаемого солесборника основан на провоцировании ускоренного осадкообразования солей в его полости, в которой создаются условия для выпадения солей из водной фазы перекачиваемой жидкости, их сбора, накопления и последующего удаления. В качестве провоцирующих факторов используются резкие перепады скоростей потока жидкости, являющиеся благоприятным условием для смещения химического равновесия и высаждения из солевых растворов избытка солей. На интенсивность солеотложения влияет степень турбулизации потока, которая способствует образованию зародышей кристаллов солей в растворе. После образования центров кристаллизации начинается рост кристаллов, на скорость их роста оказывает влияние интенсивность и характер перемешивания раствора. Кроме этого, поверхность раздела перекачиваемой жидкости и материала солесборника является средой для развития гетерогенного механизма зарождения кристаллов, то есть когда зародыши кристаллов возникают на границах раздела (раствора и твердых тел, различных примесей и пр.), в связи с этим солесборник снабжен элементами с развитой поверхностью.
Солесборник включает в себя трубную вставку расширенного по отношению к трубопроводу диаметра, которая снабжена элементами с развитой поверхностью, выполненными в виде коаксиально размещенных трубных отрезков. Перед трубной вставкой увеличенного диаметра установлены завихритель потока и емкость для накопления осадков. Завихритель потока выполнен в виде двух взаимноперпендикулярных патрубка, обеспечивающих ввод жидкости во второй патрубок по касательной и ее движение по спирали. Кроме того, завихритель потока снабжен цилиндрическим обтекателем и спиралеобразной направляющей, оси которых совпадают с осью второго патрубка. Внутри емкости для накопления осадков размещена перегородка, перфорированная в верхней половине. Емкость для накопления осадков снабжена смотровым патрубком со съемной заглушкой и патрубками для удаления содержимого емкости.
Новизной обладают следующие признаки полезной модели:
- завихритель потока, выполненный в виде двух взаимноперпендикулярных патрубков, обеспечивающих ввод жидкости во второй патрубок по касательной и ее движение по спирали,
- наличие цилиндрического обтекателя и спиралеобразной направляющей во втором патрубке завихрителя потока, оси которых совпадают,
- емкость для накопления осадков, с перфорированной в верхней половине перегородкой, смотровым патрубком со съемной заглушкой и патрубками для удаления содержимого емкости.
На фиг. 1 изображена схема подключения солесборника к трубопроводу. На фиг. 2 изображена схема завихрителя потока. Солесборник (фиг. 1) включен в трубопровод через запорную арматуру 1 и обвязан байпасной линией 2. Солесборник состоит из емкости для накопления осадков 3 со смотровым 4 и сливным 5 патрубками, перегородкой 6;
завихрителя потока 7 и трубной вставки 8 расширенного по отношению к трубопроводу диаметра. Завихритель потока (фиг. 2) состоит из двух патрубков. Выход первого патрубка 9 расположен перпендикулярно началу второго патрубка 10, при этом поток жидкости входит во второй патрубок по касательной. Для обеспечения потока жидкости спиралеобразной формы во втором патрубке смонтированы обтекатель 11, ось которого совпадает с осью второго патрубка, а также спиралеобразная направляющая 12. В трубной вставке коаксиально установлены трубные отрезки меньшего диаметра.
3
Солесборник работает следующим образом (на примере конкретного выполнения). Жидкость с расходом 200 м/cyт поступает в емкость для накопления осадков, при этом запорная арматура 1 открыта, запорная арматура 13 закрыта. В емкости за счет расширения диаметра скорость потока снижается, при этом из пересыщенного водного раствора выпадают кристаллы солей, накапливаясь на дне емкости. Кроме них на дне емкости осаждаются другие механические примеси перекачиваемой жидкости, в том числе продукты коррозии нефтепромыслового оборудования, кристаллы солей, образовавшиеся ранее в процессе движения жидкости по трубопроводу, и другие твердые взвешенные частицы. Перегородка, установленная во второй трети емкости, является дополнительным препятствием на пути движения различных твердых взвешенных частиц, способствуя их накоплению в емкости. Для контроля за уровнем накопления твердых осадков на емкости установлен смотровой патрубок 4, для удаления накопившихся осадков служит патрубок 5. Предварительно очищенная от крупных механических примесей жидкость поступает в завихритель потока 7, где приобретает спиралеобразную форму потока. За счет этого поток жидкости дополнительно турбулизуется и интенсивнее перемешивается. Это способствует дополнительному образованию микрокристаллов солей, которые осаждаются на поверхности трубных отрезков, коаксиально расположенных в трубной вставке увеличенного диаметра.
Таким образом, предлагаемый солесборник способствует наиболее полному осаждению солей из минерализованной воды, накоплению их в емкости и трубной вставке, препятствуя осаждению их в трубопроводе. Кроме этого, конструкция солесборника позволяет контролировать степень наполнения твердыми частицами и периодически при необходимости удалять их без остановки работы трубопровода.