УСТАНОВКА ОТДЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ ПОПУТНО ДОБЫВАЕМОЙ С НЕФТЬЮ ВОДЫ (ВАРИАНТЫ)
INSTALLATION FOR SEPARATION AND PURIFICATION OF WATER EXTRACTED WITH OIL (VERSIONS)

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности, к установкам предварительного сброса воды, и может использоваться на нефтепромыслах.
Известна установка для предварительного сброса воды (см. патент RU 2230594, В01В 17/00, опубл. Бюл. №17 от 20.06.2004 г.), включающая аппарат предварительного разделения продукции скважин на фазы с линиями отвода их в нефтяной и водяной сепараторы, буферные емкости для нефти и воды с насосами и подогреватель.
Недостатками известной схемы являются, во-первых, громоздкость установки, в частности, большое количество отстойного и емкостного оборудования, во-вторых, высокие капитальные и эксплуатационные затраты, в-третьих, нечеткое разделение жидкости в технологическом оборудовании на нефть и воду вследствие отсутствия подачи деэмульгатора в продукцию скважин (особенно для высоковязких нефтей).
Ближайшим техническим решением является установка для добычи, предварительного обезвоживания нефти и утилизации воды (авт. св. №1604393, B01D 17/00, опубл. БИ №41 от 07.11.1990 г.), включающая скважины, сепаратор, отстойник с нефтяным отсеком, нефтесборный коллектор, систему поддержания пластового давления и газосборный коллектор.
Недостатками данной установки для добычи, предварительного обезвоживания нефти и утилизации воды являются, во-первых, нечеткое разделение жидкости в сепараторе на нефть и воду вследствие наличия барботажа газа (особенно для нефтей с высоким газовым фактором) и отсутствия подачи деэмульгатора в продукцию скважин (особенно для высоковязких нефтей), во-вторых, сложность осуществления флотационной очистки воды в отстойнике вследствие необходимости получения пузырьков газа определенного размера, в-третьих, отсутствие автоматического контроля качества очищаемой воды.
Техническими задачами предлагаемого изобретения являются: достижение эффективного разделения водонефтяной эмульсии на нефть и воду, достижение эффективной очистки воды до необходимого качества, обеспечение автоматического контроля и регулирования качества очищаемой воды.
Технические задачи решаются установкой отделения и очистки попутно добываемой с нефтью воды, включающей скважины с трубопроводом, отстойник, разделенный перегородкой, сообщенный с системой поддержания пластового давления (ППД) через трубопровод очищенной воды и насос откачки воды, нефтесборный коллектор, контрольный датчик, соединенный функционально с регулирующим клапаном.
Новым является то, что перегородка в отстойнике выполнена «глухой», разделяющей его на секцию отделения воды от нефти, сообщенной с трубопроводом, и секцию отстаивания воды, сообщенной с системой ППД, при этом нефтесборный коллектор сообщен с обеими секциями с возможностью отбора нефти из их верхних точек, секция отделения воды от нефти и секция отстаивания воды сообщены трубопроводом загрязненной воды через регулирующий клапан и коалесцирующий фильтр для укрупнения капель нефти, а контрольный датчик выполнен в виде межфазного уровнемера, расположенного в секции отделения воды от нефти.
Технические задачи также решаются установкой отделения и очистки попутно добываемой с нефтью воды, включающей скважины с трубопроводом, отстойник, разделенный перегородкой, сообщенный с системой ППД через трубопровод очищенной воды, и насос откачки воды, нефтесборный и газосборный коллекторы, контрольный датчик, соединенный функционально с регулирующим клапаном.
Новым в ней является то, что перегородка в отстойнике выполнена «глухой», разделяющей его на секцию отделения воды от нефти, сообщенной с трубопроводом, и секцию отстаивания воды, сообщенной с системой ППД, при этом нефтесборный коллектор сообщен с обеими секциями с возможностью отбора нефти из их верхних точек, секция отделения воды от нефти и секция отстаивания воды сообщены трубопроводом загрязненной воды через регулирующий клапан и коалесцирующий фильтр для укрупнения капель нефти, а контрольный датчик выполнен в виде межфазного уровнемера, расположенного в секции отделения воды от нефти, при этом на трубопроводе установлено устройство для предварительного отбора попутного нефтяного газа, оснащенного газосборным коллектором, который соединен с нефтесборным коллектором.
Новым также является то, что перед отстойником на трубопроводе установлен коалесцер для разрушения эмульсии.
Новым также является то, что скважины оборудованы блоками подачи реагентов.
Новым также является то, что перед отстойником на трубопроводе очищенной воды установлен прибор автоматического контроля качества воды.
Новым также является то, что регулирующий клапан функционально связан с прибором автоматического контроля качества воды.
Новым также является то, что насос откачки оборудован частотным регулятором электродвигателя, функционально связанным с прибором автоматического контроля качества воды.
На чертеже представлена схема установки отделения и очистки попутно добываемой с нефтью воды.
Установка отделения и очистки попутно добываемой с нефтью воды включает скважины 1 с трубопроводом 2, отстойник 3, разделенный на две секции «глухой» перегородкой 4 (например, эллиптической): секцию 5 для отделения воды от нефти и секцию 6 для отстаивания воды, контрольный датчик 7, коалесцирующий фильтр 8 для очистки воды, нефтесборный коллектор 9, регулирующий клапан 10 на трубопроводе 11 загрязненной воды, насос 12 откачки воды. Скважины 1 могут быть оборудованы блоками 13 подачи реагента, после отстойника 3 на трубопроводе очищенной воды 14 может быть установлен прибор 15 автоматического контроля качества воды. Кроме этого, насос 12 откачки воды может быть оборудован частотным регулятором 16 электродвигателя 17. Перед отстойником 3 на трубопроводе 2 могут быть также установлены устройство 18 для предварительного отбора попутного нефтяного газа через газосборный коллектор 19 и/или коалесцер 20 для разрушения эмульсии.
Установка отделения и очистки попутно добываемой с нефтью воды работает следующим образом.
Продукция I скважин 1 поступает в секцию 5 для отделения воды от нефти отстойника 3. На скважинах 1 при необходимости (например, в случае поступления со скважин 1 устойчивой водонефтяной эмульсии) возможна установка блоков 13 подачи реагента для обработки продукции I скважин 1 реагентом II (например, деэмульгатор, ингибитор коррозии, ингибитор парафиноотложений и т.д.). Перед отстойником 3 при необходимости (например, в случае поступления нефти с высоким газовым фактором) возможна установка на трубопроводе 2 устройства 18 для предварительного отбора попутного нефтяного газа III, который по газосборному коллектору 19 направляется в нефтесборный коллектор 9. Перед отстойником 3 при необходимости (например, в случае поступления со скважин 1 устойчивой водонефтяной эмульсии) возможна также установка на трубопроводе 2 коалесцера 20 для разрушения эмульсии за счет укрупнения капель воды. В секции 5 отстойника 3 происходит разделение водонефтяной эмульсии на нефть и воду, при этом капли воды под действием гравитационной силы оседают вниз, а капли нефти поднимаются вверх. Отделившаяся нефть и попутный нефтяной газ общим потоком IV из секции 5 отстойника 3 направляются в нефтесборный коллектор 9. Межфазный уровень «вода - нефть» в секции 5 отстойника 3 регулируется с помощью регулирующего клапана 10, установленного на трубопроводе 11 загрязненной воды, сбрасываемой из секции 5. Сигнал на регулирующий клапан 10 подается с контрольного датчика 7, выполненного в виде межфазного уровнемера, расположенного в секции 5 отделения воды от нефти. Из секции 5 отстойника 3 отделившаяся загрязненная вода V поступает в коалесцирующий фильтр 8, установленный на трубопроводе 11 загрязненной воды. В коалесцирующем фильтре 8 происходит укрупнение оставшихся в воде мелких капель нефти за счет прохождения воды через специальный коалесцирующий материал. После этого вода направляется в секцию 6 отстойника 3 для отстаивания воды, где происходит окончательная доочистка воды от нефти. Уловленная в секции 6 отстойника 3 нефть VI периодически сбрасывается в нефтесборный коллектор 9. Очищенная вода VII из секции 6 отстойника 3 насосом 12 откачки воды направляется в систему ППД. При выходе очищенной воды VII по трубопроводу 14 очищенной воды из отстойника 3 при необходимости (например, в случае необходимости автоматического контроля качества воды) возможна установка на трубопроводе 14 очищенной воды прибора 15 автоматического контроля качества воды (например, прибор «СТОК»). При этом регулирование качества воды может осуществляться по показаниям прибора 15 автоматического контроля качества воды посредством изменения межфазного уровня «нефть - вода» в секции 5 отстойника 3 в ручном или автоматическом режимах через изменение степени открытия/закрытия регулирующего клапана 10. Насос 12 откачки воды при необходимости (например, в случае необходимости регулирования расхода откачиваемой очищенной воды VII) может быть оборудован частотным регулятором 16 электродвигателя 17. При этом регулирование качества воды может осуществляться по показаниям прибора 15 автоматического контроля качества воды посредством изменения межфазного уровня «нефть - вода» в секции 5 отстойника 3 через изменение расхода откачиваемой очищенной воды VII с помощью частотного регулятора 16 электродвигателя 17 насоса 12 откачки воды.
Предлагаемая установка отделения и очистки попутно добываемой с нефтью воды имеет следующие преимущества: достигается эффективное разделение водонефтяной эмульсии на нефть и воду за счет оборудования скважин блоками подачи реагентов, использования устройства для предварительного отбора попутного нефтяного газа и коалесцера для разрушения эмульсии; достигается эффективная очистка воды до необходимого качества за счет использования коалесцирующего фильтра для укрупнения капель нефти, обеспечивается автоматический контроль качества очищаемой воды, что позволяет более оперативно регулировать качество воды, направляемой в систему ППД.