БУФЕРНАЯ ЕМКОСТЬ-ГАЗОСЕПАРАТОР

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована на объектах сбора и промысловой подготовки нефти в процессах отделения газа от газонефтяной смеси на первой и второй ступени сепарации нефти.
Предпосылки для создания полезной модели.
На объектах сбора и подготовки нефти отбор газа осуществляется в буферных емкостях. Эти емкости являются пустотелыми и не предусмотрены для эксплуатации в качестве нефтегазосепараторов. Существуют также нефтегазосепараторы с внутренними вертикальными перегородками, которые эффективны при больших скоростях подаваемой газонефтяной смеси.
Анализ существующего уровня техники в данной области показал следующее:
на объектах сбора и промысловой подготовки нефти применяются различные нефтегазосепараторы, которые не позволяют эффективно решать проблему дегазации нефти. Все это ведет к ухудшению качества подготавливаемой нефти и как следствие:
- снижается КПД (коэффициент полезного действия) насосов перекачки;
- увеличивается гидросопротивление трубопроводов;
- требуются дополнительные усилия работы компрессоров при перекачке не отделившегося на первой ступени сепарации газа со второй ступени сепарации;
- увеличивается ДНП (давление насыщенных паров) товарной нефти.
Известен аппарат 1-200-3400-0,8-2-1-3-0 (Черновицкого машиностроительного завода им.Дзержинского), который представляет собой
пустотелую емкость с наружными патрубками для подвода и отвода нефти. Процесс отделения газа происходит следующим образом: изливающаяся с верхнего входного патрубка струя газонефтяной смеси от удара об поверхность рабочего уровня нефти дегазируется.
Недостатками известного аппарата являются: слабое отделение газа от нефти, образование газовой пены, что ведет к повышению ДНП. Данная пустотелая емкость не предусмотрена для эксплуатации как нефтегазосепаратор и применяется в качестве отстойника нефти.
Существует нефтегазосепаратор НГС 11-0,6-2400-1T ОАО «Дмитровхиммаш», состоящий из пустотелой емкости с наружными патрубками для подвода, отвода нефти и внутренней начинки в виде вертикальных перегородок.
Процесс отделения газа в данном устройстве осуществляется следующим образом: при протекании газонефтяной смеси с бокового верхнего патрубка через вертикальные перегородки происходит отделение газа за счет образования вихревых потоков между перегородками.
Недостатком данного нефтегазосепаратора является то, что этот процесс эффективен в случае подачи газонефтяной смеси с большим напором, что происходит редко, особенно на второй ступени сепарации.
Задача полезной модели заключается в повышении качества подготовки нефти и эффективности сепарации нефти на установках сбора и подготовки нефти и газа.
Решение задачи достигается тем, что в буферной емкости-газосепараторе состоящей из корпуса, входного направляющего короба, верхнего входного и нижнего выходного патрубков, смонтированы наклонные сепарационные полки, по которым движется газонефтяная смесь от верхнего входного патрубка в нижнюю часть буферной емкости (к нижнему выходному патрубку). Наклонные сепарационные полки с небольшими порогами расположены в виде ступенек, которые последовательно расширяются по мере снижения.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 (вид сбоку) и фиг.2 (вид сверху).
Буферная емкость-газосепаратор включает в себя корпус 1, внутри которого смонтированы:
- входной направляющий короб 2 для равномерной подачи газонефтяной смеси на наклонные сепарационные полки 3, тем самым предотвращается образование газовой пены внутри буферной емкости-газосепараторе, что ускоряет процесс дегазации нефти;
- четыре наклонные сепарационные полки 3 с небольшими порогами (выступами) 4 в передней части и боковыми направляющими (на фиг. не указаны). Наклонные сепарационные полки 3 расположены в виде ступенек для увеличения длины пути и времени движения газонефтяной смеси;
- выносной каплеуловитель 5 для улавливания капелек нефти из потока сепарированного газа.
- верхний входной патрубок подачи газонефтяной смеси и нижний выходной патрубок для отвода сепарированной нефти (на фиг. не указаны).
На внутреннюю часть корпуса 1 нанесено антикоррозионное покрытие и имеются протектора для дополнительной антикоррозионной защиты (на фиг. не указаны).
Буферная емкость-газосепаратор работает следующим образом: газонефтяная смесь подается через входной направляющий короб 2 в буферную емкость и, последовательно стекая по наклонным сепарационным полкам 3, направляется самотеком в нижнюю часть буферной емкости.
Движение газонефтянной смеси напоминает «водопад». Наклонные сепарационные полки 3 расположены в виде ступенек для увеличения длины пути и времени движения газонефтяной смеси, кроме того наклонные сепарационные полки 3 расширяются по мере снижения для увеличения площади растекания тонким слоем газонефтяной смеси (см. фиг.2). При ударах газонефтяной смеси о пороги 4 наклонных сепарационных полок 3 и растекании тонким слоем происходит интенсивное выделение
окклюдированных пузырьков газа из нефти (т.е. дегазация нефти) и тем самым значительно увеличивается эффективность сепарации.
Отсепарированная нефть через нижний выходной патрубок поступает на выкидную линию.
Эффективность предлагаемой буферной емкости-газосепаратора достигается за счет реконструкции внутренней начинки буферной емкости путем установки наклонных сепарационных полок в пустотелой буферной емкости, что позволяет улучшить процесс дегазации нефти при минимуме затрат металла на ее изготовление.
Монтаж буферной емкости-газосепаратора с наклонными сепарационными полками дает дополнительные преимущества за счет снижения количества газа в перекачиваемой нефти:
на первой ступени сепарации - объекты добычи нефти - ДНС (дожимная насосная станция), ГУ (групповая установка), СП (сборный пункт), при перекачке отсепарированной нефти на вторую ступень сепарации:
- увеличивается КПД насосов перекачки;
- уменьшается перемешивание нефтегазового потока и тем самым снижается гидросопротивление;
- отделившийся на первой ступени сепарации газ движется естественным путем (под собственным давлением), что снижает усилия работы компрессоров при перекачке оставшегося газа со второй ступени сепарации. на второй ступени сепарации объекты подготовки нефти - УПВСН (установка переработки высокосернистой нефти) и Товарный парк:
наклонные сепарационные полки обеспечивают равномерное поступление нефти в буферную емкость-газосепаратор, что уменьшает пенообразование;
- снижается ДНП (давление насыщенных паров), что приводит к повышению качества товарной нефти.
Предложенная буферная емкость-газосепаратор может быть изготовлена промышленным способом, что подтверждают испытания опытного образца, проводящиеся в настоящее время.
Использование буферной емкости-газосепаратора позволяет соблюдать экологическую безопасность и улучшить условия труда обслуживающего персонала, тем самым повысить культуру производства.