УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ВОД

Предложение относится к очистке нефтесодержащих вод и может быть использовано при очистке нефтепромысловых сточных вод от нефти и механических примесей с целью их использования в системе поддержания пластового давления.
Известно устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод, включающее емкость (резервуар), в котором размещен слой фильтрующей массы (нефти), водораспределительный коллектор, размещенный в слое контактной массы, водо- и нефтеотводящие трубопроводы (см. книгу: Тронов В.П., Тронов А.В. «Очистка вод различных типов для использования в системе ППД» -Казань, издательство «Фэн», 2001 г., с.319-320).
Устройство позволяет очищать загрязненную нефтью и механическими примесями воду для последующей закачки в пласт с целью поддержания пластового давления.
Недостатком устройства является то, что в процессе эксплуатации происходит растяжение фильтрующего слоя, при этом отдельные крупные глобулы нефти с водой и с механическими примесями, имеющие плотность близкую к плотности воды, отрываются от фильтрующего слоя и вместе с очищенной водой попадают в систему поддержания пластового давления (загрязняя водоводы и призабойную зону пластов).
Наиболее близким к предлагаемому является «Устройство для очистки нефтесодержащих вод» (а.с. №1535570 В 01 D 17/022, С 02 F 1/40 Опубл. 15.01.1990 г. БИ №2), включающее емкость со слоем контактной массы из нефти с образованием границы раздела нефть - вода, перфорированные водоподводящий и водоотводящий трубопроводы, расположенные в верхней и нижней части емкости, соответственно, а также содержащее пластины с гидрофильной
и гидрофобной поверхностями, на границе раздела нефть - вода, при этом верхняя поверхность пластин выполнена гидрофильной, а нижняя - гидрофобной.
Устройство позволяет повысить эффективность очистки, поскольку обеспечивает уменьшение времени жизни глобул нефти и капель воды, то есть предотвращает растяжение фильтрующего слоя.
Недостатком устройства является то, что в процессе эксплуатации пластины теряют гидрофильные свойства, поскольку на поверхности пластин откладываются асфальтосмолистые вещества, парафины, механические примеси, соли. В результате эффективность устройства снижается. Кроме того, устройство не позволяет предотвратить отрыв от фильтрующего слоя глобул нефти с механическими примесями и их улавливание, особенно при скачкообразном колебании (увеличении) расхода воды, поступающей на очистку; соответственно, на забой скважины поступает загрязненная вода.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение и стабилизация качества воды в процессе длительной эксплуатации, и, в конечном итоге, снижение потери приемистости пластов и увеличение нефтеотдачи.
Техническая задача решается предлагаемым устройством для очистки нефтесодержащих вод, включающим емкость со слоем контактной массы из нефти, горизонтальные перфорированные водоподводящий и водоотводящий трубопроводы, расположенные в верхней и нижней части емкости, соответственно.
Новым является то, что емкость выполнена в виде вертикального трубного элемента, перфорированные трубопроводы расположены вдоль диаметра трубного элемента и имеют в первой и второй половине длины противоположно направленную перфорацию, при этом водоотводящий трубопровод снабжен перфорацией, являющейся зеркальным отображением перфорации водоподводящего трубопровода.
Из доступных источников патентной и научно-технической литературы авторам неизвестна заявленная совокупность отличительных признаков. Следовательно, предлагаемое устройство отвечает критериям «новизна» и «промышленная применимость».
На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства для очистки нефтесодержащих вод в осевом разрезе.
На фиг.2 изображена схема предлагаемого устройства для очистки нефтесодержащих вод в разрезе А-А.
На фиг.3 изображена схема предлагаемого устройства для очистки нефтесодержащих вод в разрезе Б-Б.
Устройство для очистки нефтесодержащих вод содержит емкость в виде трубного элемента 1 (см. фиг.1), слой 2 контактной (фильтрующей) массы, образованный нефтью, горизонтальный водоподводящий трубопровод 3, расположенный вдоль диаметра трубного элемента в верхней части емкости 1, с противоположно направленной перфорацией в первой и второй половине длины, соответственно, 4 (см. фиг.2) и 5, горизонтальный водоотводящий трубопровод 6 (см. фиг.1), расположенный вдоль диаметра трубного элемента в нижней части емкости 1, с противоположно направленной перфорацией в первой и второй половине длины, соответственно, 7 (см. фиг.3) и 8, являющейся зеркальным отражением перфорации 4 (см. фиг.2) и 5 водоподводящего трубопровода 3 (см. фиг.1). Кроме того в состав устройства входят нефтеотводящий патрубок 9, контрольный патрубок 10, гидрозатвор 11, газопровод-перемычка 12, патрубок для удаления донного осадка. 13. На Фиг.1 также изображен промежуточный слой 14.
Устройство работает следующим образом.
Очищаемая вода поступает в емкость 1 в слой нефти 2 по водоподводящему трубопроводу 3 через перфорацию 4 (см. фиг 2) и 5. В слое нефти происходит отделение нефтяных частиц и механических примесей и переход их в нефтяной слой. Вода поступает в нижнюю часть емкости.
Благодаря тому, что водоподводящий трубопровод расположен вдоль диаметра трубного элемента и имеет в первой и второй половине длины противоположно направленную перфорацию 4 и 5, в трубном элементе формируется круговой поток жидкости. Струи воды, двигаясь по круговой траектории, приводят в движение промежуточный слой 14 (см. фиг.1), состоящий из растянутых глобул нефти с водой и механическими примесями. В результате происходит слияние глобул, их укрупнение, всплытие и возврат в нефтяной слой, то есть не происходит перемещения нефтяных глобул вместе с очищенной водой в нижнюю часть емкости и далее в водоотводящий трубопровод. Очищенная вода поступает на перфорацию 7 (см. фиг.3) и 8 водоотводящего трубопровода 6. Зеркальное размещение перфорации 7 и 8 по отношению к перфорации 4 (см. фиг.2) и 5 позволяет обеспечить более устойчивый круговой поток жидкости.
Нефть периодически удаляется из емкости 1 (см. фиг.1) через патрубок 9. Накопление промежуточного слоя 14 контролируют с помощью патрубка 10 и, при необходимости, через него же удаляют. Донные осадки удаляют через патрубок 13. Очищенная вода выводится через гидрозатвор 11, с помощью которого, а также с помощью газопровода-перемычки 12, в емкости 1 поддерживают заданный уровень жидкости.
Пример конкретного выполнения.
3
В емкость 1, представляющую собой трубный элемент диаметром 1400 мм и высотой 3500 мм, поступает вода с содержанием загрязнений в количестве 120 мг/л нефти и 70 мг/л механических примесей. Расход воды - 120 м/сут. Очистка воды происходит в слое нефти высотой 0,4 м. Концентрация загрязнений в очищенной воде: нефти - 40...60 мг/л, механических примесей - 30...50 мг/л. Непрерывный контроль показал отсутствие залповых (разовых) выбросов глобул из промежуточного слоя, в отличие от известного устройства, после которого разовые концентрации нефти и механических примесей достигают величин от сотен миллиграммов до десятков граммов.
Использование данного предложения позволяет достичь стабильного качества очищенной воды в течение длительного периода, исключить залповый сброс загрязнений в систему поддержания пластового давления и, в конечном итоге, снизить потерю приемистости нагнетательных скважин и повысить нефтеотдачу пластов.