СЕПАРАЦИОННО-ЭЖЕКТОРНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к оборудованию для подготовки: разделения смеси газа, нефти и воды и сжатия (компримирования) газа и может быть использована в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.
Известен аналог предлагаемой полезной модели: насосно-эжекторная установка по изобретению авт.свид. №1439292, F04F 5/54, опубл. 23.11.88 г., Бюл. №43, содержащая подводящий трубопровод, первый сепаратор, жидкостно-газовый эжектор с патрубком подвода газообразной пассивной среды, насос, выход которого при помощи гидролинии подключен к активному соплу эжектора, а вход - к первому сепаратору, и второй сепаратор, подключенный при помощи перепускного трубопровода с регулирующим элементом к первому сепаратору и связанный по газу с патрубком подвода газообразной пассивной среды эжектора, причем выход эжектора подключен к первому сепаратору. Гидролиния снабжена теплообменником, а подводящий трубопровод соединен с перепускным трубопроводом.
Общими для аналога и предлагаемого устройства являются признаки:
- подводящий трубопровод;
- высоконапорный (первый) и низконапорный (второй) сепараторы;
- жидкостно-газовый эжектор с патрубком подвода низконапорного газа;
- насос, выход которого при помощи гидролинии подключен к патрубку высоконапорной жидкости в жидкостно-газовом эжекторе.
Недостатками прототипа являются:
- отсутствует разделения смеси газ-нефть-вода в первом сепараторе, из которой вода используется в качестве рабочей жидкости в жидкостно-газовом эжекторе;
- отсутствует повторное разделение смеси вода-нефть-газ во втором сепараторе, уменьшающее остаточное содержание нефти в воде и позволящее рециркулиовать воду и накапливать ее в нужном количестве путем подпитки из отдельного источника.
Известен прототип предлагаемой полезной модели: насосно-эжекторная установка по изобретению авт.свид. №1475276, F04F 5/48, по заявке 3844026/25-06 от 26.11.84 г., ДСП, содержащая насос, сепаратор разгазирования, жидкостно-газовый вакуумный эжектор, пассивное сопло которого подключено к источнику перекачиваемой газообразной среды и сепаратору разгазирования, и трехкомпонентный сепаратор с выходным трубопроводом, подсоединенный к сепаратору разгазирования, выходу эжектора и при помощи магистрали - к выходу насоса. Установка снабжена вторым трехкомонентным сепаратором и жидкостно-газовым нагнетательным эжектором, активное сопло которого подключено к выходу насоса, пассивное - к трубопроводу, диффузор - к второму сепаратору, последний соединен с сепаратором разгазирования и активным соплом вакуумного эжектора, а к магистрали подключены линии подвода и отвода адсорбирующей жидкости.
Общими для прототипа и предлагаемого устройства являются признаки:
- насос;
- сепаратор разгазирования;
- жидкостно-газовый эжектор, пассивное сопло которого подключено к источнику перекачиваемой газообразной среды;
- трехфазный сепаратор.
Недостатками прототипа является отсутствие:
- повторного разделения смеси вода-нефть-газ в трехфазном разделителе, приводящее к доочистке воды от нефти;
- рециркуляции в трехфазный разделитель доочищенной воды после эжектора;
- охлаждения воды подпиткой холодной водой из отдельного источника.
Технической задачей полезной модели является доочистка воды от нефти, рециркуляция воды после трехфазного сепаратора и частичная замена воды при повышении температуры от нагрева насосным агрегатом.
Поставленная техническая задача решается тем, что сепарационно-эжекторная установка для ступенчатой сепарации смеси газ-нефть-вода, содержащая трехфазный сепаратор первой ступени сепарации с патрубками: входа смеси, раздельного выхода газа, нефти и воды с остатками нефти, патрубок выхода газа связан с газопроводом, идущим к потребителю, патрубок выхода нефти - с трубопроводом, идущим в газожидкостный сепаратор второй ступени через первый дроссель, нефть в газожидкостном сепараторе второй ступени, разгазируется и направляется по трубопроводу к потребителю, а газ направляется по газопроводу к патрубку входа газа в жидкостно-газовый эжектор, патрубок выхода воды с остатками нефти из сепаратора первой ступени направляется через гидролинию воды к насосному агрегату, связанному с патрубком входа воды в эжектор, диффузор последнего связан при помощи гидролинии с сепаратором разделения газо-жидкостной смеси после эжектора, вода из него направляются в гидролинию для закачки в пласт и в газопровод к потребителю. В гидролинии воды перед насосным агрегатом установлен через второй дроссель промежуточный аккумулятор воды - трехфазный разделитель, снабженный патрубками: входа смеси вода-нефть-газ, раздельного выхода газа, нефти и очищенной воды, причем патрубок выхода газа через третий дроссель и газопровод соединен с газопроводом, идущим от газожидкостного сепаратора концевой ступени сепарации к патрубку входа газа в жидкостно-газовый эжектор, патрубок отвода нефти связан гидролинией с трубопроводом, идущим от патрубка отвода нефти из трехфазного сепаратора первой ступени сепарации в газожидкостный сепаратор второй ступени после первого дросселя, а патрубок выхода очищенной воды соединен через трубопровод с насосным агрегатом и с гидролинией закачки воды в пласт, вода из сепаратора разделения газожидкостной смеси после эжектора связана гидролинией рециркляции воды с патрубком входа смеси вода-нефть-газ в аккумулятор воды - трехфазный разделитель и связана с гидролинией закачки воды в пласт. Для подпитки водой насосного агрегата используется отдельная емкость, содержащая холодную очищенную воду и связанная трубопроводом с насосным агрегатом. Для подачи воды из отдельной емкости на всас насосного агрегата газожидкостной сепаратор разделения смеси после эжектора связан по газу с отдельной емкостью газопроводом.
На рисунке показана сепарационно-эжекторная установка для ступенчатой сепарации смеси газ-нефть-вода. Установка содержит трехфазный сепаратор 1 первой ступени сепарации с патрубками: 2 - входа смеси, 3 - выхода газа, 4 - нефти и 5 - воды с остатками нефти. Патрубок 3 выхода газа связан с газопроводом 6 к потребителю, патрубок 4 выхода нефти - с трубопроводом 7, связанным через первый дроссель 8 с газожидкостным сепаратором 9 второй ступени. Выход нефти из сепаратора 9 второй ступени соединен с трубопроводом 10 к потребителю, а газ - с газопроводом 11 к патрубку 12 входа газа в жидкостно-газовый эжектор 13. Патрубок 5 выхода воды с остатками нефти из сепаратора 1 первой ступени связан через гидролинию 14 воды с всасом 15 насосного агрегата 16, выкидом 17 воды, соединенным с патрубком 18 входа воды в эжектор 13, диффузор 19 последнего соединен при помощи гидролинии 20 с газожидкостным сепаратором 21 разделения смеси после эжектора 13, снабженным выходами воды в трубопровод 22 закачки в пласт и газа в газопровод 23 к потребителю. В гидролинии 14 воды перед всасом 15 в насосный агрегат 16 установлен через второй дроссель 24 промежуточный аккумулятор воды -трехфазный разделитель 25, снабженный патрубками: 26 - входа смеси вода-нефть-газ, выхода 27 - газа, 28 - нефти и 29 - очищенной воды, причем патрубок 27 выхода газа через третий дроссель 30 и газопровод 31 соединен с газопроводом 11, идущим от газожидкостного сепаратора 9 второй ступени к патрубку 12 входа газа в жидкостно-газовый эжектор 13. Патрубок 28 выхода нефти связан гидролинией 32 с трубопроводом 7, идущим от патрубка 4 выхода нефти из трехфазного сепаратора 1 первой ступени сепарации после первого дросселя 8 в газожидкостный сепаратор 9 второй ступени, а патрубок 29 выхода очищенной воды соединен через трубопровод 33 с всасом 15 насосного агрегата 16 и с трубопроводом 34 закачки воды в пласт. Трубопровод 22 выхода воды из газожидкостного сепаратора 21 разделения смеси после эжектора 13 снабжен гидролинией 35 рециркляции воды в патрубок 26 входа смеси вода-нефть-газ в аккумулятор воды - трехфазный разделитель 25. Для подпитки водой насосного агрегата 16 используется отдельная емкость 36, содержащая воду и связанная трубопроводом 37 с всасом 15 насосного агрегата 16. Для подачи воды из отдельной емкости 36 на всас 15 насосного агрегата 16 газожидкостной сепаратор 21 разделения смеси после эжектора 13 связан с отдельной емкостью 36 по газу газопроводом 38.
Сепарационно-эжекторная установка работает следующим образом.
Пластовая смесь, газ-нефть-вода, поступает в трехфазный сепаратор 1 первой ступени сепарации через патрубок 2 входа смеси, в сепараторе 1 смесь разделяется на три фазы: газ, который выходит через патрубок 3 выхода газа, нефть, которая выходит через патрубок 4 выхода нефти, и вода, которая выходит через патрубок 5 выхода воды. Газ из патрубка 3 поступает по газопроводу 6 к потребителю. Нефть после патрубка 4 поступает по трубопроводу 7 через первый дроссель 8 в газожидостный сепаратор 9 второй ступени, нефть в газожидкостном сепараторе 9 второй ступени, разгазируется и направляется по трубопроводу 10 потребителю. А газ направляется по газопроводу 11 к патрубку 12 входа газа в жидкостно-газовый эжектор 13. Патрубок 5 выхода воды с остатками нефти из сепаратора 1 первой ступени направляется через гидролинию 14 воды к всасу 15 насосного агрегата 16, выкид 17 связанному с патрубком 18 входа воды в эжектор 13. Высоконапорная вода смешивается с низконапорным газом, устанавливается в диффузоре 19 эжектора 13 промежуточное давление и газожидкостная смесь через диффузор 19 поступает в гидролинию 20, из нее в сепаратор 21, где разделяется на воду и газ. Вода и газ из сепаратора 21 направляются соответственно в гидролинию 22 для закачки в пласт и по газопроводу 23 к потребителю. В гидролинии 14 воды перед всасом 15 насосного агрегата 16 установлен второй дроссель 24, через который проходит трехфазная смесь, состоящая преимущественно из воды, где понижается давление, оставаясь выше, чем после первого дросселя 8. Далее установлен промежуточный аккумулятор воды - трехфазный разделитель 25 смеси вода-нефть-газ, где разделяется смесь, поступающая в патрубок 26, на 3 фазы, выходящие патрубки: 27 - выхода газа, 28 - выхода нефти и 29 - выхода очищенной воды. Газ через третий дроссель 30 и газопровод 31 соединяется с газопроводом 11, идущим от газожидкостного сепаратора 9 концевой ступени сепарации. Смесь попадает через патрубок 12 в жидкостно-газовый эжектор 13, сепаратор 21, оттуда жидкость - в трубопровод 23 в пласт, газ в газопровод 23 к потребителю. Из разделителя 25, через патрубок 28 нефть направляется в гидролинию 32 попадает в трубопровод 7, после первого дросселя 8. Через патрубок 29 и трубопровод 33 очищенная вода направляется на всас 15 насосного агрегата 16 и излишек воды в гидролинию 34 закачки воды в пласт. Вода, нагретая в насосном агрегате 16, из сепаратора 21 и направляется в гидролинию 35 рециркляции воды в патрубок 26 входа смеси вода-нефть-газ в аккумулятор воды 25, где смешивается с поступающей жидкостью из сепаратора 1, охлаждаясь ею. Из отдельной емкости 36, связанной с всасом в насосный агрегат 16 происходит подпитка очищенной, охлажденной водой через трубопровод 37. Подпитка происходит для снижения нагрева воды в насосном агрегате, по сигналу датчика температуры, расположенному в зоне воды в трехфазном разделителе 25, при превышении температуры воды, сверх установленной нормы, например, 60°С, и прекращается при понижении до установленной нормы, например, 30°С. Вытеснение воды из емкости 36 происходит поддавливанием газа из сепаратора 21, через трубопровод 38.
Таким образом, за счет ввода трехфазного разделителя смеси вода-нефть-газ между трехфазным сепаратором газ-нефть-вода первой ступени сепарации и насосом, подающим воду в жидкосто-газовый эжектор, происходит доочистка воды от нефти и газа. За счет рециркуляции воды из газожидкостного сепаратора, расположенного на выходе эжектора, в трехфазный разделитель происходит подпитка разделителя водой, необходимая в случае меньшего расхода воды на выходе трехфазного сепаратора, чем расход насосного агрегата. За счет подпитки очищенной, охлажденной водой из отдельной емкости происходит регулирование температуры воды, нагреваемой в насосном агрегате. Вытеснение воды из отдельной емкости происходит за счет газа, имеющего более высокое давление, чем жидкость, поступающая из разделителя.