ОТСТОЙНИК ДЛЯ ВНУТРИПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ К ГОРЯЧЕМУ ОБЕЗВОЖИВАНИЮ
SETTLING RESERVOIR FOR INTRA-FIELD OIL TREATMENT BEFORE HOT DEHYDRATION

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение на нефтепромысле при подготовке нефтяной эмульсии к горячему обезвоживанию.
Известен сепаратор для дегазации и обезвоживания нефти, включающий горизонтальный корпус, нагреватель, поперечные перфорированные перегородки, отстойную секцию, секцию нагрева, патрубки ввода газоводонефтяной эмульсии, вывода газа, воды и нефти. Патрубок ввода газоводонефтяной эмульсии размещен в первой секции сепаратора, нагреватель размещен во второй секции сепаратора, нагреватель выполнен в виде, по крайней мере, двух размещенных один над другим рядов параллельных труб, соединенных по торцам горизонтальными коллекторами, верхний из горизонтальных коллекторов соединен с патрубком ввода теплоносителя, нижний из горизонтальных коллекторов соединен с патрубком вывода теплоносителя, горизонтальные коллекторы соседних по высоте рядов труб соединены друг с другом со стороны, противоположной патрубкам для ввода и вывода теплоносителя, трубы в каждом ряду установлены с уклоном от входного коллектора к выходному, на разделе первой и второй секций сепаратора установлены поперечные перфорированные перегородки, первая из которых перфорирована в верхней части и установлена с зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, а вторая перфорирована в верхней части на меньшую высоту и установлена с большим зазором к нижней образующей корпуса сепаратора, чем первая перегородка, и частично перфорирована в нижней части, патрубок вывода газа размещен в верхней части между перегородками, патрубок вывода воды размещен во второй секции вблизи от перегородок, патрубок вывода нефти размещен в торце второй секции (патент РФ №2206734, кл. Е21В 43/34, опубл. 20.06.2003).
Наиболее близкой к предложенному изобретению по технической сущности является установка для внутрипромысловой подготовки нефти, включающая трехфазный сепаратор, который снабжен дестабилизатором на входе эмульсии в аппарат, и в котором входной патрубок перенесен на нижнюю образующую емкости на расстояние 0,5-1 м от перегородки, над входом эмульсии в аппарат на высоте также 0,5-1 м приварен нижним концом к перегородке и стенкам емкости наклонный желоб, обращенный дном вверх, открытой стороной вниз, нижний конец которого приварен к нефтесливной перегородке и, возможно, к стенкам емкости, верхний конец желоба по верхней образующей не доходит до эллиптического днища емкости на расстоянии 0,5-1 м на высоте, на 0,1-0,2 м выше высоты верхней кромки нефтесливной перегородки для пенистых нефтей или не выше нее для непенистых, нефтеотстойный отсек трехфазного сепаратора в верхней своей части снабжен двумя рядами перегородок с шагом 1,5-2 м: один ряд с нижней кромкой на уровне верхней кромки нефтесливной перегородки, и верхней - на уровне не выше половины просвета над перегородкой, а второй ряд, смещенный относительно первого на 0,3-0,5 шага, имеет форму сегмента с нижней образующей не ниже половины просвета над перегородкой; а при выполнении концевой сепарации в трехфазном сепараторе нефтесливной отсек снабжен пространственным лотком, составленным из трех пересекающихся плоских лотков: продольного, приваренного к верхней кромке перегородки и наклоненного к последней под острым углом, и двух поперечных, симметричных друг другу относительно вертикальной продольной плоскости симметрии емкости, образующих пространственный угол, ребро которого наклонено к горизонтали на угол 10-40 градусов навстречу потоку, при этом нижняя кромка поперечных пластин расположена не выше диаметра емкости, а между продольными и поперечными лотками, перегородкой и стенкой емкости имеются щели для прохождения стекающей нефти (патент РФ №2238403, кл. Е21В 43/34, опубл. 20.10.2004 - прототип).
Общим недостатком известных устройств является невысокая эффективность подготовки нефти, выражающаяся в большом количестве остающихся в нефти примесей воды и твердых взвешенных частиц.
В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности подготовки нефти.
Задача решается тем, что в отстойнике для внутрипромысловой подготовки нефти к горячему обезвоживанию, включающем корпус, узел ввода нефтяной эмульсии, узел вывода нефти и узел вывода пластовой воды, согласно изобретению корпус выполнен цилиндрическим с боковыми сферическими стенками, узел ввода нефтяной эмульсии, узел вывода нефти, узел вывода пластовой воды выполнены в виде горизонтальной трубы, заглушенной с торцев, с вертикальными штуцерами, размещенными асимметрично относительно центра трубы и отстоящими от края трубы на 10-20% ее длины, образуя короткую и длинную стороны трубы, узел ввода нефтяной эмульсии расположен в нижней части корпуса, снабжен вертикальным подводящим патрубком, горизонтальной трубой, расположенной по оси корпуса, перфорированной снизу с боков отверстиями в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы, с коротким концом трубы, расположенным вблизи боковой стенки корпуса, узел вывода нефти расположен в верхней части корпуса, размещен в другой стороне корпуса, снабжен вертикальным отводящим штуцером, горизонтальной трубой меньшего диаметра, чем труба узла ввода нефтяной эмульсии, расположенной по оси корпуса с перфорационными отверстиями сверху с боков в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы, с коротким концом трубы, расположенным вблизи боковой стенки корпуса, узел вывода пластовой воды расположен в нижней части корпуса под узлом вывода нефти, снабжен вертикальным отводящим штуцером, горизонтальной трубой меньшего диаметра, чем труба узла ввода нефтяной эмульсии, расположенной по оси корпуса с перфорационными отверстиями снизу с боков в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы, с коротким концом трубы, расположенным вблизи боковой стенки корпуса.
Сущность изобретения
При внутрипромысловой подготовке нефти к горячему обезвоживанию применяют различные отстойники, дающие неплохой результат по качеству воды при использовании для водоподготовки нефтяной эмульсии с небольшим содержанием солей и твердых взвешенных частиц. В этом случае производят многоступенчатую подготовку в несколько этапов на разных аппаратах. Однако при наличии нефтяной эмульсии с большим количеством солей и твердых взвешенных частиц такой способ оказывается нерациональным с экономической точки зрения и его не применяют. Стараются свести всю водоподготовку к использованию одного аппарата. Однако общим недостатком известных устройств является невысокая эффективность очистки нефти, вызванная наличием нестационарных турбулентных потоков в отстойнике. Турбулентные потоки поддерживают соли и твердые взвешенные частицы в нефти и препятствуют ее очищению. В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности очистки нефти. Задача решается отстойником для внутрипромысловой подготовки нефти к горячему обезвоживанию, представленным на фиг. 1.
На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - корпус, 2 - узел ввода нефтяной эмульсии, 3 - узел вывода нефти, 4 - узел вывода пластовой воды, 5 - патрубок узла ввода нефтяной эмульсии, 6 - цилиндрическая часть корпуса, 7 - боковые сферические стенки, 8 - вертикальный подводящий штуцер узла ввода нефтяной эмульсии, 9 - горизонтальная труба узла ввода нефтяной эмульсии, 10 - перфорационные отверстия, 11 - вертикальный отводящий штуцер узла вывода нефти, 12 - горизонтальная труба узла вывода нефти, 13 - перфорационные отверстия, 14 - вертикальный отводящий штуцер узла вывода пластовой воды, 15 - горизонтальная труба узла вывода пластовой воды, 16 -перфорационные отверстия, 17 - заглушки торцев труб 9, 12 и 15.
Отстойник для внутрипромысловой подготовки нефти к горячему обезвоживанию работает следующим образом.
В нормальном состоянии задвижка (не показана) на вертикальном подводящем штуцере 8 узла ввода нефтяной эмульсии 2 и задвижка (не показана) на вертикальном отводящем штуцере 11 узла вывода нефти 3 открыты. Задвижка (не показана) на вертикальном отводящем штуцере 14 узла вывода пластовой воды 4 закрыта. Нефтяная эмульсия поступает в корпус 1 через узел ввода нефтяной эмульсии 2, т.е. через вертикальный подводящий штуцер 8, патрубок узла ввода нефтяной эмульсии 5, горизонтальную трубу 9 и перфорационные отверстия 10, расслаивается на нефть и пластовую воду, выделяет твердые взвешенные частицы. Нефть скапливается в верхней части корпуса 1 и выводится через узел вывода нефти 3. Пластовая вода без нефти отстаивается снизу корпуса 1. Твердые взвешенные частицы скапливаются на дне корпуса 1. По мере накопления пластовой воды открывают задвижку на вертикальном отводящем штуцере 14 узла вывода пластовой воды 4 и выпускают пластовую воду из корпуса 1. Задвижку закрывают.
Расположение узла ввода нефтяной эмульсии 2 в нижней части корпуса 1, расположение горизонтальной трубы 9 по оси корпуса 1 с перфорационными отверстиями 10 снизу и с боков в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы, с короткой стороной трубы, расположенной вблизи боковой стенки корпуса, приводит к равномерному и плавному распределению нефтяной эмульсии в нижней части корпуса 1, плавному и постепенному растеканию струй жидкости вниз, созданию ламинарного потока вниз, расслоению нефтяной эмульсии на нефть и пластовую воду и выпадению на дно корпуса 1 твердых взвешенных частиц. Расположение перфорационных отверстий 10 снизу и с боков позволяет избегать засорения трубы 9 твердыми взвешенными частицами.
Отделившаяся нефть собирается в верхней части корпуса 1.
При накоплении нефти в верхней части на вертикальном отводящем штуцере 11 узла вывода нефти 3 создается поток нефти в трубу 12.
Наличие горизонтальной трубы 12 меньшего диаметра, чем труба 9 узла ввода нефтяной эмульсии 2, расположение трубы 12 по оси корпуса 1 вблизи другой боковой стенки 7 корпуса 1 с перфорационными отверстиями 13 в верхней части трубы 12 в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы 12, с короткой стороной трубы 12, расположенной вблизи боковой стенки 7 корпуса 1, способствует сбору нефти в месте ее концентрации, плавному отбору нефти с образованием ламинарного потока, исключению забора пластовой воды.
Расположение узла вывода пластовой воды 4 в нижней части корпуса 1 под узлом вывода нефти 3 способствует отбору пластовой воды под границей раздела фаз, снижению концентрации пластовой воды под промежуточными слоями разделяющейся нефтяной эмульсии и способствует более полному отделению нефти от воды. Отнесение узла вывода пластовой воды 4 от узла ввода нефтяной эмульсии 2 увеличивает расстояние от входа до выхода, увеличивает время, а значит и полноту разделения нефтяной эмульсии. Наличие горизонтальной трубы 15 меньшего диаметра, чем труба 9 узла ввода нефтяной эмульсии 2, расположение по оси корпуса 1 с перфорационными отверстиями 16 в нижней части в виде эллипса с длинной осью вдоль трубы 15, с короткой стороной трубы 15, расположенным вблизи боковой стенки 7 корпуса 1 способствует отбору пластовой воды, лишенной нефти, образованию ламинарного потока, исключающего перемешивание нефти и пластовой воды.
В качестве примера конкретного выполнения на фиг. 2 представлен предлагаемый отстойник с конкретными размерами элементов конструкции. Длина отстойника составляет 22 м.
Таким образом, в предложенном отстойнике удается полностью разделить нефтяную эмульсию на нефть и пластовую воду, выделить все твердые взвешенные частицы.
Применение предложенного отстойника позволит решить задачу повышения эффективности подготовки нефти, снизить содержание в нефти воды и твердых взвешенных частиц.