Устройство для сепарации пластовой воды от нефтепродуктов

Полезная модель относится к аппаратам для сепарации и может быть использована в различных отраслях нефтеперерабатывающей промышленности для разделения смесей жидкости и газа. Разработанная конструкция обеспечивает концевую сепарацию пластовой воды, ее очистку от нефтепродуктов и механических примесей, равномерное бесперебойное поступление пластовой воды на насосное оборудование.
Известна установка для обезвоживания и обессоливания нефти (патент на изобретение РФ №2302281) включающая отстойник, в котором размещены последовательно расположенные вертикальные перегородки, выполненные из просечно-вытяжного листа. Перегородка до границы раздела фаз "нефть-вода" выполнена вертикальной и далее с уклоном в сторону входа водонефтяной эмульсии. За перегородками размещен коалесцирующий пакет, перекрывающий рабочее сечение отстойника. Установка содержит смеситель со смесительной вставкой, выполненной в виде обращенных друг другу меньшими основаниями усеченных полых конусов, соединенных по меньшим основаниям. Недостатком данной установки является сложность контрукции и эксплуатации, вызваннная наличием глухих перегородок, одним каолесцирующим пакетом для очистки нефти от воды.
Известна установка для сепарации пластовой воды от нефтепродуктов, содержащая горизонтальную цилиндрическую емкость с узлами ввода газожидкостной смеси (ГЖС), отводов воды и пленочной нефти и коалесцирующее устройство (патент РФ №2568663, кл. Е21В 43/34, опубл. 20.11.2015). Основным недостатком недостаточная интенсификация процесса очистки пластовой воды от механических примесей и остаточных нефтепродуктов.
Технической проблемой является устранение отмеченного недостатка. Технический результат заключается в повышении интенсификации процесса
очистки пластовой воды от остаточных нефтепродуктов и механических примесей и обеспечении равномерного бесперебойного поступления пластовой воды на насосное оборудование.
Проблема решается, а технический результат обеспечивается тем, что устройство для сепарации пластовой воды от нефтепродуктов содержит горизонтальную цилиндрическую емкость с узлами ввода ГЖС, отводов воды и пленочной нефти и коалесцирующее устройство, выполненное в виде последовательно размещенных фильтра тонкослойного течения, состоящего из четырех секций, каждая из которых представляет собой набор пластин, установленных под углом 45° к горизонтальной плоскости и перпендикулярно плоскости поперечного сечения емкости, и фильтра тонкослойного течения, состоящего из параллельных труб с олеофильной поверхностью, установленных по направлению потока.
На чертеже представлено схематическое изображение предлагаемого устройства, где
1. - узел ввода ГЖС;
2. - фильтр тонкослойного течения (пластинчатый);
3. - фильтр тонкослойного течения (трубный);
4. - узел отвода пленочной нефти;
5. - узел отвода воды;
6. - узел гидравлического сопротивления.
Устройство для сепарации пластовой воды от нефтепродуктов содержит горизонтальную цилиндрическую емкость с узлами ввода ГЖС 1, отводов воды 5 и пленочной нефти 4 и коалесцирующее устройство, выполненное в виде последовательно размещенных фильтров тонкослойного течения 2 и 3. Узел ввода ГЖС 1 предназначен для равномерного распределения поступающего с сепаратора потока газожидкостной смеси внутри емкости. Конструкция узла обеспечивает снижение вероятности возникновения турбулентных завихрений в аппарате, вызванных интенсивным
гидродинамическим воздействием жидкостей поступающих в устройство.
Общий вид каолисцирующего устройства представлен на фиг. 2.
Фильтр тонкослойного течения (пластинчатый) 2 предназначен для повышения интенсивности процесса коагуляции капель нефти, седиментации механических примесей и сепарации газа. Фильтр тонкослойного течения (пластинчатый) состоит из 4 основных секций (секция А - 4 шт, секция Б - 8 шт, секция В - 2 шт и секция Г - 2 шт), каждая из которых является набором пластин различной конструкции, установленных под углом 45° к горизонтальной плоскости и перпендикулярно плоскости поперечного сечения емкости. При установке пластин со средней площадью одной пластины не менее 0,52 м под данным углом давление в системе остается неизменным, однако сопротивление осаждающихся капель воды и всплывающих капель нефти минимизируется. За счет разности плотностей осаждающаяся капля воды попадает на внешнюю поверхность пластины, где происходит ее укрупнения за счет слияния с другими каплями воды и скольжение вниз по поверхности платины. С обратной стороны пластины тот же процесс происходит с всплывающей каплей нефти. В ходе движения потока по фильтру тонкослойного течения (пластинчатому) интенсифицируется коагуляция между всплывающими каплями нефти и осаждающимися каплями воды.
Фильтр тонкослойного течения 3 (трубный) предназначен для обеспечения высокой эффективности крупно и мелкодисперсных капель нефти, находящихся в потоке очищаемой воды. Фильтр тонкослойного течения 3 (трубный) состоит из труб с олеофильной поверхностью, установленных по направлению потока. При движении потока очищаемой воды по межтрубному пространству происходит налипание капель нефти на поверхности стенок труб. С течением времени капли нефти увеличиваются и, накапливая необходимую энергию, отрываются и всплывают, формирую слой уловленной нефти, занимающий верхнее граничное положение в корпусе устройства.
Узел (маточник) отвода пленочной нефти 4 предназначен для отвода из установки нефти отделенной от очищаемой воды. Отделенная нефть, ввиду
более низкой плотности, занимает верхнее граничное положение в корпусе устройства, откуда отводится через маточник отвода пленочной нефти.
Узел гидравлического сопротивления 6 предназначен для минимизации риска вывода пластовой воды изустройство через маточник отвода пленочной нефти и состоит из перфорированных цилиндрическими отверстиями пластин полипропилена и крепежных элементов. Узел гидравлического сопротивления формирует искусственную преграду, обеспечивающую снижение риска вывода уже отделенной и подготовленной воды из устройства через узел (маточник) отвода пленочной нефти.