Нефтегазосепаратор
OIL AND GAS SEPARATOR

Заявленное техническое решение относится к устройствам для сепарации сырой нефти на нефтяную и газовую фракции, и может быть использовано в нефтегазодобывающей отрасли при подготовке нефти и газа на промыслах и в нефтегазоперерабатывающей промышленности в составе различных установок.
Известно устройство для сепарации газонефтяной смеси, содержащее емкость, снабженную штуцерами для подвода газонефтяной смеси и раздельного отвода нефти и газа, размещенные в емкости наклонные сливные полки, которые в нижней части снабжены перфорированными пластинами (авторское свидетельство СССР №780849, опубликовано 23.11.1980).
Известен нефтегазосепаратор, включающий горизонтальную емкость, с входным и выходными патрубками продукции скважин, внутри которой установлена перегородка, разделяющая ее на две части и сливную полку для сепарации газа и нефти (патент РФ №2250128, опубликовано 27.03.2004).
Известен нефтегазовый сепаратор, включающий в себя емкость, штуцер ввода нефтегазовой смеси, штуцер вывода газа, штуцер вывода нефти, распределительное устройство, сливные полки, днища которых изготовлены из перфорированного листа или металлической сетки (патент РФ №54526, опубликовано 10.07.2006).
Известен также нефтегазосепаратор, включающий емкость с патрубком подвода нефтегазовой смеси и патрубки отвода нефтяной и газовой фракций, установленные внутри емкости элементы для выделения газа из нефти в виде сливных полок (авторское свидетельство СССР №1247040, опубликовано 30.07.1986). Для увеличения времени пребывания нефтегазовой смеси на сливных полках, последние выполнены поперечно гофрированными, причем выступы и впадины гофр образованы сопрягаемыми дугами одного радиуса
Недостатком известных технических решений является малая эффективность сепарации, обусловленная низкой степенью сепарации из-за применяемого способа сепарации путем замедления течения нефтегазовой смеси на сливных полках, которые обеспечивают разделение на жидкую и газовую фракции.
Техническим результатом заявленного технического решения является повышение степени сепарации путем интенсификации процесса выделения газа из нефтегазовой смеси.
Указанный технический результат достигается тем, что в нефтегазосепараторе, включающем емкость с патрубком подвода нефтегазовой смеси и патрубки отвода нефтяной и газовой фракций, установленные внутри емкости элементы предварительного выделения газа из нефтегазовой смеси, согласно изобретению, в нижней части емкости установлены ультразвуковые излучатели с полусферической излучающей поверхностью.
Такое выполнение нефтегазосепаратора позволяет существенно увеличить интенсивность выделения газа из нефтегазовой смеси, обеспечивая при этом максимальную степень сепарации.
Проведенный заявителем анализ патентной и научно-технической литературы, показал, что предложенное сочетание существенных, в том числе и отличительных признаков заявленного технического решения в известных источниках информации не обнаружено, следовательно, известные технические решения не проявляют тех же свойств, что и заявленный нефтегазосепаратор.
Изобретение поясняется чертежом.
На чертеже показан общий вид предложенного нефтегазосепаратора.
Нефтегазосепаратор включает горизонтальную емкость 1, оснащенную патрубком 2 для подачи нефтегазовой смеси, патрубком 3 для отвода газа и патрубком 4 для выхода нефти. Внутри емкости 1 установлены элементы для предварительного выделения газа из нефтегазовой смеси в виде сливных полок 5 и 6. Конструктивно сливные верхние и нижние полки 5 и 6 выполнены аналогично и представляют из себя набор смежных полок, установленных ступенчато и образуя при этом подобие наклонной поверхности. Для изменения направления движения нефтегазовой смеси сначала по верхним полкам 5, а затем по нижним полкам 6 в емкости 1 установлено распределительное устройство 7, которое позволяет изменить направление движения нефтегазовой смеси в емкости на 180°. В нижней части емкости 1 установлены ультразвуковые излучатели 8 с полусферической излучающей поверхностью. Ультразвуковые излучатели 8 подключены к ультразвуковому генератору 9. Рабочая частота ультразвуковых излучателей 8 и генератора 9 выбираются в диапазоне 27…200 кГц в зависимости от физико-химических свойств нефтегазовой смеси, например, в зависимости от ее кинематической вязкости и плотности.
Кроме того, емкость 1 может быть снабжена различными элементами, которые необходимы для обеспечения полноценного функционирования нефтегазосепаратора, например, каплеотбойниками, штуцерами и муфтами для подсоединения технологических приборов сигнализации и автоматики для регулирования параметров и режимов работы устройства, и другие (условно не показано).
Нефтегазосепаратор работает следующим образом.
Нефтегазовая смесь (продукция скважин) поступает через патрубок 2 во внутреннюю полость емкости 1 и подается на верхние сливные полки 5,. Для увеличения времени и протяженности стекания нефтегазовой смеси по сливным полкам посредством распределительного устройства 7 производится изменение направления движения потока смеси по полкам 5 в емкости 1 на 180°, то есть на полках 6 направление потока нефтегазовой смеси меняется на противоположное.
Предварительно сепарированная нефтегазовая смесь накапливается в нижней части емкости 1, накопленный объем нефтегазовой смеси подвергается воздействию ультразвуковых излучателей 8 с полусферические активные поверхности которых создают комбинацию ультразвуковых полей в направлении свободной поверхности накопленного объема нефти. Воздействие ультразвуковых колебаний на предварительно сепарированную нефтегазовую смесь значительно ускоряет выделение из нее газовой фазы как в свободном, так и растворенном виде, позволяя при этом увеличить степень сепарации до максимально возможного значения.
Выполнение ультразвуковых излучателей 8 с полусферической акустической поверхностью позволяет исключить эффект экранирования верхних слоев пузырьков газа нижним слоем из-за отсутствия возможности появления стоячих волн при распространении сферических волн в вязкой нефтяной среде.
Выделившийся газ отводится через патрубок 3, а освобожденная от газа нефть - через патрубок 4.
Таким образом, применение предложенного нефтегазосепаратора позволяет повысить степень сепарации до максимально возможного значения путем интенсификации процесса выделения газа из нефтегазовой смеси за счет воздействия на нее ультразвуковыми полями.