Трубный водоотделитель

Полезная модель относится к области оборудования для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для предварительной обработки продукции нефтяных скважин путем отделения воды от нефти и газа.
Известен трубный водоотделитель, содержащий выполненную из труб наклонную колонну, состоящую из водоотстойной и нефтеотстойной секций, трубопровод подвода газожидкостной смеси, подсоединенный к успокоительному коллектору, обеспечивающему расслоение газожидкостной смеси на газ, нефть и воду, и подсоединенные к колонне трубопроводы отвода нефти, воды и газа, причем успокоительный коллектор подсоединен к боковой поверхности колонны, в котором успокоительный коллектор выполнен прямолинейно, имеет одинаковый диаметр с наклонной колонной и эксцентричный верхний вход газожидкостной смеси, а на выходе дополнительно оснащен патрубком отвода газа в наклонную колонну под прямым углом к ее оси, причем угол наклона наклонной колонны относительно горизонта составляет 4-15° (патент RU № 2135886, кл. F17D 3/14, 1999 г.).
Недостатками данного устройства являются:
- недостаточная интенсивность процесса, так как поступающие нефть и вода сначала разделяются в успокоительном коллекторе, а затем снова смешиваются после входа в наклонную колонну, что ведет к увеличению времени отстоя и снижению качества воды;
- большие габариты, так как успокоительный коллектор имеет одинаковый диаметр с наклонной колонной.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является трубный водоотделитель, содержащий выполненную из труб наклонную колонну, состоящую из водоотстойной и нефтеотстойной секций, трубопровод подвода газожидкостной смеси, подсоединенный к успокоительному коллектору, обеспечивающему расслоение газожидкостной смеси на газ, нефть и воду, и подсоединенные к колонне трубопроводы отвода нефти, воды и газа, причем успокоительный коллектор подсоединен к боковой поверхности колонны, внутри колонны ниже выходного отверстия успокоительного коллектора установлены перегородки, открытые в верхней части, при этом наиболее удаленная от места входа смеси перегородка выполнена с высотой, большей, чем высота остальных перегородок, с образованием кармана между этой перегородкой и выходным отверстием успокоительного коллектора для скапливания поступающей в колонну нефти, а к успокоительному коллектору подсоединен патрубок сброса воды, соединенный с донной частью водоотстойной секции колонны (патент RU № 2291734, кл. B01D 19/00, 2006 г.).
Недостатками данной установки являются недостаточная интенсивность процесса, большие размеры, она способна разделять газожидкостную смесь на нефть и воду при сравнительно небольшом содержании воды, поступающие нефть и вода сначала смешиваются, а затем разделяются, что ведет к увеличению времени отстоя и снижению качества воды.
Предлагаемая полезная модель направлена на повышение интенсивности процесса и уменьшение размеров.
Это достигается тем, что трубный водоотделитель, содержащий выполненную из труб наклонную колонну, трубопровод подвода газожидкостной смеси, подсоединенный к успокоительному коллектору, причем успокоительный коллектор подсоединен к боковой поверхности колонны, трубопроводы отвода воды, нефти и газа, коалесцирующие элементы, в отличие от прототипа он снабжен второй наклонной колонной и вторым трубопроводом для отвода воды, причем обе наклонных колонны соединены вторым концом с трубопроводом для отвода нефти и газа, первый и второй трубопроводы для отвода воды соединены между собой патрубком, а коалесцирующие элементы выполнены в виде спиральных патрубков, соединяющих успокоительный коллектор с наклонными колоннами.
Трубный водоотделитель выполнен в виде модулей, соединяемых между собой в количестве, соответствующем необходимой производительности.
На фиг. 1 представлена схема трубного водоотделителя.
На фиг. 2 показан модуль трубного водоотделителя.
На фиг. 3 приведен пример сборки модульной конструкции трубного водоотделителя.
Наклонные колонны 1 и 2 соединены одним концом с водоотводными трубопроводами 3 и 4, а вторым - с трубопроводом для отвода нефти и газа 5. Водоотводные трубопроводы 3 и 4 соединены между собой патрубком 6. Успокоительный коллектор 7 соединен с наклонными колоннами 1 и 2 коалесцирующими элементами 8 и 9, выполненными в виде спиральных патрубков (фиг. 1).
Водоотводные трубопроводы 10 и 11, трубопровод для отвода нефти и газа 12 и успокоительный коллектор 13 выполнены в виде отрезков трубы одинаковой длины, каждая из которых с обеих сторон снабжена фланцами 14 (фиг. 2). Наклонные колонны 15 и 16 с одной стороны жестко соединены сваркой с трубопроводами 10 и 11, которые в свою очередь, соединены в единую систему патрубком 17. Другие концы колонн 15 и 16 соединены сваркой с трубопроводом 12. Успокоительный коллектор 13 соединяется сваркой с боковыми частями колонн 15 и 16 через патрубки 18 и 19, закрученные в двухвитковые спирали, выполняющие функции коалесцирующих элементов.
Сборка всех перечисленных деталей составляет модуль трубного водоотделителя. Из некоторого числа модулей 20 (фиг. 3) собирается путем болтового соединения фланцев агрегатируемого водоотделителя, число модулей в котором зависит от требуемой производительности. К успокоительному коллектору подводится трубопровод 21 для подачи продукции скважин - газожидкостной смеси. На другом конце агрегата присоединяются трубопровод 22 для сброса воды и трубопровод 23 для вывода нефти и газа.
Трубный водоотделитель работает следующим образом. В успокоительный коллектор 7 (фиг. 1) подается газожидкостная продукция скважин, которая, проходит через спиральные патрубки 8 и 9 в наклонные колонны 1 и 2. Во время прохождения газожидкостной смеси по патрубкам 8 и 9 она подвергается воздействию центробежных сил, что способствует разрушению бронирующих оболочек нефтяных глобул и ускоряет коалесценцию нефти. В колоннах 1 и 2 происходит отделение воды от нефти и газа за счет воздействия гравитации и различной плотности нефти, газа и воды. Вода спускается вниз колонн 1 и 2 и скапливается в водоотводных трубопроводах 3 и 4 с последующим сбросом. Накапливающаяся в процессе отстоя газонасыщенная нефть удаляется через трубопровод 5.
Конструктивно трубный водоотделитель выполняется в виде модульного агрегата, образуемого болтовой сборкой отдельных модулей 20. Количество модулей в общей сборке агрегата определяется исходя из требуемой производительности, которая, в свою очередь, зависит от обводненности продукции скважин (фиг. 3). Модульная конструкция дает возможность повысить универсальность конструкции водоотделителя, легко перестраивая его на различные типы скважинной жидкости. Повышается мобильность агрегата, который можно доставлять к месту эксплуатации в разобранном виде. Все это ведет к уменьшению эксплуатационных затрат, повышает производительность предварительного сброса воды и снижает себестоимость нефтедобычи.