УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫВОДА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗА ИЗ АППАРАТА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ИХ СМЕСЕЙ

УСТРОЙСТВО для ВЫВОДА ЖИДКОСТЕЙ и ГАЗА ИЗ АППАРАТА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ИХ СМЕСЕЙ
Решение относится к области разделения многофазных жидких систем и может быть использовано в нефтяной, нефтегазовой и нефтехимической отраслях промышленности и предназначено для установки в аппаратах для разделения многофазных несмешивающихся газожидкостных смесей, жидкостей.
Известны устройства для вывода отделившихся фаз, выполненные в виде перфорированных труб (кн. К.С.Каспарьянц и др. Процессы и аппараты для объектов промысловой подготовки нефти и газа. М. Недра. 1977г., стр.155). Это наиболее часто применяемые конструкции. Они просты в изготовлении и довольно надежны, но не обеспечивают равномерного отвода отделившейся жидкости из объёма аппарата для разделения фаз, т.к. не создают необходимых условий работы аппарата по жидкости, а именно - в объеме аппарата образуются застойные зоны. В результате снижается его рабочий объем и его производительность, ухудшается качество отделившихся фаз.
Для снижения влияния этого недостатка было сконструировано устройство для вывода отделившихся фаз из аппарата (а.с. СССР N 1768219, МПК 5 В 01 Д 17/032, БИ N 38, 1992г.), в котором перфорированаая труба
МПК 6 в 01 Д 17/00
выполнена в виде телескопически установленных труб. Устройство позволяет создать по объему аппарата условия, увеличивающие работающую часть объема и соответственно фактическое время пребывания смеси в аппарате за счёт уменьшения объема застойных зон. Однако это устройство устраняет недостатки лишь частично, застойные зоны остаются и их влияние достаточно велико, а качество отделившихся фаз падает.
Наиболее близким к предлагаемому решению по конструкции и действию является устройство для вывода отделившихся жидкостей, включающее неперфорированную центральную отводящую трубу с перфорированными трубчатыми ответвтлениями для сбора отделившихся жидкостей в аппаратах для разделения их смесей, принятый за прототип, (а.с. СССР N 1271537, МПК 4 В 01 Д 17/02, БИ N 43, 1986г.; или кн. К.С.Каспарьянц и др. Процессы и аппараты для объектов промысловой подготовки нефти и газа, М. Недра, 1977г., стр. 118). В этом устройстве также предпринята попытка организации более эффективной работы аппарата для разделения жидкостей без образования застойных зон, т.е. повышения его производительности и качества разделившихся жидкостей. Однако, в результате внедрения было установлено, что влияние этих недостатков в конструкции лишь снижено, но не устранено.
Задачей является создание такого конструктивного
- 2 - 3
решения устройства для вывода отделившихся жидкостей, которое позволило бы равномерно задействовать объем аппарата и при этом было бы простым в изготовлении и эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для вывода жидкостей и газа, включающем неперфорированную центральную отводящую трубу с перфорированными трубными ответвлениями для сбора разделившихся жидкостей и газа, центральная отводящая труба снабжена Т-образноразветвляющимися неперфорированными отводами, а перфорированные ответвления подсоединены своими серединами к концам последних отводов и заглушены по торцами. При этом, число разветвлений неперфорированных отводов равно 2 ,
где п - целое число больше единицы, а перфорированные трубные ответвления равномерно распределены в плоскости сбора и вывода разделившихся жидкостей и газа из аппарата. Такая конструкция выравнивает длину пути, по которому выводятся жидкости и газ, сводит к минимуму разницу в его длине для разных точек сбора жидкости (за счет неперфорированных отводов). В большеобъемных аппаратах в конструкцию устройства включают дополнительные участки неперфорированных отводов в виде разветвтлений от основного отвода, т.е. увеличивают количество ответвлений. Это обеспечивает равномерную работу всех перфорированных сборников жидкости и расход жидкости через каждый из них
п
практически одинаков. Это и позволяет свести к минимуму застойные зоны, повысить производительность аппарата и качество отделившихся фаз.
На фиг.1 представлен поперечный разрез горизонтального аппарата по месту расположения предлагаемого устройства, на фиг.2 - узел сбора легкой фазы и график расхода жидкости через него. На фиг. 3 показан вариант расположения устройств вывода в вертикальном большеобъёмном аппарате.
Устройство состоит из установленного в аппарате 1 штуцера 2 вывода отделившейся легкой фазы и тяжелой 3, Т-образносоединенных каждый со своими центральными неперфорированными трубами 4. К трубам 4 подсоединенны неперфорированные отводы 5, промежуточные неперфорированные отводы 6 и перфорированные ответвления 7 сбора отделившейся жидкости. Аппарат снабжен также штуцером ввода эмульсии в аппарат 8 и распределителем для нее 9.
Устройство работает следующим образом. В аппарат 1 через штуцер 8 и рапределитель 9 поступает газоводонефтяная смесь на разделение. Под действием силы тяжести на дно аппарата оседает вода, а легкая нефтяная фаза поднимается вверх аппарата. Для их сбора в нем установлены устройства вывода воды - с перфорацией, обращённой в низ аппарата, и нефти - с перфорацией, обращённой к верху аппарата. Устройства работают
- 4 аналогично друг другу. Нефть (вода) через перфорационные отверстия поступает в перфорированные ответвления 7 устройства вывода, затем через Т-образно разветвтляющиеся неперфорированные отводы 6 и 5 и концы центральной трубы 4 поступает в соединенный с ее серединой штуцер 2(3) вывода отделившейся фазы из аппарата (нефти или воды) . Описанная последовательность движения отделившейся фазы по трубным отводам устройства вывода отделившейся фазы позволяет уравновесить условия отбора ее в разных точках аппарата, обеспечить равномерность их отвода, соответствуюшую графику на фиг.2, и ликвидацию застойных зон.
Все камеры сбора разделившихся жидкосей и газа выполнены одного размера, формы и объема, т.е. легко заменяются, и равномерно распределены внутри объемов разделившихся фаз. Следовательно, каждая из них имеет одинаковые по объему зоны отбора нефти (воды). Камеры сбора разделившихся фаз равноудалены от своих штуцеров вывода, длины участков трубопроводов и их диаметры от каждой камеры сбора разделившихся фаз до соответствующих штуцеров вывода жидкости равны между собой. Соответствующие промежуточные точки объединения (смешения) потоков нефти (воды) в устройстве также равноудалены от штуцеров вывода нефти (воды). Такая конструкция создает условия равенства перепадов между давлением в камерах
- 5 сбора разделившихся фаз и в соответствующих им штуцерах, что обуславливает равенство объемов нефти (воды), поступающих в каждую камеру сбора разделившихся фаз.
В процессе промысловых испытаний устройства вывода разделившихся несмешивающихся жидкостей из аппарата-разделителя на нефтяных месторождениях Самарской области, лучший результат был получен при его работе совместно с устройством ввода газожидкостной смеси в конкретный аппарат-разделитель, защищенным патентом РФ N 2126707 на изобретение Аппарат для подготовки нефти.
Устройство может быть использовано в газожидкостном сепараторе для отбора газовой фазы.
Результаты сравнительных испытаний устройств вывода разделившихся жидкостей, одно из которых выполнено по прототипу, а второе - предлагаемое, приведены в таблице.
Как видно из таблицы, процесс вывода разделившихся жидкостей с использованием прототипа производится при температуре 40-50 град.С, с использованием предлагаемого устройства при температуре 20-25 град.С, позволяет большую часть года вести процесс без подогрева или с минимальным ( на 2-5 град.С ) подогревом в самое холодное время года; остаточная обводнённость нефти в известном варианте снижается до 15 - 30 % об., а в предлагаемом - 1,5 % об., следовательно, в 10-20 раз улучшается про- 6 цесс разделения; содержание нефти в сточной воде снижается в 2-3 раза; расход деэмульгатора при разделении смеси нефти и воды в предлагаемом варианте составляет 100 г/т нефти, что в 2,2 раза ниже, чем в известном варианте.
- 1 Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для вывода жидкостей из аппарата для разделения их смесей слагается за счёт снижения температуры процесса разделения с 40-50 до 20-25 град.С, т.е. в 2 раза; получения остаточной обводнённости нефти до 1,5 % об., что в 10-20 раз лучше, чем при применении известного устройства, а также в результате снижения количества деэмульгатора в 2,2 раза и снижения содержания нефти в сточной воде в 2-3 раза, что позволяет уменьшить объём аппаратов для её очистки.
- 8