ЭЛЕКТРОДЕГИДРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕФТЕВОДОГАЗОВОЙ СМЕСИ

Полезная модель относится к оборудованию для промысловой подготовки нефти и может быть использована для глубокого обезвоживания и обессоливания нефти на установках ее промысловой подготовки.
Добываемая нефть практически всегда содержит попутный нефтяной газ, количество которого увеличивается при нагреве нефти перед ее подачей в электродегидратор для отделения воды с содержащимися в ней солями. Наличие газа в электрическом поле крайне нежелательно по двум причинам. Во-первых, процесс отделения воды от нефти в присутствии газа крайне неэффективен из-за процесса окклюзии, когда пузырек газа садится на капельку воды и та не тонет в нефти. Во-вторых, во всех электродегидраторах при наличии газовой шапки в аппарате происходит блокировка подачи напряжения на электроды, поскольку в этой шапке в моменты пуска и остановки аппарата может содержаться воздух, образующий с нефтяным газом взрывоопасную смесь, и существует опасность взрыва при проскоке искры с токоведущих частей на заземленный корпус.
По этим причинам при разработке схем промысловой подготовки нефти всегда применяют меры по предотвращению наличия газа в межэлектродном пространстве электродегидратора.
Одной из таких мер является оснащение электродегидратора газоотделительной секцией.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является электродегидратор, содержащий газоотделительную и электроосадительную секции, размещенные в общем корпусе и разделенные поперечной вертикальной перегородкой (К.С. Каспарьянц, Процессы и аппараты для объектов промысловой подготовки нефти и газа» (М.: Недра, 1977 г.), с. 172)
Недостатком такого аппарата является невысокая технологическая эффективность, связанная с тем, что в электрическом поле в электроосадительной секции структура нефти упорядочивается и из нее выделяются микропузырьки газа, которые "садятся" на капли воды, из-за чего снижается скорость их осаждения в нефти и эффективность процесса разделения. Дополнительное выделение газа в электроосадительной камере возможно только в том случае, когда давление в электроосадительной камере равно или меньше давления в газоотделительной секции.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности процесса разделения нефтеводогазовой смеси и степени обезвоживания нефти и улучшения процесса отстоя воды в камере обезвоживания за счет исключения в ней газовыделения.
Указанный технический результат достигается тем, что в электродегидраторе, включающем горизонтальную камеру дегазации со штуцерами для ввода нефтеводогазовой смеси и вывода газа и горизонтальную камеру обезвоживания с распределителем водонефтяной смеси, выводами обезвоженной нефти и воды и электродной системой, камера дегазации размещена над камерой обезвоживания, причем камеры соединены между собой двумя стояками, один из которых соединяет нижние части камер, а второй соединяет верхние части камер.
Указанный технический результат достигается также тем, что стояки и камеры выполнены с фланцевыми разъемами, разделяющими их на приваренные к корпусам штуцера и соединяющие их съемные участки трубопроводов.
Сущность полезной модели поясняется Фиг. 1-2.
На Фиг. 1 схематически показан продольный разрез предлагаемого двухкамерного электродегидратора для разделения нефтеводогазовой смеси, где: 1 - горизонтальная камера дегазации, 2 - штуцер для ввода исходной смеси, 3 - штуцер для вывода газа, 4 - горизонтальная камера обезвоживания, 5 - распределитель нефтеводяной смеси, 6 - устройство для вывода нефти, 7 - устройство для вывода воды, 8 - жидкостный стояк, 9 - газовый стояк, 10 - электродная система, 11 - трансформатор, 12 - высоковольтный ввод, 13, 14 - фланцевые разъемы.
На фиг. 2 - показан поперечный разрез электродегидратора.
Электродегидратор, схематически представленный на фиг. 1, 2 включает горизонтальную камеру дегазации 1 со штуцерами для ввода исходной смеси 2 и вывода газа 3 и горизонтальную камеру обезвоживания 4 с распределителем нефтеводяной смеси 5, устройствами для вывода нефти 6 и воды 7 и электродной системой 10. Для подвода напряжения к электродной системе на камере 4 установлен трансформатор 11, соединяемый с электродной системой высоковольтным вводом 12. Камера дегазации 1 установлена над камерой обезвоживания 4. Камеры дегазации 1 и обезвоживания 4 связаны жидкостным стояком 8, соединяющим нижние части камер 1 и 4, и газовым стояком 9, соединяющим верхние части камер 1 и 4. Для удобства изготовления, транспортировки и монтажа стояки 8 и 9 выполнены с фланцевыми разъемами, 13 и 14 соответственно, разделяющими их на приваренные к корпусам штуцера и соединяющие их съемные участки трубопроводов.
Газовый стояк 9 необходим для нормального функционирования устройства, исключения образования газовых пробок при колебаниях давления или температуры в системе, при заполнении аппарата жидкостью, для исключения создания вакуума при опорожнении отстойной камеры. Кроме того, газовый стояк 9 может быть приспособлен для установки уровнемера. Условия его работы при размещении в этом стояке лучше, чем при размещении непосредственно в сепарационной камере 1, поскольку в стояке 9 отсутствует движение жидкости, вносящее возмущение и искажение в показания прибора.
Предлагаемый электродегидратор работает следующим образом.
Исходную нефтеводогазовую смесь вводят в верхнюю камеру 1 через штуцер 2. В этой камере за счет поддержания постоянного уровня жидкости и давления в газовом объеме происходит дегазация нефти. Дегазированная в камере 1 нефть перетекает по стояку 9 в камеру обезвоживания 4. Через распределитель 5 она попадает в объем камеры, где в процессе вертикального восходящего движения нефти из нее осаждаются капли воды. Особенно интенсивно этот процесс идет во время прохождения потоком нефти области электрического поля в межэлектродном пространстве электродной системы 10 вблизи и несколько выше уровня горизонтальной оси аппарата, где скорость подъема минимальна.
Осевшую воду собирают и выводят из нижней части аппарата через устройство для вывода воды 7, а обезвоженную нефть собирают и выводят из верхней части аппарата с помощью нефтесборной системы 6. В электродегидраторах обычно достигается высокая степень обезвоживания нефти: остаточное содержание воды в нефти на выходе аппарата составляет сотые или несколько десятых долей процента.
В предлагаемом электродегидраторее высокие показатели работы обеспечиваются тем, что газосепарационная камера выполнена в отдельном корпусе, поднятом над камерой обезвоживания и соединена с последней жидкостным и газовым стояками. Благодаря наличию столба жидкости в этих стояках давление в камере обезвоживания выше на давление столба жидкости над каждой точкой камеры и потому исключается газовыделение в камере обезвоживания, ухудшающее процесс отстоя воды.
Таким образом, электродегидратор с описанным выше сочетанием признаков обеспечивает более высокую эффективность глубокого обезвоживания нефти, ее обессоливания или разделения устойчивых эмульсий, чем известные аналоги.