×
20.01.2015
216.013.2014

СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Группа изобретений относится к нефтедобыче и нефтепереработке. Изобретение касается способа обезвоживания углеводородного сырья, включающего высокочастотную магнитную обработку углеводородного сырья сигналом в формируемом им импульсном магнитном поле. Импульсное магнитное поле формируют вдоль вектора поступательного движения потока. Управление процессом обработки углеводородного сырья осуществляют путем изменения частоты и амплитуды импульсов в зависимости от степени обводненности углеводородного сырья. Изобретение также касается устройства для обезвоживания углеводородного сырья, содержащего индуктор, генератор импульсов и анализатор с чувствительным элементом для определения обводненности углеводородного сырья. Технический результат - повышение качества добываемого углеводородного сырья и эффективности его обезвоживания при минимальных энергетических, временных и аппаратных затратах. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к нефтедобыче и нефтепереработке и может быть использовано при добыче, сборе и подготовке нефти на промыслах в процессе глубокого обезвоживания углеводородного сырья.

Известен способ магнитной обработки жидкости и устройство для его осуществления [патент №2311942, МПК B01D 17/06, опубл. 10.12.2007], заключающийся в том, что магнитную обработку ведут в одну или несколько ступеней. Перед каждой ступенью из трубопровода предварительно удаляют свободный газ и выделившуюся воду. Устройство для магнитной обработки жидкости включает электромагнит в виде обмотки на корпусе из диамагнитного материала, блок питания и управления. В корпусе каждого электромагнита перед его обмоткой установлены патрубки для отвода свободного газа и выделившейся воды из нефтяной эмульсии. Недостатками способа являются дополнительные временные затраты в связи с необходимостью предварительного экспериментального подбора режима для конкретного объекта. Недостатком устройства является сложность осуществления его монтажа.

Известен способ обезвоживания и обессоливания нефти [патент №2160762, МПК C10G 33/00, опубл. 20.12.2000], заключающийся в высокочастотной магнитной обработке нефти сигналом в формируемом им магнитном поле. Сигнал формируют с набором спектральных компонент как результирующий сигнал системы не менее трех источников СВЧ суммированием их выходных сигналов и управлением взаимной связью между ними. Недостатком способа является ограничение его применения границами обводненность нефти не более 10%, что делает невозможным применение его на большинстве месторождений, где обводненность может достигать значения до 90%. Способ предусматривает предварительный подбор значений интегральной мощности экспериментальным путем для каждого типа обрабатываемого образца углеводородного сырья, что требует дополнительных ресурсов. Кроме того, способ невозможно применять непосредственно в процессе добычи углеводородного сырья в скважине. Таким образом, ограниченные функциональные возможности способа отражаются на эффективности обезвоживания добываемого углеводородного сырья. Данное техническое решение принято за прототип способа.

Известно устройство [а.с. №191728, МПК С10, опубл. 26.01.1967] для разрушения нефтяных эмульсий при помощи переменного магнитного поля, состоящее из рабочей камеры с рубашкой, на корпус которой надеты электромагнитные катушки, снабженной шнековым завихрителем. Недостатком этого устройства является невозможность его расположения непосредственно внутри трубы в скважине, отсутствие возможности управления частотой и величиной тока в зависимости от обводненности углеводородного сырья и, как следствие этого, снижение эффективности обезвоживания и качества углеводородного сырья.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является повышение качества добываемого углеводородного сырья и эффективности его обезвоживания при минимальных энергетических, временных и аппаратных затратах.

Техническим результатом группы изобретений является эффективное обезвоживание углеводородного сырья в непрерывном потоке с помощью создания условий для управляемого ускоренного разделения фаз нефть-вода непосредственно в процессе добычи.

Поставленная задача решается способом обезвоживания углеводородного сырья, включающим высокочастотную магнитную обработку углеводородного сырья сигналом в формируемом им магнитном поле, в котором в отличие от прототипа формируют импульсное магнитное поле, а управление процессом обработки углеводородного сырья осуществляют путем изменения частоты и амплитуды импульсов в зависимости от степени обводненности углеводородного сырья.

Согласно изобретению импульсное магнитное поле формируют вдоль вектора поступательного движения потока.

Согласно изобретению обработку проводят в трубе скважины непосредственно в процессе добычи.

Поставленная задача решается также устройством для обезвоживания углеводородного сырья, включающим индуктор в виде однослойной катушки, размещенной на каркасе из немагнитного материала, с плоским ферромагнитным сердечником в форме шнека внутри катушки, генератор импульсов, состоящий из высоковольтного разрядника, блока конденсаторов переменной емкости, выпрямителя напряжения, высоковольтного трансформатора, преобразователя напряжения, системы управления, и анализатор с чувствительным элементом для определения обводненности углеводородного сырья, закрепленным на каркасе индуктора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена функциональная схема устройства для обезвоживания углеводородного сырья.

Устройство содержит индуктор 1, размещенный в трубе 2, генератор импульсов 3 и анализатор 4 с чувствительным элементом для определения обводненности углеводородного сырья 5. Индуктор 1 в виде однослойной катушки выполнен на каркасе из немагнитного материала (не показан). На этом же каркасе находится чувствительный элемент 5 анализатора 4 в виде катушки индуктивности. Внутрь индуктора 1 помещен плоский ферромагнитный сердечник в форме шнека 6. Индуктор 1 электрически соединен с генератором импульсов 3, который включает в себя высоковольтный разрядник 7, соединенный с индуктором 1, блок конденсаторов переменной емкости 8, соединенный с индуктором 1 и с разрядником 7, выпрямитель напряжения 9, связанный с блоком конденсаторов 8, высоковольтный трансформатор 10, вторичная обмотка W2 которого соединена с выпрямителем напряжения 9, преобразователь напряжения 11, связанный с первичной обмоткой W1 высоковольтного трансформатора 10, и систему управления 12, первым выходом которая соединена с преобразователем напряжения 11, вторым выходом - с блоком конденсаторов 8, а входом - с анализатором 4.

Способ осуществляется следующим образом.

Добываемое в скважине углеводородное сырье выкачивается из пласта на поверхность, проходит по трубе 2 через размещенный в ней индуктор 1 и подвергается воздействию импульсного магнитного поля индуктора 1. После включения (подачи электропитания) устройства запускается чувствительный элемент 5 анализатора 4 для определения степени обводненности добываемого углеводородного сырья. Чувствительный элемент 5 анализатора 4 представляет собой катушку индуктивности, находящуюся на каркасе индуктора 1, питающуюся переменным током заданной частоты от анализатора 4. Ток в цепи катушки индуктивности и соответственно потери энергии Pa в катушке зависят от степени обводненности углеводородного сырья и являются информационными параметрами для формирования сигнала, который подается с анализатора 4 в систему управления 12. В зависимости от этого сигнала в системе управления 12 формируется команда управления, которая корректирует величину тока, длительность разряда и периодичность последующих разрядов для передачи на индуктор. С первого выхода системы управления 12 на преобразователь напряжения 11 подается управляющий сигнал, корректирующий напряжение на первичной обмотке W1 высоковольтного трансформатора 10. Высокое напряжение с вторичной обмотки W2 подается через выпрямитель напряжения 9 на блок конденсаторов 8. Со второго выхода системы управления 12 на блок конденсаторов 8 подается управляющий сигнал, изменяющий энергию разряда путем подключения необходимого количества конденсаторов. После полной зарядки подключенных конденсаторов происходит пробой в высоковольтном разряднике 7, и далее в индукторе 1 формируется импульсное магнитное поле, которое непосредственно воздействует на протекающее по трубе 2 углеводородное сырье. Таким образом, изменение величины напряжения и соответственно изменение величины тока на чувствительном элементе 5 анализатора 4 в зависимости от степени обводненности углеводородного сырья являются основой для формирования импульсного магнитного поля индуктора 1, вызывающего обезвоживание обрабатываемого углеводородного сырья. Для усиления эффекта обезвоживания углеводородного сырья в индукторе 1 закреплен плоский ферромагнитный сердечник в форме шнека 6. Режимы работы устройства для обезвоживания углеводородного сырья различаются по количеству подключенных в цепь конденсаторов в блоке 8 в зависимости от степени обводненности углеводородного сырья. При высокой степени обводненности напряженность поля падает по причине поглощения электромагнитного поля (возникновения токов Фуко) индуктора 1 водной частью углеводородного сырья. С целью повышения эффективности работы и поддержания эффективного уровня обезвоживания производится корректировка энергии разряда в контуре разрядника 7. В результате в зоне индуктора 1 поддерживается наиболее эффективное для данного уровня обводненности углеводородного сырья электромагнитное поле. Режим воздействия на углеводородное сырье выбирается в соответствии с полученным на анализатор 4 значением потери энергии Ра с чувствительного элемента анализатора 5 следующим образом.

Потери энергии в чувствительном элементе 5 на вихревые токи, возникающие в водной части углеводородного сырья, определяются по известной формуле [Электротехника: Учебно-методический комплекс. / И.М. Коголь, Г.П. Дубовицкий, В.Н. Бородянко, В.С. Гун, Н.В. Клиначев, В.В. Крымский, А.Я. Эргард, В.А. Яковлев; Под редакцией Н.В. Клиначева. - Offline версия 2.2. - Челябинск, 2008]:

,

где kв - коэффициент, определяемый экспериментально;

fa - частота воздействия;

Bm - максимальная магнитная индукция;

d - толщина листа электротехнической стали сердечника;

ρ - удельное сопротивление материала сердечника.

В роли сердечника в чувствительном элементе 5 выступают глобулы воды, содержащиеся в углеводородном сырье. Поэтому потери энергии, которая поглощается глобулами воды углеводородного сырья, рассчитывают, принимая величины d и ρ как средний диаметр капель воды в углеводородном сырье и удельное сопротивление воды с растворенными в ней солями соответственно.

После того как чувствительный элемент 5 анализатора 4 начинают питать током от анализатора 4 с заданной частотой fa, анализатором 4 считываются потери энергии Ра, возникающие при прохождении тока через чувствительный элемент 5. Для заданной частоты fa 1 кГц и тока 1А замеряемые анализатором 4 потери энергии будут указывать на процент обводненности углеводородного сырья, проходящего по трубе 2 через чувствительный элемент 5 анализатора 4. Согласно проведенным исследованиям:

1) при Ра от 0,001 до 0,22106 минимальное содержание воды в углеводородном сырье находится в диапазоне от 1 до 15% от общего объема сырья, выбирается режим работы с одним включенным в цепь конденсатором (С1);

2) при Ра от 0,22106 до 0,3509 содержание воды в углеводородном сырье находится в диапазоне от 16 до 30% от общего объема сырья, выбирается режим работы с двумя включенными в цепь конденсаторами (С1+С2);

3) при Pa от 0,3509 до 0,55703 содержание воды в углеводородном сырье находится в диапазоне от 31 до 60% от общего объема сырья, выбирается режим работы с тремя включенными в цепь конденсаторами (С1+С2+С3);

4) при Pa от 0,55703 до 0,7778 содержание воды в углеводородном сырье находится в диапазоне от 61 до 99% от общего объема сырья, выбирается режим работы с четырьмя включенными в цепь конденсаторами (C1+С2+С3+С4).

В зависимости от количества подключенных в цепь конденсаторов блока конденсаторов 8 изменяется частота и амплитуда импульсов подаваемого на индуктор 1 сигнала и осуществляется управление процессом обработки в зависимости от степени обводненности поступающего в трубу 2 углеводородного сырья.

Примеры конкретного выполнения

1. В качестве углеводородного сырья использовалась эмульсия Бариновско-Лебяжинского месторождения (УПСВ Утевская, скв. №8) обводненностью 60% от общего объема сырья. Сырье обрабатывалось предложенными способом и устройством. В результате опытов было выявлено, что наиболее эффективное обезвоживание углеводородного сырья происходит в режиме работы трех конденсаторов (С1+С2+С3) при указанном значении обводненности и составило 61,1% от общего объема содержащейся в углеводородном сырье воды.

2. В качестве углеводородного сырья использовалась эмульсия Боровского месторождения обводненностью 30% от общего объема сырья. Сырье обрабатывалось предложенными способом и устройством. В результате опытов было выявлено, что наиболее эффективное обезвоживание углеводородного сырья происходит в режиме работы двух конденсаторов (С1+С2) при указанном значении обводненности и составило 77% от общего объема содержащейся в углеводородном сырье воды.

В известных авторам источниках патентной и научно-технической информации не описано способов обезвоживания углеводородного сырья, позволяющего с минимальными временными и энергетическими затратами и минимальным аппаратным вмешательством осуществить отделение воды в процессе добычи непосредственно в скважине, не нарушая и не прерывая его.

Таким образом, предлагаемая группа изобретений реализуема практически и обладает следующими преимуществами.

1. Способ позволяет осуществить выбор режима воздействия в зависимости от степени обводненности углеводородного сырья непосредственно в процессе его добычи.

2. Устройство для обезвоживания углеводородного сырья обладает возможностью формирования импульсного магнитного поля с различными параметрами в автоматическом режиме посредством системы управления.

3. Размещение индуктора непосредственно в потоке углеводородного сырья позволяет существенно повысить эффективность процесса обезвоживания углеводородного сырья в связи с увеличением интенсивности воздействия.

Предлагаемая группа изобретений обеспечивает эффективное обезвоживание углеводородного сырья в непрерывном потоке с помощью создания условий для управляемого ускоренного разделения фаз нефть-вода непосредственно в процессе добычи.


СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 18.
20.07.2013
№216.012.5770

Способ газлифтной добычи нефти с использованием энергии горения попутного нефтяного газа в скважине

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений с применением газлифтных способов эксплуатации скважин. Обеспечивает возможность повышения производительности, сокращения расхода электроэнергии, управления процессом добычи и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487992
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.07.2013
№216.012.5772

Система управления добычей углеводородного сырья

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может использоваться в скважинных установках электроцентробежных насосов - УЭЦН для контроля текущих характеристик погружных электродвигателей - ПЭД и нефтяных пластов. Обеспечивает повышение надежности работы устройства и его упрощение....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487994
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d8d

Система передачи данных для мониторинга за процессом добычи углеводородов

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, в частности к методам и средствам мониторинга текущего состояния технологического процесса добычи углеводородов. Система содержит наземную часть в виде наземного блока телеметрической системы установки электроцентробежного насоса и скважинную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489570
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.09.2014
№216.012.f96c

Способ электромагнитного воздействия на скважинное пространство при добыче углеводородного сырья

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для увеличения объема откачиваемого флюида, повышения коэффициента извлечения нефти, ее дебита, а также для уменьшения выпадения на элементах скважинного пространства естественных гидратных и гидрато-углеводородных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529689
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.09.2015
№216.013.7ca8

Способ добычи высоковязкой нефти с применением электронагрева и подачи химического реагента в заданную точку скважины

Изобретение относится к области нефтедобычи, а именно к способу добычи высоковязкой нефти. Технический результат - увеличение дебета скважины по добыче высоковязкой нефти за счет снижения кинематической вязкости добываемой нефти, увеличение межремонтного интервала насосного оборудования за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563509
Дата охранного документа: 20.09.2015
10.10.2015
№216.013.81da

Способ рекультивации земель, занятых шламовыми амбарами

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Для рекультивации земель, занятых шламовыми амбарами, в отходы бурения вносят добавку из расчета 50% от их объема, после чего производят ее размешивание по всему объему отходов. Далее в амбар засыпают выравнивающие слои, обеспечивающие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564839
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.12.2015
№216.013.9952

Электромагнитный излучатель, устройство и способ ингибирования образования отложений и коррозии скважинного оборудования

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к ингибированию образования отложений и коррозии скважинного оборудования. Установка включает электромагнитный излучатель, двухканальный генератор, электронный блок управления, имеющий выход, подключенный к входу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570870
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.12.2015
№216.013.9b7e

Способ получения полимерных продуктов, содержащих в составе макромолекул незамещенные циклопропановые группы

Изобретение относится к способу получения полимерных продуктов с незамещенными циклопропановыми группами общей формулы (1): где (a+b):(c+d)=60-95:5-40 мол.%. Способ заключается во взаимодействии 1,2-полибутадиена атактического строения с диазосоединением в среде метиленхлорида в присутствии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571431
Дата охранного документа: 20.12.2015
27.03.2016
№216.014.c88f

Бактерицид от сульфатвосстанавливающих бактерий в минерализованных водных средах

Изобретение относится к области защиты металлов в нефтяной отрасли от микробиологической коррозии. Предложено применение в качестве бактерицида для подавления сульфатвосстанавливающих бактерий в минерализованных водных средах гидрохлорида N-аллил-N-(1-метил-2-бутенильного) производных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578313
Дата охранного документа: 27.03.2016
13.01.2017
№217.015.7f84

Управляемый электромагнитный протектор скважинной установки электропогружного насоса

Изобретение относится к нефтегазодобывающей области, в частности к методам и средствам защиты скважинных установок универсальных электропогружных насосов (УЭПН) при добыче углеводородного сырья. Техническим результатом является повышение эффективности работы электромагнитного протектора при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599893
Дата охранного документа: 20.10.2016
Показаны записи 1-10 из 27.
20.07.2013
№216.012.5770

Способ газлифтной добычи нефти с использованием энергии горения попутного нефтяного газа в скважине

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений с применением газлифтных способов эксплуатации скважин. Обеспечивает возможность повышения производительности, сокращения расхода электроэнергии, управления процессом добычи и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487992
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.07.2013
№216.012.5772

Система управления добычей углеводородного сырья

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может использоваться в скважинных установках электроцентробежных насосов - УЭЦН для контроля текущих характеристик погружных электродвигателей - ПЭД и нефтяных пластов. Обеспечивает повышение надежности работы устройства и его упрощение....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487994
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d8d

Система передачи данных для мониторинга за процессом добычи углеводородов

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, в частности к методам и средствам мониторинга текущего состояния технологического процесса добычи углеводородов. Система содержит наземную часть в виде наземного блока телеметрической системы установки электроцентробежного насоса и скважинную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489570
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.09.2014
№216.012.f96c

Способ электромагнитного воздействия на скважинное пространство при добыче углеводородного сырья

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для увеличения объема откачиваемого флюида, повышения коэффициента извлечения нефти, ее дебита, а также для уменьшения выпадения на элементах скважинного пространства естественных гидратных и гидрато-углеводородных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529689
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.09.2015
№216.013.7ca8

Способ добычи высоковязкой нефти с применением электронагрева и подачи химического реагента в заданную точку скважины

Изобретение относится к области нефтедобычи, а именно к способу добычи высоковязкой нефти. Технический результат - увеличение дебета скважины по добыче высоковязкой нефти за счет снижения кинематической вязкости добываемой нефти, увеличение межремонтного интервала насосного оборудования за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563509
Дата охранного документа: 20.09.2015
10.10.2015
№216.013.81da

Способ рекультивации земель, занятых шламовыми амбарами

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Для рекультивации земель, занятых шламовыми амбарами, в отходы бурения вносят добавку из расчета 50% от их объема, после чего производят ее размешивание по всему объему отходов. Далее в амбар засыпают выравнивающие слои, обеспечивающие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564839
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.12.2015
№216.013.9952

Электромагнитный излучатель, устройство и способ ингибирования образования отложений и коррозии скважинного оборудования

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к ингибированию образования отложений и коррозии скважинного оборудования. Установка включает электромагнитный излучатель, двухканальный генератор, электронный блок управления, имеющий выход, подключенный к входу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570870
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.12.2015
№216.013.9b7e

Способ получения полимерных продуктов, содержащих в составе макромолекул незамещенные циклопропановые группы

Изобретение относится к способу получения полимерных продуктов с незамещенными циклопропановыми группами общей формулы (1): где (a+b):(c+d)=60-95:5-40 мол.%. Способ заключается во взаимодействии 1,2-полибутадиена атактического строения с диазосоединением в среде метиленхлорида в присутствии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571431
Дата охранного документа: 20.12.2015
27.03.2016
№216.014.c88f

Бактерицид от сульфатвосстанавливающих бактерий в минерализованных водных средах

Изобретение относится к области защиты металлов в нефтяной отрасли от микробиологической коррозии. Предложено применение в качестве бактерицида для подавления сульфатвосстанавливающих бактерий в минерализованных водных средах гидрохлорида N-аллил-N-(1-метил-2-бутенильного) производных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578313
Дата охранного документа: 27.03.2016
13.01.2017
№217.015.7f84

Управляемый электромагнитный протектор скважинной установки электропогружного насоса

Изобретение относится к нефтегазодобывающей области, в частности к методам и средствам защиты скважинных установок универсальных электропогружных насосов (УЭПН) при добыче углеводородного сырья. Техническим результатом является повышение эффективности работы электромагнитного протектора при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599893
Дата охранного документа: 20.10.2016
+ добавить свой РИД