Результат интеллектуальной деятельности: СЕПАРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения продукции нефтяных скважин на газ, нефть и воду, а также для удаления мехпримесей и пропанта - гранул, используемых для закупоривания трещин при гидравлическом разрыве пласта, попадаемых вместе с нефтью в сепарационную установку.

Известна сепарационная установка, содержащая наклонную колонну, в которой размещены перфорированная решетка, коалесцирующая насадка, перекрывающая рабочее сечение колонны, переливная перегородка, фильтр очистки воды, трубопровод подвода газожидкостной смеси с участком предварительного расслоения, установкой предварительного отбора газа (УПОГ), включающий подъемный участок, горизонтальный и нисходящий участки, и горизонтальный участок трубопровода ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну, при этом трубопровод ввода газожидкостной смеси удлинен патрубком со щелевыми прорезями по верхней и нижней образующей, направленной вверх или вниз вдоль оси наклонной колонны [патент РФ №2296609, Кл. В01D, бюл. №10, 2007 г.].

Недостатком устройства является то, что не обеспечивается эффективное разделение газожидкостной смеси на газ и воду, вследствие пульсации поступающего потока газожидкостной смеси, попадания жидкости в газоотводящие патрубки, а свободного газа - в жидкостный поток.

Наиболее близкой к заявляемой является сепарационная установка, содержащая наклонную колонну, в которой размещены перфорированная решетка, коалесцирующая насадка, перекрывающая рабочее сечение колонны, переливная перегородка, фильтр очистки воды, трубопровод подвода газожидкостной смеси с участком предварительного расслоения, подъемным участком и участком ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну, при этом трубопровод ввода газожидкостной смеси установлен с уклоном и соединен с вертикальной колонной (газоотводящим колпаком), размещенной над вводом газожидкостной смеси в наклонную колонну, к которой присоединен патрубок со щелевыми прорезями, направленный вниз вдоль оси наклонной колонны. Кроме того, в верхней части вертикальной колонны расположен трубопровод отвода газа, который соединен с трубопроводом отвода газа из верха наклонной колонны [патент РФ №2341318, Кл. В01D 19/00, опубл. 20.12.2008 г. Бюл.№35].

Недостатком устройства является невысокая эффективность разделения газожидкостной смеси на газ, нефть и воду, а также очистка воды от мехпримесей до заданного значения.

Технический результат - повышение эффективности разделения газожидкостной смеси на газ, нефть и воду, очистка воды от мехпримесей и пропанта - гранул, используемых для закупоривания трещин при гидравлическом разрыве пласта, подаваемых вместе с нефтью в сепарационную установку, - до заданных значений и возможность варьирования отделения газа нефти и воды из газожидкостной смеси.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной сепарационной установке, включающей наклонную колонну, в которой размещены переливная перегородка, фильтр очистки воды, трубопровод подвода газожидкостной смеси с участком предварительного расслоения, подъемным участком и участком трубопровода ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну, соединенный с газоотводящим колпаком, размещенным на верху наклонной колонны, при этом к газоотводящему колпаку присоединен трубопровод отвода газа, который соединен с трубопроводом отвода газа из верха наклонной колонны, а также трубопровод отвода воды, в трубопровод подвода газожидкостной смеси с участком предварительного расслоения вмонтирован наклонный трубный расширитель, в верхней части которого размещен газоотводящий колпак, к которому присоединен трубопровод отвода газа, при этом в трубном расширителе и наклонной колонне на расстоянии 2/3 их длин от верха колонны размещены перегородки для сбора мехпримесей и пропанта и пескоуловители, кроме того, трубопроводы отвода газа из трубного расширителя и из наклонной колонны соединены между собой и с трубопроводом отвода газожидкостной смеси из наклонной колонны.

Установление трубного расширителя наклонным, так же как и сепарационной колонны наклонной, способствует повышению поверхности раздела фаз, что в конечном итоге обеспечивает более четкое разделение фаз, повышение эффективности разделения ГЖС на газ, нефть и воду.

Размещение перегородок для сбора мехпримесей и пропанта на расстоянии 2/3 длины наклонного трубного расширителя и наклонной колонны обеспечивает наибольшее скопление этих продуктов.

На чертеже показана сепарационная установка.

Сепарационная установка содержит наклонный трубный расширитель 1, который вмонтирован в трубопровод 2 подвода газожидкостной смеси с участком предварительного расслоения, подъемным участком 3 и участком трубопровода 4 ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну 5.

В верхней части трубного расширителя 1 размещен газоотводящий колпак 6, к которому присоединен трубопровод отвода газа 7. Трубный расширитель снабжен также перегородкой 8, размещенной на расстоянии 2/3 длины, и пескоуловителем 9. Трубопровод 2 подвода газожидкостной смеси в наклонную колонну 5 соединен с газоотводящим колпаком 10, размещенным на верху этой колонны. При этом к верхней части колпака присоединен трубопровод 11 отвода газа из наклонной колонны 5. Последний соединен с трубопроводом отвода газа 12 из верха наклонной колонны 5. Наклонная колонна содержит переливную перегородку 13, фильтр очистки воды 14, трубопроводы отвода ГЖС 15 и очищенной воды 16. При этом в наклонной колонне 5 на расстоянии 2/3 длины от ее верха размещена перегородка 17 для задержания мехпримесей и пропанта и пескоуловитель 18. Трубопровод 7 отвода газа из наклонного трубного расширителя 1 и трубопроводы 11 и 12 отвода газа из наклонной колонны 5 соединены между собой и соединены с трубопроводом отвода нефти или ГЖС 15.

По нижней образующей наклонной колонны размещена перфорированная труба 19, к которой присоединены патрубки 20 и 21 подачи воды для размыва мехпримесей и пропанта. К пескоуловителям 9 и 18 присоединены патрубки 20 и 22 для размыва мехпримесей и пропанта соответственно, к ним же присоединены дренажные линии 23 и 24. Внизу наклонной колонны 5 под фильтром 14 размещена дренажная линия 25 для отвода воды. На трубопроводе отвода газа 7 и на участке соединения их между собой и трубопроводом отвода нефти или ГЖС 15 размещены вентили 26, 27 и 28 соответственно. На трубопроводе 12 отвода газа из наклонной колонны установлен вентиль 29.

Сепарационная установка работает следующим образом.

Продукция нефтяных скважин - газожидкостная смесь, содержащая мехпримеси и пропант - гранулы, используемые для закупоривания трещин при гидравлическом разрыве пласта, попадаемые вместе с нефтью в сепарационную установку, поступает по трубопроводу 2 подвода газожидкостной смеси с участком предварительного расслоения в наклонный трубный расширитель 1. При этом газ, отделившийся из газоотводящего колпака 6, отводится по трубопроводу 7. Часть мехпримесей и пропанта задерживается перегородкой 8 в пескоуловителе 9, где размывается водой, подаваемой через патрубок 22, и затем отводится через дренажную линию 23.

Далее ГЖС с остатками мехпримесей и пропанта по подъемному участку 3 и по участку трубопровода 4 ввода ГЖС через газоотводящий колпак 10 поступает в наклонную колонну 5, в которой оставшиеся мехпримеси и пропант, двигаясь вниз, задерживаются переливной перегородкой 17, размываются водой, подаваемой из перфорированной трубы 19, куда вода подается через патрубок 20, и удаляются через пескоуловитель 18 в дренажную линию 24. На окончательный размыв остатков мехпримесей и пропанта вода подается через патрубок 21 в перфорированную трубу 19, при этом отделенные мехпримеси и пропант отводятся по дренажной линии 25. Очищенная и отделенная от мехпримесей и пропанта вода по трубопроводу 16 выводится из наклонной колонны 5 для дальнейшей закачки ее в пласт.

В зависимости от состава ГЖС, от объемного содержания газа в ней предусматривается отбор различных продуктов - газа, воды, нефти или ГЖС. В частности, при отборе газа для направления его потребителю закрывают вентиль 28, открывают вентили 26, 27 и 29. В этом случае из наклонной колонны по трубопроводу 15 отводится нефть.

При невозможности отбора газа для дальнейшего использования газ подается в трубопровод 15 и смешивается с выводимым потоком нефти, образуя ГЖС. Для этого предварительно закрывают вентиль 26, а открывают вентили 27, 28 и 29.

Установка находит промышленное применение на многих нефтедобывающих предприятиях РФ и СНГ.