Результат интеллектуальной деятельности: ТРУБНАЯ СЕПАРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Заявляемое изобретение относится к оборудованию для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для разделения продукции скважин на нефть, воду и нефтяной газ в закрытых системах сбора продукции скважин.

Известна трубная сепарационная установка, содержащая колонну с трубопроводами подвода водонефтегазовой смеси и отвода нефти и воды, при этом колонна выполнена из прямолинейного участка трубы и наклонена к горизонтальной поверхности, оба конца колонны заглушены, при этом трубопровод отвода нефти с многофазным насосом соединен с верхней частью колонны [Патент №2215931, F17D 1/14, опубл. 10.11.2003].

Недостатками известного устройства являются:

- ограниченность применения, связанная с тем, что в водонефтегазовой смеси всегда содержится какое-то количество выделившегося газа, который собирается в верхней части колонны (как самый легкий), но если на прием многофазного насоса подавать только газ, то он быстро (за 5-15 минут) выйдет из строя. Поэтому его можно применять только на месторождениях с очень маленьким газовым фактором после специальных мероприятий по ограничению выделения растворенного в нефти газа;

- невозможность отбора части газа для собственного потребления, так как вместе с предварительно очищенной нефтью откачивается весь газ;

- низкое качество очистки нефти, так как приходится отслеживать в основном выделение растворенного в нефти газа и подстраивать под это весь процесс частичной сепарации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является трубная сепарационная установка, содержащая колонну с трубопроводами подвода водонефтегазовой смеси и отвода нефти, воды и нефтяного газа, при этом колонна выполнена составной из соединенных между собой вершинами секций, каждая из которых содержит прямолинейный участок трубы и наклонена к горизонтальной поверхности, трубопровод отвода воды соединен с секциями патрубками отвода воды, секции соединены между собой напрямую или посредством рабочей камеры, нижний конец каждой секции заглушен, при этом диаметры секций выполнены равными или неравными, углы наклона секций выполнены равными или неравными, оси секций расположены в одной или в разных плоскостях, перпендикулярных горизонтальной поверхности, а каждая секция выполнена из одной прямолинейной трубы или из нескольких прямолинейных труб, имеющих разные углы наклона к горизонтальной поверхности, в которой каждая секция содержит патрубок повода водонефтегазовой смеси и патрубок отвода воды, а трубопровод отвода нефтяного газа подсоединен к верхней части колонны [Патент №2285555, B01D 19/00, опубл. 20.10.2006].

Недостатками известного устройства являются:

- ограниченность применения, связанная с тем, что в нем выделяется практически весь растворенный в нефти газ, и поэтому приходится этот газ либо утилизировать на месте (например, путем сжигания в факелах), либо прокладывать специальный газопровод;

- недостаточное качество очистки нефти, так как на нерасчетных режимах возможен отвод нефти с водой.

Решаемой задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности устройства за счет расширения его применимости и повышения качества очистки нефти.

Поставленная задача решается тем, что в трубной сепарационной установке, содержащей колонну с трубопроводами подвода водонефтегазовой смеси и отвода нефти, воды и нефтяного газа, при этом колонна выполнена составной из соединенных между собой вершинами секций, каждая из которых содержит прямолинейный участок трубы и наклонена к горизонтальной поверхности, трубопровод отвода воды соединен с секциями патрубками отвода воды, секции соединены между собой напрямую или посредством рабочей камеры, нижний конец каждой секции заглушен, при этом диаметры секций выполнены равными или неравными, углы наклона секций выполнены равными или неравными, оси секций расположены в одной или в разных плоскостях, перпендикулярных горизонтальной поверхности, а каждая секция выполнена из одной прямолинейной трубы или из нескольких прямолинейных труб, имеющих разные углы наклона к горизонтальной поверхности, при этом трубопровод подвода водонефтегазовой смеси соединен с первой секцией, трубопровод отвода нефти с устройством для откачки нефти, например многофазным насосом, соединен со второй секцией, трубопровод отвода нефтяного газа подсоединен к верхней части первой секции, между первой и второй секциями выполнена перегородка, первая и вторая секции соединены между собой соединительным патрубком. Кроме того, в некоторых случаях трубопровод отвода нефтяного газа может быть оснащен регулирующим устройством, например клапаном. Кроме того, в некоторых случаях в перегородке может быть выполнено соединительное устройство, например задвижка.

Первая секция содержит водоотстойный, нефтеотстойный и газовый участки, а вторая секция - только водоотстойный и нефтеотстойный участки.

Соединение трубопровода повода водонефтегазовой смеси с первой секцией позволяет подавать водонефтегазовую смесь в колонну для последующего разделения на нефть и воду, а также частичного выделения нефтяного газа.

Соединение трубопровода отвода газа с верхней частью первой секции позволяет отбирать газ, частично выделившийся, для собственного потребления.

Соединение трубопровода отвода нефти с устройством для откачки нефти, например многофазным насосом, со второй секцией позволяет отводить нефть вместе с растворенным газом из колонны. Это позволяет обойтись без строительства газопровода, а также компрессора для сжатия газа.

Соединение первой и второй секций соединительным патрубком позволяет подавать во вторую секцию для доочистки нефть вместе с растворенным газом.

Выполнение между первой и второй секциями глухой перегородки позволяет организовать выделение газа только в первой секции в нужном для собственного потребления количестве.

Первая и вторая секция, соединенные соединительным патрубком, представляют сообщающиеся сосуды. Выход соединительного патрубка лучше располагать на границе между водоотстойным и нефтеотстойным участками второй секции, так как на границе «нефть-вода» деление на нефть и воду происходит намного более интенсивно.

Рабочая камера может иметь разную форму в зависимости от условий применения (форму прямой или изогнутой трубы; прямоугольную и т.д.). При этом ее размеры могут быть меньше, равным и или больше относительно диаметров секций.

Оснащение трубопровода отвода газа регулирующим устройством, например клапаном, позволяет регулировать объем отбираемого газа в зависимости от текущих потребностей.

Выполнение в перегородке соединительного устройства, например задвижки, позволяет отводить выделяющийся на нерасчетных режимах газ из второй секции в первую.

Трубная сепарационная установка показана на чертеже.

Трубная сепарационная установка состоит из колонны 1, состоящей из первой 2 и второй 3 секций. К первой секции 2 подсоединен трубопровод подвода водонефтегазовой смеси 4. Трубопровод отвода нефтяного газа 5 подсоединен к верхней части первой секции 2. Трубопровод отвода нефти 6 подсоединен ко второй секции 3. Секции 2 и 3 соединены между собой соединительным патрубком 7. Отвод воды из первой 2 и второй 3 секций производится патрубками отвода воды 8 и 9 соответственно. Между первой 2 и второй 3 секциями установлена перегородка 10. Трубопровод отвода нефти 6 оснащен устройством для откачки нефти 11.

Трубная сепарационная установка работает следующим образом. Водонефтегазовая смесь по трубопроводу подвода водонефтегазовой смеси 4 поступает в первую секцию 2 колонны 1, где происходит ее деление на воду и нефть, а также частичное выделение нефтяного газа. Затем предварительно очищенная нефть вместе с растворенным газом по соединительному патрубку 7 поступает во вторую секцию 3, где продолжается выделение воды из нефти. Очищенная нефть вместе с растворенным газом отводится по трубопроводу отвода нефти 6 при помощи устройства для откачки нефти 11. Одновременно происходит отвод нефтяного газа по трубопроводу отвода газа 5, а также отвод воды из первой 2 и второй 3 секций колонны 1 по патрубкам отвода воды 8 и 9 соответственно. Перегородка 10 препятствует перетеканию жидкости и газа в месте соединения секций 2 и 3.

Таким образом, заявляемая трубная сепарационная установка имеет повышенную эффективность за счет расширения применимости и повышения качества очистки нефти или воды.