устройство для фазового разделения продукции скважин

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ПРОДУКЦИИ СКВАЖИН, включающее установленную в начальной части конечного участка трубопровода перегородку, выполненную в виде прямоугольной пластины, плавно свернутой по спирали, с горизонтальными участками на входе и выходе эмульсии, при этом ее кромка на выходе повернута на 180^o по отношению к кромке на входе эмульсии, отличающееся тем, что конечный горизонтальный участок перегородки выполнен перфорированным и снабжен соединенной с ней вертикальной перегородкой по всему сечению трубопровода, причем верхняя ее половина перфорирована.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подготовке нефти, в частности к устройствам для фазового разделения продукции скважин, и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

В условиях роста обводненности продукции скважин и применения различных химических реагентов в системе добычи и сбора нефти, осложняющих реологические свойства эмульсии, одним из эффективных методов стабилизации технологических режимов работы установок подготовки нефти является необходимость осуществления процесса предварительного отделения основного объема пластовой воды от нефти перед установками подготовки нефти.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для разрушения водонефтяной эмульсии при транспортировании по трубопроводу, включающее перегородку, выполненную в виде прямоугольной пластины, плавно свернутой по спирали, с горизонтальными участками на входе и выходе эмульсии, при этом ее кромка на выходе повернута на 180^о по отношению к кромке на входе эмульсии.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность процесса разделения продукции скважин на фазы из-за отсутствия тесного контакта части нефти с мелкими каплями пластовой воды с частью нефти с крупными каплями воды и с содержанием свободной воды. Качество товарной нефти при использовании известного устройства характеризуется остаточным содержанием воды 0,6-1,0% и солей - 100 мг/л. Такая нефть относится к группе качества, когда за сдачу 1 т не платится ни штраф, ни прибыль.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса разделения продукции скважин на фазы.

Указанная цель достигается описываемым устройством, включающим в начальной части конечного участка трубопровода перегородку, выполненную в виде прямоугольной пластины, плавно свернутой по спирали, с горизонтальными участками на входе и выходе эмульсии, при этом ее кромка на выходе повернута на 180^о по отношению к кромке на входе эмульсии.

Новым является то, что конечный горизонтальный участок перегородки выполнен перфорированным и снабжен соединенной с ней вертикальной перегородкой по всему сечению трубопровода, причем верхняя ее половина перфорирована.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1.

Устройство состоит из трубопровода 1, спиральной перегородки 2, установленной в центральной его части с начальным горизонтальным участком и конечным горизонтальным перфорированным участком 3; вертикальной перегородки 4, верхняя половина которой перфорирована.

Трубопровод 1 в примере конкретного выполнения устройства был изготовлен из трубы диаметром 1000 мм и длиной 3000 мм. Спиральная перегородка 2 изготовлена из листового материала толщиной 5 мм с диаметром отверстий 20 мм на конечном участке. Вертикальная перегородка 4 изготовлена из листового материала толщиной 16 мм с диаметром отверстий также 20 мм.

Устройство работает следующим образом. Продукцию скважин девонского горизонта в количестве 150 м³/ч с содержанием воды 80%, механических примесей - 0,65% , сульфида железа - 126 мг/л; вязкостью 38 мм²/с и плотностью 898 кг/м³ при 20^оС после обработки в системе сбора деэмульгатором - Дипроксамином 157-65 м в количестве 90 г/т нефти вводили в предлагаемое устройство. При этом в верхнюю зону трубопровода 1 поступала нефть с мелкими каплями воды с размерами 2-30 ммк и в нижнюю - нефть с более крупными каплями с содержанием свободной пластовой воды.

По мере движения потока через устройство нефть с мелкими каплями пластовой нефти (В, см. фиг. 1) переходила из верхней зоны трубопровода 1 в нижнюю, а затем через отверстия перфорированного горизонтального участка 3 спиральной перегородки 2 поступала в верхнюю зону. Нефть с более крупными каплями воды с содержанием свободной воды (Г, см. фиг. 1) из нижней зоны трубопровода 1 поступала в верхнюю зону над конечным горизонтальным участком 3 перегородки 2, где равномерно перемешивалась с нефтью, поступившей через отверстия из нижней зоны трубопровода 1 по всему сечению верхней половины трубопровода (В) за счет повышения скорости движения в стесненном объеме. Эффективному перемешиванию крупных капель воды мелкими способствовало наличие вертикальной перегородки 4 с отверстиями в верхней половине. После выхода эмульсии из перегородки 4 крупные капли воды, находящиеся в верхнем слое, двигаясь в потоке, по мере оседания захватывали мелкие капли воды и тем самым существенно ускоряли процесс их отделения от нефти и оседания в нижнюю зону трубопровода. Время оседания мелких капель воды за счет интенсивного столкновения их со свободной водой и с крупными каплями сокращается в 5-6 раз. По верхней образующей трубы 1 после вертикальной перегородки 4 движется выделившийся от нефти свободный газ.

После предлагаемого устройства поток продукции скважин: выделившийся газ по верхней зоне, предварительно обезвоженная нефть по средней зоне и отделившаяся от нефти свободная вода по нижней зоне трубопровода поступали в следующее устройство для раздельного отбора фаз. Газ направлялся в газосепараторы, вода - на очистку, а нефть для окончательного обезвоживания - на установку подготовки нефти. Качество товарной нефти с применением предлагаемого устройства характеризовалось остаточным содержанием воды не более 0,5% и солей 40 мг/л, что соответствует требованиям высшей группе качества по ГОСТу на сдачу нефти.

Применение предлагаемого устройства позволяет:

повысить эффективность разделения продукции скважин на фазы;

сократить время оседания мелких капель воды с 2-3 раз (прототип) до 5-6 раз (предлагаемое) и соответственно время разделения продукции скважин на фазы;

снизить содержанием остаточной воды в товарной нефти с 0,6-1% (прототип) до 0,5% (предлагаемое) и солей с 100 мг/л (прототип) до 40 мг/л (предлагаемое) и получить экономический эффект за счет сдачи высококачественной товарной нефти.