трубчатый отстойник-сепаратор

Формула изобретения

Трубчатый отстойник-сепаратор, включающий горизонтальные и вертикальные трубы, патрубки с запорными органами для подвода газожидкостной смеси и отвода нефти, воды и газа, регуляторы уровней, отличающийся тем, что горизонтальные трубы расположены одна над другой, соединены вертикальными трубами с образованием общей полости для отстоя нефти, воды, отделения газа и отдельного отсека для сбора чистой нефти.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано на объектах подготовки нефти на промыслах, а также при очистке сточных вод от нефтепродуктов.

На практике известны трубчатые отстойники-сепараторы. Например, известна сепарационная установка в виде наклонной трубы с патрубками для ввода газожидкостной смеси и вывода нефти, воды и газа /1/. Установка используется только для предварительного разделения нефти, воды и газа, так как не обеспечивает достаточной степени разделения компонентов.

Известны трубчатые отстойники, состоящие из трубных элементов в виде пакета горизонтальных труб, соединенных с общим коллектором при входе жидкости /2/, отстой жидкости происходит в горизонтальных трубах при турбулентном режиме течения, поэтому не достигается хорошее разделение нефти и воды.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности трубчатых отстойников.

Поставленная задача достигается тем, что в известном трубчатом отстойнике, включающем горизонтальные и вертикальные трубы, патрубки с запорными органами для подвода газожидкостной смеси и отвода нефти, воды и газа, регуляторы уровней, горизонтальные трубы расположены одна над другой, соединенные вертикальными трубами с образованием общей полости для отстоя нефти, воды, отделения газа и отдельного отсека для сбора чистой нефти.

При этом создаются благоприятные условия для отстоя эмульсии и отделения газа от жидкости. Организуется движение потока в горизонтальном и вертикальном направлениях, используются одновременно преимущества горизонтальных и вертикальных отстойников, ликвидируются мертвые зоны в отстойнике, повышается производительность аппарата. Разделение точек отбора чистой нефти и воды по высоте позволяет гарантированно удалить чистую нефть и воду отдельно без опасности их повторного смешения на границе их раздела.

Использование комбинации горизонтальных и вертикальных труб, создающих полость для отстоя при горизонтальном и вертикальном направлениях течения жидкости, обеспечивает условия для повышения эффективности трубчатых отстойников.

На чертеже приведена схема предлагаемого трубчатого отстойника-сепаратора.

Устройство содержит нижнюю горизонтальную трубу 1, верхнюю горизонтальную трубу 2, вертикальные трубы 3 и 4, подводящий газожидкостную смесь трубопровод 5 с запорным органом 6, трубопровод 7 для отвода воды с регулируемым запорным органом 8, трубопровод 9 для отвода нефти с регулируемым запорным органом 10, регулятор уровня нефти 11, регулятор уровня границы раздела нефть-вода 12, трубопровод 13 для отвода газа с запорным органом 14.

Горизонтальные трубы 1 и 2, вертикальные трубы 3 и 4 соединены между собой так, что образуют одну общую полость с горизонтальными и вертикальными участками. Вертикальная труба 4 соединена только с верхней горизонтальной трубой 2, а с нижней горизонтальной трубой 1 вертикальная труба 4 не сообщается, таким образом, полость трубы 4 является емкостью для сбора чистой нефти, которая подтекает по верхней горизонтальной трубе 2.

Трубчатый отстойник-сепаратор работает следующим образом.

Газожидкостная смесь по трубопроводу 5 через запорный орган 6 поступает в левый конец нижней горизонтальной трубы 1, а именно под правую вертикальную трубу 3. В начальный момент заполняется нижняя часть полости трубчатого отстойника-сепаратора. При достижении уровня границы раздела нефть-вода до регулируемого уровня регулятора 12 достигается динамический режим работы отстойника, при котором в каждой вертикальной трубе, кроме крайней правой трубы, происходит выравнивание гидростатических столбов жидкости. Естественно, в крайней левой вертикальной трубе нефть накапливается больше, чем в трубе правее, т. к. нефтяная фаза газожидкостной смеси в первую очередь попадает в эту полость, часть водонефтяной эмульсии по нижней горизонтальной трубе попадает во вторую и в последующие вертикальные полости, а более чистая нефтяная фаза движется по верхней горизонтальной трубе тонким слоем, и при этом имеющиеся капельки воды проваливаются при проходе над верхним краем вертикальных труб. Таким образом, водонефтяная смесь, двигаясь по нижней горизонтальной трубе, освобождается от нефти, а двигаясь по верхней горизонтальной трубе, освобождается от воды. При этом в полостях вертикальных труб происходит разделение нефти и воды до нужной кондиции. Качество отстоя легко достигается путем создания необходимого количества вертикальных полостей и создания нормального режима скоростей отбора нефти и воды из отстойника. Режим тонкослойного течения нефти в верхней горизонтальной трубе обеспечивает достаточную степень сепарации нефти, т. е. разделение нефти и газа.

Так как трубчатые отстойники-сепараторы по конструкции более просты и могут быть изготовлены из простых трубных элементов и при использовании предлагаемого технического решения достигается необходимое качество нефти и воды, появляется возможность обустройства объектов подготовки нефти аппаратами более дешевыми с меньшими трудозатратами.

Эффективность такого трубчатого отстойника-сепаратора может быть еще повышена при размещении его под некоторым углом к горизонту, например 15^o, или наклонении в боковую сторону, т. к. появляется коалесцирующий эффект наклонных стенок отстойника при соприкосновении всплывающих капель нефти на верхней стороне и оседающих капель воды на нижней стороне стенки труб.