горизонтальный отстойник для разделения водонефтяной эмульсии

Формула изобретения

Горизонтальный отстойник для разделения водонефтяной эмульсии, содержащий корпус, входной и выходные патрубки, устройство для вывода промежуточного слоя, отличающийся тем, что устройство для вывода промежуточного слоя выполнено в виде сплошной металлической камеры, жестко закрепленной к стенкам горизонтального отстойника и расположенной вдоль внутренней образующей, вне зоны турбулентности потока, при этом камера снизу и сверху оснащена циркуляционными отверстиями, которые перекрываются подпружиненными клапанами, при поступательном движении поршней пневматических цилиндров, установленных перпендикулярно к циркуляционным отверстиям внутри металлической камеры и жестко фиксированных стойками к ее стенкам, причем поршни приводятся в действие за счет давления воздуха, нагнетаемого компрессором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для вывода промежуточного слоя из напорных горизонтальных отстойников на установках подготовки нефти.

Известны различные типы горизонтальных отстойников (см. кн. Лутошкина Г. С. "Сбор и подготовка нефти, газа и воды к транспорту". М., Недра, 1972, с. 195). Использование известных горизонтальных отстойников позволяет, в основном, решить проблему подготовки нефти, в то же время не решая проблемы утилизации промежуточного слоя, поскольку эти отстойники не оснащены устройством для вывода промежуточного слоя.

Для поддержания нормального технологического режима работы установок по подготовке нефти обычно стойкие промежуточные слои из этих отстойников периодически или непрерывно сбрасываются в нефтяные ловушки или специально выделенные для этой цели емкости, где они хранятся в течение длительного времени и откуда после дополнительной обработки деэмульгатором возвращаются в "голову" технологического процесса подготовки нефти. А это в свою очередь приводит к периодическому ухудшению качества подготавливаемой нефти.

Наличие в составе нефтяной эмульсии сульфида железа и других мехпримесей, а также недоразрушенной мелкодисперсной части эмульсии приводит к образованию и накоплению в отстойнике межфазного промежуточного слоя, представляющего собой стойкую и сложную по составу дисперсную систему, которая препятствует процессу отделения пластовой воды и нефти. Присутствие в составе нефтяной эмульсии сульфида железа не только осложняет процесс деэмульсации, но и вызывает повышенную коррозию горизонтальных отстойников и коммуникаций, а также увеличивает количество нефтяных отходов на установках подготовки нефти. Все это требует дополнительных материальных затрат как на подготовку нефти, так и на утилизацию промежуточного слоя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является горизонтальный отстойник (см. патент RU 1820840, В 01 D 17/04 "Аппарат для совместной подготовки нефти и воды", опубл. БИ 21, 1993), содержащий емкость, входные и выходные патрубки, устройство для вывода промежуточного слоя, причем устройство для вывода промежуточного слоя выполнено в виде двух перегородок, прикрепленных наклонно к стенкам емкости с образованием камеры и выполненных из секций, установленных на расстоянии одна от другой, при этом каждая секция снабжена осью противовеса и заслонкой, выполненной с возможностью перекрытия расстояния между секциями перегородки. Отстойник снабжен гидравлической опорой-подъемником, установленным с возможностью перемещения из горизонтального положения в наклонное и снабжен продувочным устройством, расположенным между перегородками.

Известное устройство для подготовки нефти предусматривает вывод промежуточного слоя из отстойника при его наклонном положении продувкой, например, нефтяным газом.

Недостатком известного устройства является то, что в отстойнике должен быть постоянно фиксированный уровень воды. Изменение уровня воды приведет к смещению промежуточного слоя, который при этом не может быть захвачен устройством для вывода промежуточного слоя.

Недостатком данного устройства является также необходимость демонтажа обвязки подводящих и отводящих эмульсию трубопроводов при поднятии отстойника, так как отстойник требует наличия подъемного устройства для выдувания промежуточного слоя при его наклонном положении.

Кроме того, для поднятия отстойника (на установках подготовки нефти используются, в основном, крупногабаритные отстойники объемом 200 м³) в наклонное положение нужны специальные подъемные устройства, которые являются сложными и дорогостоящими, требующими специального обслуживания.

Целью предлагаемого изобретения является снижение материальных затрат, как на подготовку нефти, так и на технологические процессы, связанные с выводом промежуточного слоя из отстойника для разделения водонефтяной эмульсии за счет упрощения конструкции отстойника и повышения надежности его работы.

Поставленная цель достигается описываемым горизонтальным отстойником для разделения водонефтяной эмульсии, содержащим корпус, входной и выходные патрубки, а также устройство для вывода промежуточного слоя.

Новым является то, что устройство для вывода промежуточного слоя выполнено в виде сплошной металлической камеры, жестко закрепленной к стенкам горизонтального отстойника и расположенной вдоль внутренней образующей, вне зоны турбулентности потока, при этом камера снизу и сверху оснащена циркуляционными отверстиями, которые перекрываются подпружиненными клапанами при поступательном движении поршней пневматических цилиндров, установленных перпендикулярно к циркуляционным отверстиям внутри металлической камеры и жестко фиксированных стойками к ее стенкам, причем поршни приводятся в действие за счет воздуха, нагнетаемого компрессором.

Из доступных источников патентной и научно-технической литературы нам не известна заявленная совокупность отличительных признаков. Следовательно, предлагаемое устройство отвечает критерию "существенные отличия".

На чертеже показан схематический разрез горизонтального отстойника с устройством для вывода промежуточного слоя.

Устройство содержит горизонтальный отстойник 1 для разделения водонефтяной эмульсии, входной 2 и выходные 3, 4, 5 патрубки, устройство 6 для вывода промежуточного слоя 7, выполненного в виде сплошной металлической камеры, жестко закрепленной к стенкам горизонтального отстойника 1 и расположенной вдоль внутренней образующей, вне зоны турбулентности потока, при этом сплошная металлическая камера 6 снизу и сверху оснащена циркуляционными отверстиями 8, которые перекрываются подпружиненными клапанами 9 при поступательном движении поршней 10 пневматических цилиндров 11, установленных перпендикулярно к циркуляционным отверстиям 8 внутри металлической камеры 6 и жестко фиксированных стойками 12 к ее стенкам, причем поршни 10 приводятся в действие за счет давления воздуха, нагнетаемого компрессором 13.

Принцип работы устройства совмещен со способом конкретного выполнения.

Например, водонефтяная эмульсия плотностью 940 кг/м³ и температурой 10^oС и введенным в нее реагентом-деэмульгатором поступает через патрубок 2 в нижнюю часть горизонтального отстойника 1 под слой отделившейся пластовой воды 14. Нефть под действием гравитационных сил проходит через нижние и верхние циркуляционные отверстия 8 в верхнюю часть горизонтального отстойника 1 и выводится из нее через патрубок 3, а отделившаяся пластовая вода 14 накапливается в нижней части горизонтального отстойника 1 и непрерывно выводится через патрубок 4. Уровень отделившейся воды контролируется средствами автоматики и держится по нижней плоскости устройства 6 для вывода промежуточного слоя 7.

Со временем накапливающийся промежуточный слой 7 снижает эффективность работы горизонтального отстойника 1. Для вывода промежуточного слоя 7 сначала перекрываются циркуляционные отверстия 8 подпружиненными клапанами 9 за счет подачи под давлением воздуха по воздушной линии 15 с помощью компрессора 13. По завершении перекрывания циркуляционных отверстий 8 открывается обратный клапан 16, и воздух начинает вытеснять промежуточный слой 7 через патрубок 5. После вытеснения промежуточного слоя 7 из горизонтального отстойника 1 компрессор 13 отключается и закрывается обратный клапан 16, предотвращая попадание выдуваемой жидкости в компрессор 13, а оттяжные пружины (не показаны), которые установлены внутри пневматических цилиндров 11 как механизм обратного действия, разжимаются, возвращая клапаны 9 в исходное положение, при этом циркуляционные отверстия 8 открываются и восстанавливается нормальная работа горизонтального отстойника 1.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого горизонтального отстойника для разделения водонефтяной эмульсии складывается за счет упрощения его конструкции, а также повышения надежности его эксплуатации и непрерывности технологического процесса разделения водонефтяной эмульсии, т.е. предлагаемая конструкции отстойника сравнительно несложна, надежна и удобнее в эксплуатации. При этом значительно сокращается время технологической операции и снижается трудоемкость при проведении данного технологического процесса, а также повышается безопасность труда обслуживающего персонала и уменьшаются материальные затраты на подготовку нефти.

Благодаря конструктивному исполнению горизонтального отстойника для разделения водонефтяной эмульсии возможность попадания промежуточного слоя в товарную нефть исключается.