многофазный сепаратор

Формула изобретения

1. Многофазный сепаратор, включающий цилиндрический корпус с патрубком ввода многофазной смеси, патрубками для вывода газа, воды, нефти и механических примесей, отличающийся тем, что внутри корпуса установлен по меньшей мере один модульный сепаратор, предпочтительно центробежного типа, снабженный патрубками для ввода разделяемой смеси и вывода газа, нефти, воды и механических примесей, при этом выше модульного сепаратора установлен торообразный разбрызгиватель нефти, сообщенный с патрубком вывода нефти из модульного сепаратора, а ниже торообразного разбрызгивателя - соединенная с патрубком ввода многофазной смеси торообразная гребенка, сообщенная с патрубком ввода разделяемой смеси в модульный сепаратор, в нижней части сепаратора установлен торообразный сборник, соединенный с патрубками для вывода механических примесей из модульного сепаратора и из корпуса сепаратора, выше торообразното сборника расположен торообразный распределитель воды, соединенный с патрубком для вывода воды из модульного сепаратора, над торообразным распределителем воды установлено заборное устройство, выполненное в виде стакана с отверстиями для вывода нефти из корпуса сепаратора и соединенное с патрубком для вывода нефти из корпуса сепаратора.

2. Многофазный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что торообразный разбрызгиватель нефти снабжен тангенциальными соплами.

3. Многофазный сепаратор по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что указанное заборное устройство снабжено установленными тангенциально лопастями.

4. Многофазный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что патрубок для вывода воды из устройства снабжен установленными тангенциально лопастями.

5. Многофазный сепаратор по п.2, отличающийся тем, что патрубок для вывода воды из устройства снабжен установленными тангенциально лопастями.

6. Многофазный сепаратор по п.3, отличающийся тем, что патрубок для вывода воды из устройства снабжен установленными тангенциально лопастями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтедобычи и предназначено для разделения многофазной газожидкостной смеси, содержащей механические примеси.

Известен многофазный сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси и отвода газа и жидкости. Корпус разделен конической перегородкой на снабженные сливными трубами входную камеру и с нижней конической частью каплеотбойную камеру. Сепаратор снабжен газоуравнительным трубопроводом, соединяющим корпус сепаратора с трубопроводом отвода газа [Патент РФ №2190459, кл. B 01 D 19/00, 2002 г.].

Недостатки данного сепаратора - не решается проблема улавливания и вывода механических примесей из сепаратора.

Известен сепаратор для разделения трехфазной смеси, содержащий корпус, снабженный входным патрубком, распределительный, короб, установленный по периметру корпуса ниже входного патрубка, жесткую диафрагму, герметично разделяющую корпус с отстойником с установленным в ней переливным патрубком, вокруг которого размещена перегородка, а также патрубки выхода легкой и тяжелой жидкости и газа. Отстойник снабжен дренажной трубкой для газа. Переливная перегородка нижним торцом герметично соединена перегородкой, расположенной вокруг переливного патрубка с образованием между переливной перегородкой и корпусом кармана [Авт. свид. №1429375, кл. B 01 D 17/00, B 01 D 19/00, 1994 г.].

Недостатки данного сепаратора - сложность конструкции, низкая глубина дегазации жидкости, узкая область применения устройства.

Наиболее близким к заявляемому объекту является многофазный сепаратор, содержащий корпус с патрубками для ввода разделяемой смеси, вывода газа, нефти, воды. Сепаратор снабжен вертикальным патрубком, соединенным тангенциально с патрубком для ввода разделяемой смеси и расположенным соосно со стаканом для дренажа механических примесей, который соединен с патрубком для вывода механических примесей [Патент №2050923, кл. B 01 D 19/00, B 01 D 19/00, 1995 г.].

Недостаток этого сепаратора - низкое качество сепарации газа из-за проскока газа в патрубок для вывода нефти, что создает условия для некачественного отбора нефти. Кроме того, при выводе воды через нижний срез вертикального патрубка восходящим потоком происходит барботаж жидкости, в результате чего снижается эффект центробежной сепарации в вертикальном патрубке и уносятся мелкодисперсные механические примеси.

Изобретение направлено на повышение качества сепарации. Это достигается тем, что внутри корпуса многофазного сепаратора, включающего цилиндрический корпус с патрубком ввода многофазной смеси, патрубками для вывода газа, воды, нефти и механических примесей, установлен, по меньшей мере, один модульный сепаратор, предпочтительно центробежного типа, снабженный патрубками для ввода разделяемой смеси и вывода газа, нефти, воды и механических примесей, при этом выше модульного сепаратора установлен торообразный разбрызгиватель нефти, сообщенный с патрубком вывода нефти из модульного сепаратора, а ниже торообразного разбрызгивателя - соединенная с патрубком ввода многофазной смеси торообразная гребенка, сообщенная с патрубком ввода разделяемой смеси в модульный сепаратор, в нижней части сепаратора установлен торообразный сборник, соединенный с патрубками для вывода механических примесей из модульного сепаратора и из корпуса сепаратора, выше торообразного сборника расположен торообразный распределитель воды, соединенный с патрубком для вывода воды из модульного сепаратора, над торообразным распределителем воды установлено заборное устройство, выполненное в виде стакана с отверстиями для вывода нефти из корпуса сепаратора и соединенное с патрубком для вывода нефти из корпуса сепаратора.

Кроме того, указанное заборное устройство и/или патрубок для вывода воды из корпуса сепаратора снабжены установленными тангенциально лопастями.

Торообразный разбрызгиватель нефти снабжен тангенциальными соплами.

На чертеже изображен предлагаемый многофазный сепаратор.

Многофазный сепаратор представляет собой вертикальный цилиндрический корпус 1 с патрубком 2 ввода многофазной смеси, например нефтегазовой смеси, патрубками 3 и 4 для вывода газа высокого и низкого давления, патрубком 5 для вывода нефти, патрубком 6 для вывода воды, патрубком 7 для вывода механических примесей. Внутри корпуса 1 установлен, по меньшей мере, один вертикальный центробежный модульный сепаратор 8, снабженный патрубками 9, 10, 11, 12, 13 для ввода разделяемой смеси и вывода газа, нефти, воды и механических примесей, соответственно. Выше модульного сепаратора 8 установлен торообразный разбрызгиватель 14 нефти с тангенциальными соплами (не показано), сообщенный с патрубком 11 вывода нефти из модульного сепаратора, а ниже разбрызгивателя 14 - соединенная с патрубком 2 ввода многофазной смеси торообразная гребенка 15, сообщенная с патрубком 9 ввода разделяемой смеси в модульный сепаратор. В нижней части сепаратора установлен торообразный сборник 16, соединенный с патрубком 13 для вывода механических примесей из модульного сепаратора и патрубком 7 для вывода механических примесей из корпуса сепаратора. Выше торообразного сборника 16 расположен торообразный распределитель 17 воды, сообщенный посредством радиальных патрубков 18 с соединительной трубой 19 и патрубком 12 для вывода воды из модульного сепаратора. В торообразном распределителе 17 выполнены прорези с лопатками (не показаны) для тангенциального вывода воды. Над торообразным распределителем 17 воды установлено заборное устройство 20, выполненное в виде стакана с отверстиями для забора нефти из корпуса сепаратора, соединенное с патрубком 5 для вывода нефти из корпуса сепаратора.

Заборное устройство 20 нефти и патрубок 6 для вывода воды снабжены тангенциальными лопастями (не показано) для забора, закручивания и вывода, соответственно, газа, нефти и воды.

Предлагаемый многофазный сепаратор работает следующим образом. Нефтегазовую смесь подают по патрубку 2 в торообразную гребенку 15, откуда смесь через патрубок 9 попадает в центробежный модульный сепаратор 8, где за счет избыточного давления вводимой смеси происходит основной цикл принудительной сепарации. Газ высокого давления из модульного сепаратора отводится через патрубок 10 и далее по патрубку 3. Газ низкого давления, образуемый в результате испарения остаточного газа из нефти, выводится через патрубок 4. Нефтяная эмульсия из модульного сепаратора попадает в торообразный разбрызгиватель 14, тангенциальные сопла которого разбрызгивают нефть на стенки корпуса и поверхность жидкости в полости сепаратора, в результате чего нефть приобретает вращательное движение, которое усиливается заборным устройством 20, и выводится по патрубку 5. Вода с примесью нефти из модульного сепаратора попадает через патрубок 12, соединительную трубу 19 и радиальные патрубки 18 в торообразный распределитель 17, откуда через прорези сливается в полость сепаратора и выводится из сепаратора через отверстия в патрубке 6. Механические примеси из модульного сепаратора поступают через патрубок 13 в торообразный сборник 16 и по патрубку 6 выводятся из сепаратора.

Использование предлагаемого сепаратора позволит по сравнению с прототипом повысить качество сепарации, что становится возможным за счет ввода нефти и воды на вторую ступень сепарации под слой однородной жидкости (при этом не происходит смешивания нефти и воды после сепарации первой ступени), а также за счет вывода механических примесей из зоны сепарации второй ступени разделяемой смеси. Повышению качества сепарации способствует также использование энергии выходящих из модульного сепаратора потоков нефти и воды для раскрутки всего объема жидкости в корпусе сепаратора для вторичной сепарации. Кроме того, совмещение двух ступеней сепарации в одном аппарате позволит повысить коэффициент использования газа.