RU2089259C1

RU2089259C1 - Tubular settler-separator

Info

Publication number: RU2089259C1
Application number: RU95121052/25A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Хазиев; М.Г. Газизов; В.Ф. Голубев; Р.Г. Вильданов
Original assignee: Хазиев Нагим Нуриевич
Priority date: 1995-12-13
Filing date: 1995-12-13
Publication date: 1997-09-10

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: tubular settler-separator consists of horizontal and vertical pipes forming common cavity with horizontal and vertical regions to settle petroleum, water, and gas which enables using advantages of horizontal and vertical settler-separators simultaneously. EFFECT: enhanced efficiency and increased quality of petroleum and water. 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано на объектах подготовки нефти на промыслах, а также при очистке сточных вод от нефтепродуктов. The invention relates to the oil industry and can be used at oil treatment facilities in the fields, as well as in the treatment of wastewater from oil products.

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. In practice, tubular sump separators are known. For example, a separation plant is known in the form of an inclined pipe with nozzles for introducing a gas-liquid mixture and withdrawing oil, water and gas / 1 /. The unit is used only for preliminary separation of oil, water and gas, as it does not provide a sufficient degree of separation of components.

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. Known tubular sumps consisting of pipe elements in the form of a package of horizontal pipes connected to a common collector at the fluid inlet / 2 /, fluid sludge occurs in horizontal pipes with a turbulent flow regime, therefore, good separation of oil and water is not achieved.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности трубчатых отстойников. The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency of tubular sumps.

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. This object is achieved by the fact that in the known tubular sump, including horizontal and vertical pipes, nozzles with locking elements for supplying a gas-liquid mixture and drain oil, water and gas, level controls, horizontal pipes are located one above the other, connected by vertical pipes with the formation of a common cavity for sludge oil, water, gas separation and a separate compartment for the collection of clean oil.

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. This creates favorable conditions for the sedimentation of the emulsion and the separation of gas from the liquid. The movement of flow in horizontal and vertical directions is organized, the advantages of horizontal and vertical settling tanks are used at the same time, dead zones in the settling tank are eliminated, and the productivity of the apparatus is increased. Separation of the points of selection of pure oil and water by height allows guaranteed removal of pure oil and water separately without the risk of re-mixing them at the interface.

Использование комбинации горизонтальных и вертикальных труб, создающих полость для отстоя при горизонтальном и вертикальном направлениях течения жидкости, обеспечивает условия для повышения эффективности трубчатых отстойников. The use of a combination of horizontal and vertical pipes, creating a cavity for sludge with horizontal and vertical directions of fluid flow, provides conditions for increasing the efficiency of tubular sumps.

На чертеже приведена схема предлагаемого трубчатого отстойника-сепаратора. The drawing shows a diagram of the proposed tubular sump separator.

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. The device comprises a lower horizontal pipe 1, an upper horizontal pipe 2, vertical pipes 3 and 4, a gas-liquid mixture supply pipe 5 with a shut-off member 6, a pipe 7 for draining water with an adjustable shut-off element 8, a pipe 9 for draining oil with an adjustable shut-off element 10, an oil level regulator 11, a level regulator of the oil-water interface 12, a pipe 13 for venting gas with a shut-off body 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. Horizontal pipes 1 and 2, vertical pipes 3 and 4 are interconnected so that they form one common cavity with horizontal and vertical sections. The vertical pipe 4 is connected only with the upper horizontal pipe 2, and the vertical pipe 4 is not in communication with the lower horizontal pipe 1, so the cavity of the pipe 4 is a container for collecting clean oil that leaks through the upper horizontal pipe 2.

Трубчатый отстойник-сепаратор работает следующим образом. The tubular sump separator operates as follows.

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. The gas-liquid mixture through the pipeline 5 through the shut-off element 6 enters the left end of the lower horizontal pipe 1, namely, under the right vertical pipe 3. At the initial moment, the lower part of the cavity of the tubular sump separator is filled. When the level of the oil-water interface is reached to an adjustable level of the regulator 12, a dynamic mode of operation of the sump is achieved, in which in each vertical pipe, except for the rightmost pipe, the hydrostatic columns of the liquid are aligned. Naturally, in the extreme left vertical pipe, oil accumulates more than in the pipe to the right, since the oil phase of the gas-liquid mixture first enters this cavity, part of the water-oil emulsion through the lower horizontal pipe enters the second and subsequent vertical cavities, and more the pure oil phase moves along the upper horizontal pipe in a thin layer, and the existing water droplets fall through when passing over the upper edge of the vertical pipes. Thus, the oil-water mixture, moving along the lower horizontal pipe, is freed from oil, and moving along the upper horizontal pipe, it is freed from water. At the same time, in the cavities of vertical pipes, oil and water are separated to the desired condition. The quality of sludge is easily achieved by creating the required number of vertical cavities and creating a normal regime of the rates of oil and water withdrawal from the sump. The mode of thin-layer oil flow in the upper horizontal pipe provides a sufficient degree of oil separation, i.e., the separation of oil and gas.

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. Since tubular sump separators are simpler in design and can be made of simple pipe elements and when using the proposed technical solution the required quality of oil and water is achieved, it becomes possible to equip oil treatment facilities with cheaper apparatuses with less labor costs.

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.The effectiveness of such a tubular sump separator can be further improved by placing it at a certain angle to the horizontal, for example 15 ^° , or tilting to the side, because the coalescing effect of the inclined walls of the sump appears when the pop-up oil droplets on the upper side and the droplets are in contact water on the underside of the pipe wall.

Claims

Tubular sump separator, including horizontal and vertical pipes, nozzles with locking elements for supplying a gas-liquid mixture and drain oil, water and gas, level controls, characterized in that the horizontal pipes are located one above the other, connected by vertical pipes with the formation of a common cavity for sludge oil, water, gas separation and a separate compartment for collecting clean oil.