RU2033237C1

RU2033237C1 - Three-phase separator

Info

Publication number: RU2033237C1
Authority: RU
Inventors: Валерий Валентинович Вироцкий
Original assignee: Валерий Валентинович Вироцкий
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1995-04-20

Abstract

FIELD: separation of gas-liquid mixtures. SUBSTANCE: three-phase separator has housing with inlet and outlet branch pipes, hydrocyclone with supplying and discharging top and bottom branch pipes, and distributing units for supplying gas-water-oil mixture and discharging water. The bottom branch pipe of the hydrocyclone is provided with a valving member. The open end face of the branch pipe is positioned at the bottom of the separator. The top discharging branch pipe is connected with the separating unit for supplying gas- water-oil mixture. The unit is positioned in emulsion layer of the separator. EFFECT: improved design. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к разделению газожидкостных смесей и может быть использовано в нефтяной промышленности, в частности на нефтепромыслах для предварительной подготовки нефти и очистки пластовых сточных вод, а также в газовой, химической и других отраслях промышленности. The invention relates to the separation of gas-liquid mixtures and can be used in the oil industry, in particular in the oil fields for preliminary oil treatment and treatment of formation wastewater, as well as in gas, chemical and other industries.

Наиболее близким решением к заявляемому является установка для предварительного обезвоживания высокообвод- ненной нефти, содержащая корпус с входными и выходными патрубками, разделенный перегородками на входной и выходной отсеки, гидроциклон для предварительной обработки нефти с подводящим и отводящими верхним и нижним патрубками, верхний патрубок которого соединен с распределителем, установленным в нижней части входного отсека, а нижний с трубчатым перфорированным распределителем, размещенным в выходном отсеке, распределитель вывода воды [1]
Недостатком его является сложность конструкции.The closest solution to the claimed is a unit for pre-dehydration of high-water oil, containing a housing with inlet and outlet nozzles, separated by partitions on the inlet and outlet compartments, a hydrocyclone for preliminary oil treatment with inlet and outlet upper and lower nozzles, the upper nozzle of which is connected to a distributor installed in the lower part of the input compartment, and the lower one with a tubular perforated distributor located in the output compartment, the distributor water ode [1]
Its disadvantage is the complexity of the design.

Предлагаемое решение позволяет упростить конструкцию сепаратора и повысить качество сбрасываемой воды и нефти. The proposed solution allows to simplify the design of the separator and improve the quality of the discharged water and oil.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном трехфазном сепараторе, содержащем корпус с входными и выходными патрубками, гидроциклон для предварительной обработки нефти с подводящим верхним и отводящими верхним и нижним патрубками, распределители ввода газоводонефтяной смеси и вывода воды, нижний патрубок гидроциклона снабжен запорным элементом, и его открытый торец размещен у дна сепаратора, а верхний отводящий патрубок соединен с распределителем ввода газоводонефтяной смеси, размещенным в эмульсионной зоне корпуса сепаратора. The specified technical result is achieved by the fact that in the well-known three-phase separator containing a housing with inlet and outlet nozzles, a hydrocyclone for oil pretreatment with inlet upper and outlet upper and lower nozzles, distributors for the gas-oil mixture input and water outlet, the lower nozzle of the hydrocyclone is equipped with a shut-off element, and its open end is placed at the bottom of the separator, and the upper outlet pipe is connected to a gas-oil mixture inlet distributor located in the emulsion zone of the core Pus separator.

Для регулирования процесса разделения нефти и воды при изменении условий ввода вывода потоков гидроциклон включен параллельно линии подачи газоводяной смеси в сепаратор. To regulate the process of separation of oil and water when changing the conditions for inputting the output of flows, the hydrocyclone is connected in parallel with the gas-water mixture supply line to the separator.

Для повышения качества нефти и эффективности массообмена на разделе фаз "нефть-вода" сепаратор снабжен глухим стаканом, установленным с возможностью перемещения по высоте коаксиально выходному патрубку нефти. To improve the quality of oil and the efficiency of mass transfer at the oil-water phase section, the separator is equipped with a blind glass installed with the possibility of moving along the height coaxially to the oil outlet pipe.

Такая конструкция трехфазного сепаратора позволяет осуществить гравитационный режим разделения фаз в условиях, близких к статическому, без возмущения водяного слоя, со спокойным массообменом между водяной подушкой и более четкой стабилизацией границ раздела фаз при максимальном использовании полезной емкости аппарата с минимальными изменениями конструкции существующих аппаратов. Она также позволяет удалять накопившиеся на границе фаз вещества, снижающие эффективность массообмена без нарушения режима работы аппарата. This design of a three-phase separator allows the gravitational phase separation to be carried out under conditions close to static, without disturbance of the water layer, with quiet mass transfer between the water cushion and more precise stabilization of the phase boundaries with maximum use of the useful capacity of the apparatus with minimal changes in the design of existing apparatuses. It also allows you to remove substances that have accumulated at the phase boundary, which reduce the efficiency of mass transfer without violating the operating mode of the apparatus.

На чертеже изображен трехфазный сепаратор. The drawing shows a three-phase separator.

Трехфазный сепаратор содержит корпус 1 с входным патрубком 2 ввода газоводонефтяной смеси и выходными патрубками 3-5 вывода газа, воды и нефти, соответственно гидроциклон 6 для предварительной обработки нефти с подводящим 7 и отводящими верхним 8 и нижним 9 патрубками, размещенные в корпусе перфорированные трубчатые распределитель 10 ввода газоводонефтяной смеси, размещенный в эмульсионном слое, связанный с верхним отводящим патрубком 8 гидроциклона и имеющий отверстия 11 на нижней образующей трубы, и распределитель 12 вывода воды. Гидроциклон включен параллельно линии 13 подачи газоводонефтяной смеси в сепаратор. Нижний отводящий патрубок 9 гидроциклона снабжен регулирующей задвижкой 14, и его открытый торец 15 размещен в нижней части корпуса у его дна. Над патрубком 5 вывода нефти размещен коаксиально с ним и с возможностью перемещения по высоте глухой стакан 16. The three-phase separator comprises a housing 1 with an inlet pipe 2 for introducing a gas-oil mixture and outlet pipes 3-5 for outputting gas, water and oil, respectively a hydrocyclone 6 for oil pretreatment with a supply 7 and a discharge upper 8 and lower 9 pipes, perforated tubular distributors located in the housing 10 input gas-oil mixture, placed in the emulsion layer, connected with the upper outlet pipe 8 of the hydrocyclone and having holes 11 on the lower generatrix of the pipe, and the distributor 12 of the water outlet. The hydrocyclone is connected in parallel to the line 13 for supplying the gas-oil mixture to the separator. The lower outlet pipe 9 of the hydrocyclone is equipped with a control valve 14, and its open end 15 is placed in the lower part of the housing at its bottom. Above the nozzle 5 of the oil outlet is placed coaxially with it and with the possibility of movement along the height of the deaf glass 16.

Трехфазный сепаратор работает следующим образом. Three-phase separator operates as follows.

Газоводонефтяная смесь под давлением через патрубок 7 подается в гидроциклон, где происходит отделение воды от нефти. Пластовая вода с примесью нефти через нижний патрубок 9 гидроциклона направляется в нижнюю часть корпуса 1 ниже границы фаз нефть-вода, что обеспечивает отделение воды уже на вводе без возмущения сформировавшихся слоев в установившемся процессе гравитационного разделения фаз. С помощью задвижки 14 регулируется режим подачи воды в нижнюю часть аппарата в зависимости от обводненности смеси. Их верхнего патрубка 8 гидроциклона частично обезвоженная нефть и остаточный нефтяной газ через нижние отверстия перфорированного трубчатого распределителя 10 равномерно подаются в эмульсионный слой без разрушения и перемешивания водонефтяного раздела. Параллельное подключение гидроциклона 6 к линии 13 подачи газоводонефтяной смеси обеспечивает при их совместной работе требуемое соотношение, а также стабильное распределение потоков при неравномерности подачи в линии газоводонефтяной смеси. Нефть отводится из сепаратора через патрубок 5, а применение глухого стакана 16 не только предотвращает прорыв газа на прием насоса, но и подрезает кромкой стакана накопившиеся в эмульсионном слое вещества (асфальто-смоло-парафиновые отложения, сульфиды железа), снижающие эффективность массообмена на границе раздела фаз. Выделившийся газ отводится из сепаратора через патрубок 3, а очищенная вода через распределитель и патрубок 4. The gas-oil mixture under pressure through the pipe 7 is fed into the hydrocyclone, where there is a separation of water from oil. Produced water with an admixture of oil through the lower nozzle 9 of the hydrocyclone is directed to the lower part of the housing 1 below the oil-water phase boundary, which ensures the separation of water already at the input without disturbing the formed layers in the established process of gravitational phase separation. Using the valve 14, the mode of supplying water to the lower part of the apparatus is regulated depending on the water content of the mixture. Partially dehydrated oil and residual oil gas from the upper nozzle 8 of the hydrocyclone through the lower holes of the perforated tubular distributor 10 are uniformly fed into the emulsion layer without destroying and mixing the oil-water section. The parallel connection of the hydrocyclone 6 to the gas-oil mixture supply line 13 provides, when they work together, the required ratio, as well as a stable distribution of flows, in case of uneven flow in the gas-oil mixture line. Oil is removed from the separator through pipe 5, and the use of a blank glass 16 not only prevents gas breakthrough at the pump intake, but also cuts off substances accumulated in the emulsion layer (asphalt-resin-paraffin deposits, iron sulfides) that reduce the mass transfer efficiency at the interface phases. The released gas is discharged from the separator through the pipe 3, and the purified water through the distributor and pipe 4.

Claims

1. A THREE-PHASE SEPARATOR, comprising a housing with an emulsion layer, with water and oil inlet and outlet nozzles, a gas-oil mixture supply line to the separator, a hydrocyclone for preliminary oil processing with inlet and outlet upper and lower pipes, gas-oil mixture inlet and water outlet distributors, characterized in the fact that the lower outlet pipe of the hydrocyclone is equipped with a locking element and its open end is placed at the bottom of the separator, and the upper outlet pipe is connected to the gas-oil-inlet distributor with esi, wherein the valve is located in the emulsion layer.

2. The separator according to claim 1, characterized in that the hydrocyclone is connected in parallel with the gas-oil mixture supply line to the separator.

3. The separator according to claim 1, characterized in that it is equipped with a separator installed in the housing with the ability to move along the height coaxial to the oil outlet pipe.