[go: up one dir, main page]

RU2157716C2 - Method of separation of unstable emulsions and device for realization of this method - Google Patents

Method of separation of unstable emulsions and device for realization of this method Download PDF

Info

Publication number
RU2157716C2
RU2157716C2 RU98112723A RU98112723A RU2157716C2 RU 2157716 C2 RU2157716 C2 RU 2157716C2 RU 98112723 A RU98112723 A RU 98112723A RU 98112723 A RU98112723 A RU 98112723A RU 2157716 C2 RU2157716 C2 RU 2157716C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
separation
stage
liquids
gravitational
radial partitions
Prior art date
Application number
RU98112723A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98112723A (en
Inventor
В.И. Мильчаков
Б.Х. Перельштейн
И.Ю. Портнов
И.З. Галеев
А.П. Жарковский
Original Assignee
Мильчаков Владимир Игоревич
Перельштейн Борис Хаимович
Портнов Илья Юрьевич
Галеев Ильдар Зарифович
Жарковский Анатолий Петрович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мильчаков Владимир Игоревич, Перельштейн Борис Хаимович, Портнов Илья Юрьевич, Галеев Ильдар Зарифович, Жарковский Анатолий Петрович filed Critical Мильчаков Владимир Игоревич
Priority to RU98112723A priority Critical patent/RU2157716C2/en
Publication of RU98112723A publication Critical patent/RU98112723A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2157716C2 publication Critical patent/RU2157716C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: separation of emulsions consisting of two immiscible liquids at different densities; separation f water and oil at considerable gas phase during operation of submersible pump at depth. SUBSTANCE: feed pipe with longitudinal cuts is sunken in separable media and hydrophobic and hydrophilic separation is performed. Provision is made for circular passage with radial partitions and at least two stage for light liquid and one stage for discharge of heavy liquid; separation process is performed in field of gravitational and centrifugal forces at successive flow (circular flow inclusive) through holes available in radial partitions from first stage of separation to last stage of discharge. For realization of proposed method, use is made of mechanisms of centrifugal, gravitational-and-centripetal, hydrophobic and hydrophilic separation. EFFECT: enhanced efficiency of separation. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области газонефтедобычи, в частности к разделению эмульсий из двух и более не смешивающихся жидкостей с различной плотностью и может найти применение прежде всего для разделения воды и нефти с существенной газовой фазой на глубине работы погружных насосов. Изобретение можно использовать для разделения различных эмульсий, применяемых в металлургическом, химическом и др. производствах, а также при металлообработке. The invention relates to the field of oil and gas production, in particular to the separation of emulsions from two or more non-miscible liquids with different densities and can find application primarily for the separation of water and oil with a significant gas phase at a depth of submersible pumps. The invention can be used to separate various emulsions used in metallurgical, chemical and other industries, as well as in metal processing.

Известен способ работы и устройство отстойника для нефтегазосодержащих вод (авт.св. N 1681883 авторов Ниязова и др). Данное техническое решение обеспечивает разделение сред только при периодической загрузке и разгрузке. A known method of operation and the device of a sump for oil and gas containing water (ed. St. N 1681883 authors Niyazov and others). This technical solution provides the separation of media only during periodic loading and unloading.

Наиболее близким относительно предложенного решения является известное из патента РФ N 2053008, кл. B 01 D 17/038, 1996 изобретение, включающее способ разделения неустойчивых эмульсий, включающий процессы гравитационной сепарации с движением предварительно разделенных жидкостей навстречу друг другу в вертикальном направлении, а затем в противоположном направлении с отводом фракции, обогащенной легкими компонентами, вверх, тяжелыми компонентами вниз. Closest to the proposed solution is known from the patent of the Russian Federation N 2053008, class. B 01 D 17/038, 1996 an invention comprising a method for separating unstable emulsions, including gravitational separation processes with the movement of pre-separated liquids towards each other in the vertical direction, and then in the opposite direction with the fraction enriched in light components up, heavy components down .

Известно устройство для разделения неустойчивых эмульсий, которое включает гравитационный сепаратор с перегородками, обеспечивающими течение жидкостей навстречу друг другу в вертикальном и горизонтальном направлении (патент N 2053008, авторов Мильчакова В.И. и др.). A device for separating unstable emulsions is known, which includes a gravity separator with baffles that ensure the flow of liquids towards each other in the vertical and horizontal direction (patent N 2053008, authors Milchakova V.I. and others).

Известное техническое предложение не решает задачу разделения, например, воды и нефти непосредственно в нефтяной скважине на глубине 1000 - 3000 метров. Организация прямолинейного каскадного движения жидкостей от входа на выход нецелесообразно увеличивает габариты и не позволяет создание устройства с диаметром порядка 100 мм. Утопленный центробежный сепаратор при своей работе будет провоцировать выделение газового компонента и барботирование этим жидких компонентов эмульсии. В известном устройстве слабо реализованы составляющие гидрофобного и гидрофильного элементов разделения. The well-known technical proposal does not solve the problem of separation, for example, of water and oil directly in an oil well at a depth of 1000 - 3000 meters. The organization of a rectilinear cascade movement of liquids from the entrance to the output inappropriately increases the size and does not allow the creation of a device with a diameter of about 100 mm. The recessed centrifugal separator during its operation will provoke the release of the gas component and the sparging of the liquid components of the emulsion. In the known device, the components of the hydrophobic and hydrophilic separation elements are poorly implemented.

В изобретении решается задача - обеспечение эффективного выделения водяной фазы с малым содержанием нефтяной фракции в воде при добыче нефти непосредственно в скважине на глубине работы погружного насоса. The invention solves the problem of providing effective separation of the aqueous phase with a low content of oil fractions in the water during oil production directly in the well at a depth of the submersible pump.

Поставленная задача достигается тем, что в способ разделения неустойчивых эмульсий, включающий процессы гравитационной сепарации с движением предварительно разделенных жидкостей навстречу друг другу в вертикальном направлении, а затем в противоположном направлении с отводом фракции, обогащенной легкими компонентами, вверх, тяжелыми компонентами вниз, согласно изобретению вводят питательную трубу с продольными вырезами, затапливают ее в средах разделения и осуществляют процесс гидрофобного и гидрофильного разделения, вводят кольцевой канал с радиальными перегородками, а также по крайней мере две ступени отвода для легкой жидкости и по крайней мере одну ступень для отвода тяжелой жидкости и осуществляют в поле гравитационно-центробежных сил процесс разделения жидкостей при последовательном течении, включая и круговое, через отверстия в радиальных перегородках от первой ступени к последней ступени отвода. The problem is achieved in that in the method of separation of unstable emulsions, including gravitational separation processes with the movement of pre-separated liquids towards each other in the vertical direction, and then in the opposite direction with the removal of the fraction enriched in light components up, heavy components down, according to the invention are introduced feeding tube with longitudinal cuts, flood it in separation media and carry out the process of hydrophobic and hydrophilic separation, enter the ring a howling channel with radial partitions, as well as at least two stages of removal for light liquids and at least one stage for removal of heavy liquids, they carry out the process of separation of liquids in the field of gravitational-centrifugal forces in a sequential flow, including circular, through openings in the radial partitions from the first stage to the last stage of the tap.

В устройстве для разделения неустойчивых эмульсий, включающем гравитационный сепаратор с перегородками, обеспечивающими течение жидкостей навстречу друг другу в вертикальном и горизонтальном направлении, согласно изобретению, сепаратор выполнен в виде кольцевой емкости с радиальными перегородками, которые образуют сектора, причем в начальном секторе установлена питательная труба с продольными разрезами, а в секторах отвода размещены по крайней мере три трубки, две из которых предназначены для легкой жидкости при последовательном течении через отверстия в радиальных перегородках от первой ступени разделения к последней ступени отвода. In a device for separating unstable emulsions, including a gravity separator with baffles, ensuring the flow of fluids towards each other in the vertical and horizontal direction, according to the invention, the separator is made in the form of an annular container with radial baffles that form sectors, and in the initial sector there is a feeding pipe with at least three tubes, two of which are designed for light liquids with sequential t chenii through radial holes in the partitions separating the first stage to the last stage of discharge.

На фиг.1 показан общий вид сепаратора. На фиг. 2 показаны его элементы. Сепаратор состоит (фиг.1) из внутреннего корпуса 1, наружного 2, боковых секторов 3 (могут и отсутствовать), радиальных перегородок 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, питательной трубы 13, первой трубы отвода нефти 14, второй трубы отвода нефти 15, трубы отвода воды 16 и днища 17. На фиг. 2 показаны принципиальное выполнение элементов 13, 4, 5, 6, 14, 7, 8, 9, 10, 15, 11 16, 10 и их относительное положение (см. уровни (H, a, b, c, d, e, f, g, i, j). Figure 1 shows a General view of the separator. In FIG. 2 shows its elements. The separator consists (Fig. 1) of the inner casing 1, outer 2, lateral sectors 3 (may not be present), radial partitions 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, the feed pipe 13, the first pipe oil drain 14, second oil drain pipe 15, water drain pipe 16 and bottom 17. FIG. 2 shows the principal implementation of elements 13, 4, 5, 6, 14, 7, 8, 9, 10, 15, 11 16, 10 and their relative position (see levels (H, a, b, c, d, e, f, g, i, j).

Для описания работы сепаратора обратимся вначале к фиг.1. Водонефтяная смесь поступает в трубу 13. Эта труба большей своей частью затоплена в секторе и имеет только щелевой выход, где относительная скорость истечения меньше скорости продукта в самой трубе. Удельный вес нефти до 15-20% меньше, чем у воды, и по отношению к воде нефть имеет гидрофобное свойство. К собственной среде жидкости гидрофильны. Оба названные качества реализуются в секторе погружения трубы, где внизу в большей мере вода и где вверху в большей мере нефть. Далее продукты проходят по элементам 4, 5, 6 и нефть поступает на трубу 14. Разделение продолжается на элементах 8, 9, 10. Вторая ступень отвода нефти - 15. Вода проходит элемент 11 и сливается по трубе 16. Нефть и вода собираются в соответствующие емкости (не показано) и оттуда нефть через сектор транспортировки (ТрН) всасывается нефтяным насосом и подается вверх. Чистая вода нагнетается водяным насосом вниз. Все емкости, включая трубу подвода и сепаратор, суфлируются с коммуникацией отвода газа. To describe the operation of the separator, we first turn to figure 1. The oil-water mixture enters the pipe 13. This pipe is mostly flooded in the sector and has only a slit outlet, where the relative flow rate is less than the product speed in the pipe itself. The specific gravity of oil is up to 15-20% less than that of water, and oil has a hydrophobic property with respect to water. Fluids are hydrophilic to their own environment. Both of these qualities are implemented in the immersion sector of the pipe, where the bottom is mostly water and where the top is more oil. Further, the products pass through elements 4, 5, 6 and oil enters the pipe 14. Separation continues at elements 8, 9, 10. The second stage of oil drainage is 15. Water passes through element 11 and is discharged through pipe 16. Oil and water are collected in appropriate containers (not shown) and from there the oil is sucked up by the oil pump through the transportation sector (TrH) and fed up. Pure water is pumped down by the water pump. All tanks, including the inlet pipe and separator, are vented with gas exhaust communication.

При технико-экономической оценке изобретения было установлено следующее. Средняя мощность электродвигателей погружных насосов 200 кВт. Из этой мощности 20% тратятся на подъем нефти, остальные 160 кВт идут на подъем горячей воды. В процессе отстойной сепарации вода охлаждается. Далее она нагревается до температуры 80-90oC или холодной закачивается в нефтенесущий пласт. В ряде случаев создаются крайне неблагоприятные экологические ситуации. Закачка уже горячей воды от уровня сепарации (2000 метров) на относительную глубину 100-200 метров (т.е. 2100 - 2200 м) потребует примерно 16-20 кВт. Экономия электрической энергии на каждой скважине составит порядка 140 кВт. Данное изобретение может быть выполнено и с одной ступенью отвода, и более. При использовании его на поверхности, например, для сепарации эмульсий в металлообработке устройство может содержать собственные насосы, фильтры для задержки механических составляющих и всю необходимую автоматику.During the feasibility study of the invention, the following was established. The average power of electric motors of submersible pumps is 200 kW. Of this capacity, 20% is spent on raising oil, the remaining 160 kW go on raising hot water. In the process of sedimentation, the water is cooled. Then it is heated to a temperature of 80-90 o C or cold is pumped into the oil reservoir. In some cases, extremely unfavorable environmental situations are created. The injection of already hot water from the separation level (2000 meters) to a relative depth of 100-200 meters (i.e. 2100 - 2200 m) will require approximately 16-20 kW. The energy savings at each well will be about 140 kW. This invention can be performed with one step of the tap, and more. When used on the surface, for example, for separating emulsions in metal processing, the device may contain its own pumps, filters to delay mechanical components and all the necessary automation.

Claims (2)

1. Способ разделения неустойчивых эмульсий, включающий процессы гравитационной сепарации с движением предварительно разделенных жидкостей навстречу друг другу в вертикальном направлении, а затем в противоположном направлении с отводом фракции, обогащенной легкими компонентами вверх, тяжелыми компонентами вниз, отличающийся тем, что вводят питательную трубу с продольными вырезами, затапливают ее в средах разделения и осуществляют процесс гидрофобного и гидрофильного разделения, вводят кольцевой канал с радиальными перегородками, а также по крайней мере две ступени отвода для легкой жидкости и по крайней мере одну ступень для отвода тяжелой жидкости и осуществляют в поле гравитационно-центробежных сил процесс разделения жидкостей при последовательном течении, включая и круговое, через отверстия в радиальных перегородках от первой ступени разделения к последней ступени отвода. 1. The method of separation of unstable emulsions, including gravitational separation processes with the movement of pre-separated liquids towards each other in the vertical direction, and then in the opposite direction with the removal of the fraction enriched in light components up, heavy components down, characterized in that the feeding pipe is introduced with longitudinal cutouts, flood it in separation media and carry out the process of hydrophobic and hydrophilic separation, introduce an annular channel with radial partitions, and t At least two stages of removal for light liquids and at least one stage for removal of heavy liquids carry out the process of separation of liquids in the field of gravitational-centrifugal forces in a sequential flow, including circular, through openings in radial partitions from the first separation stage to the last retraction steps. 2. Устройство для разделения неустойчивых эмульсий, включающее гравитационный сепаратор с перегородками, обеспечивающими течение жидкостей навстречу друг другу в вертикальном и горизонтальном направлении, отличающееся тем, что сепаратор выполнен в виде кольцевой емкости с радиальными перегородками, образующими сектора, причем в начальном секторе установлена питательная труба с продольными разрезами, а в секторах отвода размещена, по крайней мере, три трубки, две из которых предназначены для легкой жидкости при последовательном течении через отверстия в радиальных перегородках от первой ступени разделения к последней ступени отвода. 2. A device for separating unstable emulsions, including a gravity separator with baffles, ensuring the flow of fluids towards each other in the vertical and horizontal direction, characterized in that the separator is made in the form of an annular container with radial baffles forming sectors, and a feed pipe is installed in the initial sector with longitudinal cuts, and in the sectors of the drain placed at least three tubes, two of which are designed for light fluid with sequential flow and through holes in the radial partitions of the first separation stage to the last stage of discharge.
RU98112723A 1998-06-26 1998-06-26 Method of separation of unstable emulsions and device for realization of this method RU2157716C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98112723A RU2157716C2 (en) 1998-06-26 1998-06-26 Method of separation of unstable emulsions and device for realization of this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98112723A RU2157716C2 (en) 1998-06-26 1998-06-26 Method of separation of unstable emulsions and device for realization of this method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98112723A RU98112723A (en) 2000-04-10
RU2157716C2 true RU2157716C2 (en) 2000-10-20

Family

ID=20207995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98112723A RU2157716C2 (en) 1998-06-26 1998-06-26 Method of separation of unstable emulsions and device for realization of this method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2157716C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2841832C1 (en) * 2025-02-07 2025-06-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Separator for separating emulsions

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4689158A (en) * 1984-07-03 1987-08-25 A. Ahlstrom Corp. Decanting device for separation of phases of different densities
EP0350906A2 (en) * 1988-07-14 1990-01-17 Stephan Winkelhorst Toroidal chamber separator
RU2053008C1 (en) * 1994-04-14 1996-01-27 Мильчаков Владимир Игоревич Method for separation of unstable emulsions and device for its embodiment
WO1996004058A1 (en) * 1994-07-29 1996-02-15 International Fluid Separation Pty. Ltd. Separation apparatus and method
RU2066226C1 (en) * 1994-05-17 1996-09-10 Юрий Николаевич Рыженко Apparatus for separation of two immiscible liquids

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4689158A (en) * 1984-07-03 1987-08-25 A. Ahlstrom Corp. Decanting device for separation of phases of different densities
EP0350906A2 (en) * 1988-07-14 1990-01-17 Stephan Winkelhorst Toroidal chamber separator
RU2053008C1 (en) * 1994-04-14 1996-01-27 Мильчаков Владимир Игоревич Method for separation of unstable emulsions and device for its embodiment
RU2066226C1 (en) * 1994-05-17 1996-09-10 Юрий Николаевич Рыженко Apparatus for separation of two immiscible liquids
WO1996004058A1 (en) * 1994-07-29 1996-02-15 International Fluid Separation Pty. Ltd. Separation apparatus and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2841832C1 (en) * 2025-02-07 2025-06-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Separator for separating emulsions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4959158A (en) Method for separating disparate components in a fluid stream
US4483774A (en) Oil concentrating method and apparatus
CA2495856C (en) Device for separating multi-phase fluids
US20210031165A1 (en) Method of manufacturing bio-diesel and reactor
US3447683A (en) Separation apparatus and method for mixed impurities on the exposed surface of a liquid body
Peel et al. Process intensification: Higee seawater deaeration
US9284705B2 (en) Oil—water separator
NL8800181A (en) SEPARATOR FOR TWO NON-MIXABLE LIQUIDS.
EP3615168A1 (en) Purification of oil
RU2243168C1 (en) Oil-containing water purification plant
CN101837200B (en) Industrial oil water separation method and system thereof
RU2157716C2 (en) Method of separation of unstable emulsions and device for realization of this method
RU2045982C1 (en) Well production preparation plant
US20020144598A1 (en) Mechanical oxygen scavenger device
RU2158163C2 (en) Method of separation of unstable emylsions and device for realization of this method
RU2157715C2 (en) Method of separation of unstable emulsions and device for realization of this method
JPH0429403B2 (en)
CN1463254A (en) Method for removing oil, grease and grease from water
EP2547413B1 (en) Separation method with a coalescer device
CN211546178U (en) Multistage circulation flotation column and treatment system for oil-field chemical flooding oil-displacement produced water
Hashtochahar et al. Prediction of slip velocity in a Hanson mixer‐settler extraction column
CN202028235U (en) Horizontal type oil-water separation device
RU2221107C2 (en) Method of control over gathering of oil products from water surface and gear for its implementation
CN219751993U (en) High-efficient oil-water separation tank
CN217939182U (en) High-speed emulsion breaking emulsification reaction tank