Трубный нефтегазовый разделитель фаз (ТНРФ)

(51) 01 19/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ разделения) или параллельно (для увеличения производительности) установленных ТНРФ, что позволит частично или полностью отказаться от дорогостоящего технологического оборудования(сепараторы, отстойники, фильтры), применяемого на установках подготовки нефти. Трубный нефтегазовый разделитель фаз (ТНРФ) включает в себя корпус из стандартной трубы, со встроенными,сваренными в жсткий каркас секциями изобразных пластин, для направленного сбора продуктов флотации (газ, нефть) с верхней части пластин, а продуктов сгущения (вода пластовая,песок) - с нижней части пластин на внутреннюю поверхность трубопровода в пленочном режиме. Сбор твердого сгущнного продукта (песка) и воды пластовой осуществляется за счет наклона ТНРФ к горизонтальной поверхности.(72) Янушевский Владимир Алексеевич Кашимкулова Татьяна Владимировна(73) Акционерное общество Научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа(54) ТРУБНЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬ ФАЗ (ТНРФ)(57) Изобретение относится к устройствам для разделения нефтяных эмульсий на газ, нефть, воду пластовую и тврдые примеси. Трубный нефтегазовый разделитель фаз предназначен для использования в нефтегазодобывающей промышленности, в частности для создания сети последовательно 21190 Изобретение относится к устройствам для разделения нефтяных эмульсий на газ, нефть, воду пластовую и тврдые примеси и может использоваться в нефтегазодобывающей промышленности, а так же в других различных отраслях для разделения композиций на фракции жидкость - жидкость - тврдое - газ. Известны устройства,используемые в технологическом оборудовании,разделяющие нефтяную эмульсию на жидкую фазу и попутный газ - сепаратор нефтегазовый НГС 1.0-1200 и НГС 1.0-1600 на нефть, воду и попутный газ - сепаратор нефтегазовый со сбросом воды НГСВ 1.0-2000,НГСВ 1.0-2400 на нефть и воду, с сепарацией незначительного, оставшегося в нефтяной эмульсии газа, - отстойник нефти горизонтальный с перегородками ОГН-П-25-1.0-1 и ОГН-П-50-1,0-1(Каталог выпускаемого оборудования ОАО Уралтехнострой-Туймазыхиммаш. Том . Уфа,2005). Основными недостатками известных устройств являются повышенные требования как к сосудам,работающим под давлением высокая стоимость оборудования производство аппаратов только на специализированных заводах сроки поставки оборудования от 3 до 6 месяцев высокая металломкость на тонну выпускаемой продукции сложность транспортировки и монтажа из-за больших размеров оборудования разделение нефтяной эмульсии максимум на 2-3 фазы невозможность улавливания твердой фазы, что вызывает необходимость периодической зачистки оборудования с остановкой его работы. Наиболее близким к предлагаемому по внутреннему устройству является нефтегазовый сепаратор для разделения газожидкостных сред,содержащий установленные внутри корпуса насадки в виде -образных пластин, собранных из двух одинаковых частей (а.с.1464329, кл. В 01 19/00,1994) Недостаток этого устройства заключается в том,что это аппарат высокой металломкости на тонну выпускаемой продукции,конструкция коалесцирующих пластин имеет малую длину,отсутствует возможность организованного сбора разделяемой жидкости индивидуально с каждой поверхности пластины. Задачей изобретения является создание наклонного технологического трубопровода с простым, наджным и недорогим внутритрубным устройством для повышения эффективности разделения нефтегазовой эмульсии на нефть, газ,воду пластовую и песок, а так же позволяющим конструировать последовательную (для увеличения производительности) или параллельную (для увеличения степени извлечения) сеть ТНРФ с частичным или полным отказом от дорогостоящего технологического оборудования(сепараторы,отстойники, фильтры), применяемого на установках подготовки нефти, и возможность изготовления устройства на базе любой строительно-монтажной организации. 2 Требуемый технический результат изобретения достигается тем, что предлагаемый трубный нефтегазовый разделитель фаз (ТНРФ), снабжн в средней части патрубком для ввода нефтегазовой эмульсии, согласно изобретению состоит из корпуса, выполненного из стандартной трубы, с закреплнными внутри трубы секциями собразными пластинами, установленными одна над другой, под углом в 45 к вертикальной оси трубопровода. В верхней части между смежными пластинами предусмотрены зазоры для флотации пузырьков газа и более легкой по плотности нефти в верхнюю и среднюю часть трубопровода, в нижней части между пластинами и внутренней поверхностью трубы так же предусмотрен зазор для осаждения и сбора в плночном режиме течения более плотной жидкости и тврдых включений в нижней части трубопровода. Конструкция трубного нефтегазового разделителя фаз и поперечного сечения Е-Е приведена на фиг. 1. ТНРФ состоит из корпуса,выполненного из стандартной трубы (1) со встроенными вовнутрь трубопровода секциями (2),набранных-образными пластинами. Длина секции определяется конструктивно по условиям сборки. Расстояние между пластинами (3), длина пластин, количество секций определяется расчтом. Общий вид ТНРФ в рабочем положении приведн на фиг. 2. Принцип работы ТНРФ основан на разделении нефтяной эмульсии между наклонными пластинами с направленным сбором в верхней части пластин продуктов флотации - газ, нефть, а продуктов сгущения - вода пластовая, песок - с направленным сбором в нижней части пластин на внутреннюю поверхность трубопровода с последующим их сбором в нижней части трубопровода. Принцип работы осуществляется следующим образом. Поток нефтяной эмульсии подают через патрубок В в среднюю часть трубы. В ТНРФ нефтяная эмульсия проходит между-образными пластинами,сепарируется(флотируется) на попутный газ и нефть. Нефть через патрубок Г поступает в трубопровод нефти, а попутный газ через патрубок Д - в газовый трубопровод. Осажденная на верхних секциях пластовая вода,вместе с механическими примесями в пленочном режиме стекания, попадает в нижнюю часть ТНРФ,где окончательно отстаивается от тврдых примесей и остатков нефти. Тврдый сгущенный продукт через патрубок Б поступает в грязевой трубопровод, а очищенная от нефти пластовая вода через патрубок А поступает в трубопровод воды пластовой. Постоянное давление в ТНРФ поддерживается регулирующим клапаном на газовой линии. Расход нефти, воды регулируют по уровню раздела фаз. Регулирование, установка уровня (поверхности) раздела фаз в ТНРФ определяется углом наклона трубопровода к горизонтальной поверхности. Сброс песка осуществляют периодически при накоплении заданного уровня. В данной конструкции отношение длины пластины к расстоянию между пластинами 21190 пропорционально отношению скорости исходного потока (нефтяной эмульсии) в поперечном сечении трубы к скорости осаждения капельной жидкости и может достигать кратности К 100. Так, при скорости осаждения капельной жидкости 0,0005 мсек, - скорость эмульсии в ТНРФ при К 100 находится в пределах 0,05 мсек. При диаметре ТНРФ 0,6 метра, длине около 16 м (ТНРФ-600-16) производительность по эмульсии может достигать 50,8 м 3 час или 430 000 м 3 год. Анализ экономического эффекта трубного разделителя фаз ТНРФ-600-16 в сравнении с известными устройствами ОАО УралтехносторойТуймазыхиммаш, выполняющими аналогичные задачи, приведнный в табл. 1, показывает, что ТНРФ-600-16,по своим техническим характеристикам,близок к сепаратору нефтегазовому со сбросом воды НГСВ -1,0-2000, но в тоже время - меньше по объму на 21,8 м 3 легче на 3 880 кг дешевле на 26 435 дол. США и способен улавливать тврдую фракцию. Кроме того, ТНРФ-600-16 является простым,наджным устройством, состоящем из стандарных трубных элементов и может быть изготовлен практически на базе любой строительно-монтажной организации за непродолжительный срок. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Трубный нефтегазовый разделитель фаз для разделения нефтяной эмульсии на газ, нефть, воду и песок, состоящий из корпуса со вставками,отличающийся тем, что корпус выполнен из отрезка технологического трубопровода, а вставки выполнены в виде сваренных в жесткий каркас секций из- образных пластин и установлены одна над другой под углом в 45 к вертикальной оси трубопровода и закреплены внутри трубы с учетом зазоров в верхней части - между смежными пластинами для флотации газа и нефти, и в нижней между пластинами и внутренней поверхностью трубопровода для осаждения в пленочном режиме течения пластовой воды и мехпримесей. Таблица Трубный нефтегазовый разделитель фаз (ТНРФ) Наименование Объм аппарата,в м 3 устройства. Сепаратор нефтегазовый со сбросом воды(НГСВ 1.02000) ТНРФ-60016 Приведенная стоимость на 1 т. изделия