Деэмульсатор горизонтальный-Курсовая работа1

Сырую нефть, содержащую газ и пластовую воду, подают с объектов промыслового сбора (скважин или групповых установок) 1 по трубопро-воду 2. На групповой установке осуществляют замер дебита. По пути движения в сырую нефть могут подавать деэмульгатор через дозатор 3 де-эмульгатора. Затем в поток сырой нефти подают балластную воду с уста-новки 4 товарной подготовки нефти по трубопроводу 5. Сырую нефть тщательно перемешивают в смесителе 6 с балластной водой.
Нефте-газо-водную смесь после смесителя 6 под давлением 3-6 ата подают в сепаратор 7 гидроциклонного (или другого) типа, где происхо-дит отделение основного колличества газа. Из этого сепаратора смесь по-дают в совмещенный сепаратор 8. Интенсивное выделение газа из сырой нефти в сепараторе 7 приводит к более тщательному перемешиванию сы-рой нефти с балластной водой и к началу разрушения водо-нефтяной эмульсии. Выделившийся газ по коллектору 9 с эжектором 10 подают под собственным давлением на прием газокомпрессорной станции или непо-средственно на газобензиновый завод, или другим потребителям.
Нефте-газо-водную смесь в сепараторе 8 через распределительное устройство 11 подают под водяную подушку 12. Уровень водяной подуш-ки поддерживают постоянным и равным 1 м. Зависимости от обводненно-сти сырья и производительности уровень водяной подушки может быть изменен.
Действие на сырую нефть тепла и деэмульгатора, содержащегося в балластной воде, а также при необходимости специально подаваемого че-рез дозатор 3 реагента при вертикальном движении через слой воды и столб жидкости приводят к разрушению эмульсии и предварительному обезвоживанию и обессоливанию сырой нефти. Дополнительное выделение газа приводит к дополнительному перемешиванию эмульсии и ее разру-шению, что еще более интенсифицирует процесс частичного обезвожива-ния и обессоливания.
Частично обезвоженную и обессоленную нефть подают в отсек 13, образованный перегородкой 14, из которого под давлением на установку 4 товарной подготовки нефти, где давление поддерживается в пределах 2-4 ата, и обработку ведут термохимическим (термическим или другим) спо-собом.
Сточную воду, отделившуюся в сепараторе 8, подают на блок очист-ки 15. Очищенную сточную воду с блока очистки подают в систему под-держания пластового давления. Отстоявшуюся нефть с блока очистки 15 возвращают на установку 4 товарной подготовки нефти.
Отсепарированный газ через брызгоулавливатель 16 под давлением, поддерживаемым в сепараторе, подают в сборный газовый коллектор 9.
На установке 4 нефть доводят до товарной кондиции и подают за счет разницы давления в буферную емкость 17, где поддерживают давле-ние порядка 1 ата. Выделившийся газ при товарной подготовке нефти так-же подают за счет разницы давления в буферную емкость 17 по коллекто-ру 18 через регулятор давления 19, а выделившуюся при этом балластную воду с установки 4 вновь подают насосом в поток сырой нефти.
В буферной емкости 17 за счет зеркала газосепарации при давление порядка 1 ата происходит окончательное выделение газа, который эжек-тором 10 подают в общий газовый коллектор. Товарная нефть через за-мерное устройство 20 непрерывно откачивается потребителю.
Необходимым условием стабильности режима и высокой производи-тельности является непрерывность потока сырья.
Сепарационная установка и установка товарной подготовки нефти выполнены блочными, что обеспечивает увеличение производительности по мере увеличения добычи и роста обводненности сырой нефти. При этом типо-размеры установок выбираются в зависимости от производительно-сти промысла.

Устройство состоит из корпуса 1 с патрубками для ввода нефти 2, вывода обезвоженной нефти 3, отвода газа 4, сброса воды 5 и подвода пресной воды 6. К патрубку 2 через изолятор 7 подсоединен полый элек-трод 8 с перфорацией 9, служащей для разбрызгивания нефти. К электро-ду 8 через проходной изолятор 10 подводится высокое напряжение от ис-точника постоянного тока. Ниже полого электрода 8 расположен пори-стый электрод 11, который прикреплен к корпусу 1 и вертикальной пере-городке 12. Перегородка 12 и электрод 11 образуют камеру электрообра-ботки, причем электрод 11 отделяет последнюю от остального объема от-стойной емкости. Над пористым электродом 11 размещена система перфо-рированных труб 13, соединенная с патрубком 6 подвода пресной воды.
Устройство работает следующим обазом
Водонефтянная эмульсия вводится через патрубок 2 в полый элек-трод 8 и разбрызгивается через перфорацию 9 на пористый электрод 11. За счет избыточного давления, создаваемого при подаче эмульсии в каме-ру электрообработке, эмульсия перетекает в отстойную часть корпуса 1. Оптимальный перепад давления поддерживают отводом газа через патру-бок 4. В процессе разбрызгивания эмульсии через полый электрод 8 кпли нефти и содержащиеся в ней глоблы воды приобретают индуцированный электрический заряд. Поэтому при прохождении эмульсии через пористый электрод 11 происходит осаждение заряженных глобул воды на пористой поверхности электрода 11. После этого разрушенная эмульсия попадает в отстойную часть корпуса 1, где происходит окончательное разделение эмульсии на безводную нефть и воду. Обезвоженная нефть отводится через патрубок 3, а вода, накапливающаяся на дне корпуса 1, через патрубок 5 сбрасывается в дренаж.
Для улучшения качества обессоливания нефти через патрубок 6 по-дают пресную воду в систему перфорированных труб 13, расположенных в камере электообработки над пористым электродом 11. Благодаря оро-шению электрода 11 на его пористой поверхности обазуются пленки прс-ной воды, роисходит интенсивный масообмен пресной и соленой пластовй воды, чем достигается снижение концентрации солей в эмульсионной воде. Целесообразно осуществлять орошение электрода 11 через разбрызгива-тели,благодаря чему массобмен начинается еще в газовой фазе в камере электрообработки.
Таким образом, в предлагаемом устройстве за счет индукционной зарядки эмульсии при разбрызгивании через полый элкектрод и электри-ческого осаждения воды при протекании эмульсии отстойную емкость че-рез пористый электрод достигается высокая эффективность процесса обез-воживания и обессоливания нефти.

РИС 2
Электрогидратор имеет емкость 1, внутри которой расположены электроды 2, вертикальная перегородка 3, и перевернутый горизонталь-ный лоток 4, снабженный распределителем 5 эмульсии. Перегородка 3 де-лит емкость на камеру электрообработки 6 и газоотделения 7. Часть пере-вернутого лотка 4, расположенная в камере 7 газоотделения, выполнена с отверстиями 8 и снабжена днищем 9.Емкость имеет патрубок 10 выхода газа, снабженный каплеуловителем 11, патрубок 12 выхода нефти и па-трубок 13 выхода воды.
Описание работы электрогидратора.
Эмульсия, содержащая газ, поступает по распределителю 5 под пе-ревернутый лоток 4. Выделившийся газ скапливается под лотком 4, созда-вая избыточной давление и вытесняя эмульсию из-под лотка. При сниже-нии уровня эмульсии под лотком до отверстий 8 газ выходит через них в камеру газоудаления, которая отделена от камеры электрообработки 6 вертикальной перегородкой 3.Газ выходит через слои воды и нефти и от-водится через патрубок 10, имеющий каплеуловитель 11.Эмульсия из-под лотка поступает в слой воды в емкости и затем проходит электроды 2. Чтобы не обработанная эмульсия не поступала из-под лотка в камеру га-зоудаления, часть лотка, расположенная в этой камере, снабжена днищем.Нефть всплывает в емкости, перетекает через верх перегородки 3 в камеру 7 газоудаления и выводится через патрубок 12.Вода скапливается в нижней части емкости и выводится через патрубок 13.
Электрогидратор предлагаемый конструкции исключает попадание газовой фазы в дальнейшей нефтеобработки, что позволяет повысить про-изводительность аппарата и обеспечить его взрывобезопасность.

РИС 3
С целью повышения эффективности работы электрогидратора, воз-можности обработки высокообводненных нефтей, уменьшения потребляе-мой мощности, возможности изменения режима обработки в процессе де-гидратации, уменьшения вероятности поверхностных пробоев в предлага-емом электрогидраторе заземленные электроды выполнены в виде ряда концентрически расположенных полуцилиндров, а высоковольтные элек-троды – в виде коаксиальных цилиндров, разрезанных на кольца, образу-ющие вместе с заземленными электродами отдельные секции. Обрабатыва-емая нефть проходит через отдельные секции последовательно. Каждую секцию можно питать от независимого источника напряжения.
Для уменьшения вероятности поверхностных пробоев высоковольт-ные изоляторы выполнены в виде диэлектрических экранов, имеющих изо-гнутый профиль со скошенными концами для крепления высоковольтных электродов.
На рисунке изображен предлагаемый электрогидратор, продольный и поперечный разрезы.
Электрогидратор нефти содержит ряд коаксиальных цилиндров, по-мещенных в корпус 1 и разрезанных на кольца 2, образующие систему высоковольтных электродов. Корпус дегидратора, центральный целиндр 3 и сплошные полуцелиндры 4 заземлены. Ряд коаксиальных колец 2 и за-земленные электроды образуют отдельные секции дегидратора. Электро-ды крепятся на диэлектрических экранах 5. Все высоковольтные электро-ды, относящиеся к одной секции, подключены к одному источнику высоко-го напряжения 6, погруженному в масло, и, следовательно, находятся под одинаковым потенциалом.Для повышения взрывобезопасности часть це-линдров, находящихся вне нефти, покрыта диэлектриком 7, а объем де-гидратора, свободный от нефти, заполнен углекислым или инертным га-зом.Диэлектрические экраны 5 прилегают и к заземленному, и к высоко-вольтному электродам. Экраны обработаны на скос, их толщина вблизи слоя нефти близка к нулю. Так как фторопласт не смачивается эмульсией, можно считать, что поверхностный пробой полностью исключен.Нефть поступает в дегидратор по штуцеру 8 и заполняет несколько меньше поло-вины объема внешнего целиндра корпуса 1. По центральному целиндру 3 нефть не протекает, так как из-за отсутствия электрического поля процесс дегидратации там не проходит. Очищенная нефть выходит по штуцеру 9.
При питании от независимых источников наличие ряда секций обес-печивает отключение лишь малой доли рабочего объема дегидратора при образовании цепочек глобул. Действительно, при 20 секциях отключение одной из них меняет объем всего лишь на 5%. Время нахождения эмульсии в поле выбрано примерно на 10% большим, чем требуется для нормаль-ной дегидратации, поэтому изменение рабочего объема на 5-10% не уменьшает эффективности работы системы.
Разрушение цепочек глобул в предлагаемом дегидраторе осуществ-ляется за счет снятия напряжения и не требуется затраты мощности.
Предлагаемый электрогидратор позволяет производить дегидрата-цию высокообводненных нефтей, более эффективно использовать объем установки, изменять режим в процессе обработки нефти, осуществлять вы-бор оптимального режима в соответствии с физико-химическими свой-ствами нефти.
Рис 4
Для повышения скорости и степени обезвоживания и обессоливания нефти предлагается поверхность границы раздела фаз нерасслоившейся нефтеводянной эмульсии и воды подвергать переодическому возмущению, например путем периодической подачи поступающей на отстой нефти под слой нерасслоившейся нефтеводянной эмульсии в отстойнике.При этом происходит «встряхивание» промежуточного слоя и процесс коалесценции глобул с друг другом принимает лавинообразный характер. Для такого возмущения поверхности границы раздела фаз могут быть использованы любые пригодные для этой цели устройства, например устройство для со-здания слабого гидравлического удара.
Частота и интенсивность импульсов возмущения границы раздела фаз устанавливается в зависимости от физико-химических свойств нефтя-ной эмульсии и режима работы отстойной аппаратуры.
Нефть по сырьевой трубе 1 через открытый клапан 2 переодически перепускается по коллектору 3 через сопла 4 под уровень раздела фаз нефть – вода. Ударное действие струй обеспечивает возмущение промежу-точного слоя, представляющего собой концентрированную эмульсию из плотно упакованных глобул пластовой воды и реагентоносителя, и интен-сивное разрушение глобул воды в этой зоне.
Проверка описываемого способа в лабораторных условиях показа-ла,
что время отстоя нефти, по сравнению с известным способом, уменьшается на 20-25% или при одинаковом времени отстоя остаточное содержание воды в нефти уменьшается на 20%.
Способ обезвоживания и обессоливания нефти путем ее отстоя в при-сутствии деэмульгаторов, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости и степени обезвоживания и обессоливания, поверхность границы раздела фаз нерасслоившейся нефтеводянной эмульсии и воды подвергают переодическому возмущению.

РИС 5
Деэмульсатор состоит из емкости 1, штуцеров ввода смеси 2 и выво-да разделившихся фаз: воды3, нефти 4 и газа 5.
В зоне завершения выделения свободной воды смонтирован трубный с соплами распределитель 6 для подачи рабочего агента (нагретой про-дукции) 7.
Рабочий реагент 7 (нефть, эмульсия, вода), взятый непосредственно из процесса и нагретый с помощью теплообменника или печи, подается насосом внутрь емкости 1 деэмульсатора с помощью распределительного устройства 6, представляющий из себя перфорированную трубу с сопла-ми.
При этом нагретый рабочий реагент подается широким профилем по сечению аппарата в виде затопленных струй, создающих гидродинамиче-скую структурированную (решетку) систему, пронизывающую объем об-рабатываемой эмульсии.
В свою очередь обработанная деэмульгатором эмульсия, собираемая с нефтяных скважин, поступает внутрь деэмульсатора и, занимая соответ-ствующий объем емкости, просачивается сквозь гидродинамическую ре-шетку, обтекая и контактируя с ней.
Перемещение эмульсии, в которую вытекает струя, под определен-ным углом к оси струи приводит увеличению интенсивности турбулентно-го обмена количеством движения между двумя потоками. В результате об-разуются вихревые зоны. Макрочастицы вихревой зоны дискретно обнов-ляются за счет массообмена турбулентного ядра струи с потоком эмуль-сии, при этом за счет контакта и перемещения происходит переход тепла от струй к потоку эмульсии, проходящему через гидродинамическую ре-шетку. Также происходит смешение и слияние однородных по физико-химическим свойствам капель.
За счет одновременности совокупности перечисленных воздействий (термическое, химическое, гидродинамика затопленных струй) прочность защитного слоя глобул снижается и процесс разрушения эмульсий ускоря-ется.
Температура нагрева подаваемого рабочего реагента, выбор состава самого агента (нефть, нефтяная эмульсия, вода, их смесь с деэмульгато-ром), фронтальная и/или объемная плотность затопления струй, их форма (плоская или круглая), а также количество источников подачи рабочего агента на аппарат зависят от физико-химических свойств обрабатываемой нефтяной эмульсии, термобарических условий промысла и конкретно ре-шаемых задач и определяются инженерным расчетом.
Дальнобойность струи определяется также инженерным расчетом в зависимости от оптимально поддерживаемой толщины слоя эмульсии в аппаратах.
Простота осуществления способа при использовании для инженера-нефтяника методов подготовки нефти ( например, теплохимического воз-действия) не исключает его технологичности и гибкости к различным условиям промысла.
Так, предусмотрев организацию подвижности узла подачи рабочего агента, например с помощью осей, с возможностью регулирования углов наклона распределительного устройства с наружи аппарата, можно обес-печить обработку нефтяных эмульсий различных свойств и составов