Аппарат для совместной подготовки нефти и воды института «Гипровостокнефти»

В конструкцию заложена технология, предусматривающая разделение эмульсии после её разгазирования и обработки деэмульгатором при динамическом отстаивании в течение 5-10 мин с образованием двух потоков: частично обезво­женной эмульсии и загрязнённой сточной воды. Затем эти потоки контактируют при их встречном гравитационном движении подачей потока частично обезвожен­ной эмульсии в слой воды, а потока загрязнённой воды – в слой частично обезво­женной нефти. Аппарат (рис.2.30) представляет собой горизонтальную цилиндриче­скую ёмкость, разделённую двумя близкорасположенными поперечными перего­родками на секции расслоения, обезвоживания и очистки воды, причём первая за­нимает лишь 10 % общего объёма сосуда.

Вода

Нефть

Нефть

Эмульсия

Вода

A

A

A - A

Рис.2.30. Схема аппарата для совместной подготовки нефти и воды ин-та «Гипровостокнефть»:

1 – корпус; 2 – поперечные перегородки, 3 – распределители; 4 – регулятор уровня нефть-вода; 5 – штуцер выхода нефти; 6 – секция отстаивания; 7 – секция обезвоживания и очистки воды;

8 – секция расслоения; 9 – продольные перегородки; 10 – отверстия для перетока

Продукцию скважин, предварительно отсепарированную и обработанную реагентом-деэмульгатором, вводят в секцию расслоения, где поток разделяется на нефтяную эмульсию и воду, требующую очистки. Из секции расслоения по специ­альным каналам, образованным поперечными и продольными перегородками неф­тяная эмульсия и отделившаяся вода попадают в нижнюю и верхнюю части секции обезвоживания и очистки воды. Потоки распределяются по сечению аппарата дли предотвращения образования застойных зон, обеспечения их вертикальности и, сле­довательно, максимального использования единицы объёма сосуда через безнапор­ные распределители. Выйдя из них, нефтяная эмульсия и загрязнённая вода контак­тируют при встречном капельном гравитационном движении. При этом капли неф­ти, загрязняющие воду, соприкасаются с распределенным потоком всплывающей эмульсии, укрупняются, сливаются в поток, уменьшая содержание нефти в воде. Дисперсные включения воды и эмульсии подвергаются воздействию потока осаждающей воды. Процесс взаимоочистки идёт почти по всей высоте аппарата. Восхо­дящий поток нефти интенсифицирует очистку воды, а эффективность обезвоживания повышается за счёт образования смеси в области контактирования с капельным фильтром. Уровень раздела фаз нефть-вода в секции обезвоживания нефти и очистки воды поддерживается регулятором, а в секции расслоения устанавливается за счет разности высот столбов жидкости во второй секции и переточных каналах. Частично обезвоженную нефть с содержанием воды до 10 % выводят из верхней части аппарата, а очищенную воду – через штуцер. Характерно, что дополнительная подача в верхнюю часть аппарата загрязненной воды не ухудшает, а повышает эффективность обезвоживания нефти. В пластовой воде содержание нефти составляет 10-30 г/м³. Это соответствует аналогичному показателю сточной воды, выделившейся при разрушении эмульсии. Дополнительная очистка воды при этом не требу­ется.

Аппарат для предварительного обезвоживании нефти (СибНИИНП)предназначен для работы в условиях, когда возможно образование и отло­жение солен (карбонатов) на технологическом оборудовании, запарафинирование и значительный вынос механических примесей и шлама из систем сбора. В этих слу­чаях все рассмотренные выше конструкции аппаратов, оборудованные распределителями в виде перфорированных труб или лотков, непригодны из-за быстрого за­бивания отверстий в процессе эксплуатации.

Аппарат СибНИИНП (рис.2.31) работает следующим образом: водонефтяную эмульсию, разгазированную на предыдущей ступени и частично разрушенную обработкой реагентом с использованием специальных устройств, подачей рециркулируемой воды, нагревом и другими способами, подают в газосепарационный отсек в слой жидкости.

Здесь происходит отделение остаточного газа. Затем эмульсия за счет разно­сти уровней перетекает под вертикальной перегородкой в водоотделительный от­сек, в котором водная зона отгорожена другой перегородкой для устранения возму­щений, вносимых входным потоком жидкости. При движении разрушенной эмуль­сии в водоотделительном отсеке происходит отделение воды за счет гравитацион­ных сил. Воду выводят из аппарата через патрубок, расположенной под горизон­тальной перегородкой, предотвращающей унос нефти потоком воды. Частично обезвоженная нефть переливается через третью вертикальную перегородку в буфер­ный отсек, откуда её подают на дальнейшую подготовку. Уровень воды вводоотде­лительном и буферном отсеках поддерживают с помощью регуляторов. Уровни нефти в газосепарационном и водоотделительном отсеках не требуют автоматического поддержания, так как их постоянство обеспечивается вертикальными перегородками.

Вода

Вода

Нефть

Нефть

Газ

Газ

Эмульсия

Эмульсия

Рис. 2.31. Схема аппарата для предварительного обезвоживания

нефти СибНИИНП:

1 – газосепарационный отсек; 2, 3, 5 – вертикальные перегородки;

4 – регулятор уровня вода-нефть; 6 –регулятор уровня нефть-газ;

7 – патрубок для сброса воды; 8 – горизонтальная пере­городка

2.2.2. Аппараты для разделения системы
нефть-вода-механические примеси

Нефтеловушки обеспечивают отделение и нефти, и механических примесей. Их проектируют исходя из скорости потока 5-10 мм/с со временем пребывания в аппарате порядка 2 ч. Это как правило железобетонные параллельные секции с шириной 3-6 м, длиной 18-36 м, глубиной 2,6-3,6 м при толщине потока воды 1,2-2 м. Возможен механизм подогрева улавливаемой нефти и ряд других приспо­соблений. В нефтеловушках полностью задерживаются глобулы нефти со средним диаметром более 80 мкм. Однако нефтеловушки сложны в эксплуатации и посте­пенно вытесняются. Если на входе в нефтеловушку сточные воды содержали нефть не более 5000 мг/л, а механических примесей не более 500 мг/л, то после аппарата их среднее содержание будет находиться в пределе 100-150 и 50-100 мг/л соот­ветственно. На рис.2.32 изображена конструкция типичной нефтеловушки.

Вода

I

II

III

IV

V

VI

Рис. 2.32. Схема типичной нефтеловушки

Сточная вода потоком I попадает в распределительную камеру 1 со щелевой перегородкой, а оттуда в основную осадительную секцию. Очищенная вода выводится с установки потоком II. Для задерживания всплывшей нефти служит полупогружная перегородка 5. Задержанная нефть выводится потоком IV через специаль­ные трубы с поворотными патрубками. Осадок механических примесей с помощью скребкового механизма 3, приводимого в движение электромотором 2, потоком III сгребают в приямок 4, откуда удаляют гидроэлеватором 6 в виде пульпы (поток VI), для чего в него потоком V подают воду.