Способ регулирования процесса деэмульсации нефтяной эмульсии

Иллюстрации

Способ регулирования процесса деэмульсации нефтяной эмульсии (патент 899633)
Способ регулирования процесса деэмульсации нефтяной эмульсии (патент 899633)
Способ регулирования процесса деэмульсации нефтяной эмульсии (патент 899633)
Способ регулирования процесса деэмульсации нефтяной эмульсии (патент 899633)
Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н.ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсимн

Социалистических

Республик

< 899633 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. К.а. (22) Заявлено 16. 06. 80 (21) 2941395/23-26 с присоединением заявки РЙС 10 С 33/00

G 05 0 27/00

Гвсударстввнный квмитет

СССР (23) Приоритет во делан нзабретеннй н открытий

Опубликовано 23 01 82 Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 23.0 1. 82 (53) УДК 66.012-52(088.8) д.д.абдуллаев, Г.M.ÀõìàäèåB, M.À.Èåõòéåâ, А;;и заев и P.Ä.Äèíååâ (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский и проектный институт. по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (71) Заявитель (S4) С ОСОБ Р УЛИРО6АНИЯ ПРО((КССА ДКЭМУЛЬСА((ИИ

НЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ!

15

Изобретение относится к управлению уровнем раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды в процессе обезвоживания нефтяной эмульсии в установках комплексной подготовки нефти и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен также способ регулирования уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и воды с применением емкостных датчиков для измерения уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды с воздействием на расход сбрасываемой из отстойника пластовой воды (1) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ регулирования уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды в зависимости от перепада гидростатических давлений, измеренных между двумя точками, расположенными в эмульсионной и водной фазах жидкости в отстойнике (2) .

Недостаток известных способов заключается в том, что они не учитывают изменения скорости падения глобул воды в эмульсионной части жидкости в отстойнике и скорости движения массы эмульсии в противоположном направлении. Если при пониженной разности скорости падения глобулы во,ды и скорости движения массы эмульсии в противоположном направлении увеличить уровень раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды, то концентрация воды в эмульсии на выходе процессе обезвоживания растет> и наоборот.

Следовательно, изменением уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды в отстойнике при различной разности укаэанных скоростей можно увеличить точность регулирования концентрации воды в нефтяной

899633 эмульсии на выходе процесса обезвоживания.

Цель изобретения - повышение точности регулирования концентрации воды в нефтяной эмульсии на,выходе процесса обезвоживания.

Указанная цель достигаетcR тем, что при регулировании уровня раздела фаз в нефтяной эмульсии и пластовой воды вводят коррекцию по скорости падения глобул воды в нефтяной эмульсии и скорости движения массы нефтяной эмульсии в противоположном направлении.

Кроме того, скорость падения глобул воды в нефтяной эмульсии определяют из уравнения

2г (О-d) °

9ь а скорость движения массы нефтяной эмульсии из уравнения

0и.э

V =---м где г — радиус глобулы воды;

D u d - плотность воды и нефти;

g - ускорение свободного падения; вязкость среды;

Q — расход нефтяной эмульсии и.э на выходе отстойника;

F — площадь сечения отстойника на уровне раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды.

На чертеже показана принципиальная

35 схема реализации предлагаемого способа.

Схема включает трубопровод 1 подачи нефтяной эмульсии, отстойник 2, о трубопровод 3 вывода пластовой воды, трубопровод 4 отвода нефтяной эмульсии, датчики g и 6 уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды; дифманометр 7, регулятор 8 уровня раздела фаз, исполнительный

45 механизм 9, вычислительный блок 10, датчик 11 вязкости среды, датчик 12 расхода нефтяной эмульсии на выходе процесса обезвоживания и датчик 13 концентрации воды в нефтяной эмульсии на выходе процесса.

Нефтяная эмульсия по трубопроводу

1 поступает в отстойник 2 процесса обезвоживания, а по трубопроводу 3 выводится отстоявшаяся пластовая во- 5> да. Нефтяная эмульсия с небольшой концентрацией воды выводится из отстойника по трубопроводу 4. Уровень

Янэ

V м (2) где V è V — соответственно скорости падения глобул воды в нефтяной эмульсии и движения массы нефтяной эмульсии в противоположном направлении; радиус глобулы воды; плотности воды и нефти; ускорение свободного падения; вязкость среды; расход нефтяной эмульсии на выходе отстойника; площадь сечения отстойника на уровне раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды, ьный блок определяет ь

0 и

Вы чи слит ел также разност

2r (D-d) q / -1/

9 где V - номинальное ности.

О. н.э.

--- - -- = V (3)

О 1 значение разЧем меньше радиус глобулы воды, согласно уравнению (1), тем меньше скорость его падения в нефтяной эмульсии. Следовательно, глобулы раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды в отстойнике измеряется датчиками 5 и 6 и дифманометром 7, выход которого соединен с регулятором 8 уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды. Выходной сигнал регулятора 8 поступает на исполнительный механизм 9, установленный на трубопроводе выброса пластовой воды из отстойника.

Для определения скорости падения глобул воды в эмульсии и скорости движения массы нефтяной эмульсии в противоположном направлении, а также их разности использован вычислительный блок 10, который получает информацию от датчиков 11-13 соответственно вязкости среды, расхода нефтяной эмульсии и концентрации воды в ней и дифманометра 7.

Алгоритм функционирования вычислительного блока основан на следующих зависимостях

2г (О-d) q /к (1)

899633 / л

Я ню. м р где r

Gad

5 воды с относительно большими радиусами при падении в нефтяной эмульсии могут догонять, сталкиваться и сливаться с глобулами воды с относит ел ь но меньшими радиусами, образуя глобулы воды, обладающие большей скоростью падения в нефтяной эмульсии. При большом уровне раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды глобулы воды с относительно мень- te шими радиусами могут уноситься с движущейся массой нефтяной эмульсии, не успевая сталкиваться с другими глобулами воды. При этом концентрация воды в нефтяной эмульсии на вы- !5 ходе процесса возрастет и для уменьшения ее необходимо уменьшить уровень раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды, что зависит от разности Ч» -V„, Это показывает пра- zo вильность выбора цели и ее схемного решения .

Система автоматического управпения, реализующая предлагаемый способ, работает следующим образом. 2s

На основе информации об изменении. вязкости среды, величины уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды в отстойнике, расхода нефтяной эмульсии и концентрации во- Зв ды в ней на выходе процесса обезвоживания вычислительный блок с учетом алгоритма (3) вырабатывает сигнал, пропорциональный величине разности скорости падения глобул воды и скорости движения массы нефтяной эмульсии s отстойнике в обратном направлении, который поступает на вход регулятора уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды в качестве задания. При уменьшении разности

V„ -V против номинала регулятор уменьшает величину уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды и наоборот.

Внедрение предлагаемого способа может способствовать уменьшению среднеквадратичного отклонения концентрации воды в нефтяной эмульсии на выходе процесса относительно известно го спос оба на 6- 83 .

4 формула изобретения

1. Способ регулирования процесса деэмульсации нефтяной эмульсии путем регулирования уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды в отстойнике в зависимости от перепада гидростатических давлений, измеренных между двумя точками, рас положенными в эмульсионной и водной фазах жидкости в отстойнике, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования концентрации воды в нефтяной эмульсии на выходе процесса обезвоживания, при регулировании уровня раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды вводят коррекцию по разности скорости падения глобул воды в нефтяной эмульсии и скорости движения массы нефтяной эмульсии в противоположном направлении.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью падения глобул воды в нефтяной эмульсии определяют из уравнения а скорость движения массы нефтяной эмульсии из уравнения

- радиус глобулы воды; плотность воды и нефти;

- ускорение свободного падения;

- вязкость среды;

- расход нефтяной эмульсии на выходе отстойника;

- площадь сечения отстойника на уровне раздела фаз нефтяной эмульсии и пластовой воды .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Акимов В.Ф. и др. Автоматизация промысловой подготовки нефти и транспорта газа. Гостопиздат, 1968, с.8О-81.

2. Там же, с.68-69, ° 69 33

Составитель P Клейман

Редактор И.Николайчук Техред N.Ãàéäó Корректор H.Ñòåö

Заказ 1201 i34 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, ч