Способ регулирования процесса деэмульсации нефтяной эмульсии

Способ регулирования процесса деэмульсации нефтяной эмульсии

Иллюстрации

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