РД 39-1-1194-84
Технологический процесс подготовки промысловых сточных вод по способу диспергирования для поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях

ТЫШ0101ИЧВСКИЙ ПРОЦЕСС ЭОДГОТОЕКИ ПР0ШСЮШ1 СТОЧНЫХ ВОЛ ПО СПОСОБУ даСПЕРШЮВАШЯ Д1Я гюд-дерьшия аистового ДАШЬНИЯ НА нвгаая МЕСТО-НЯЦВИН1 РЯ Э9-1-Н94-84

УТВЕРЖДАЮ:

Первый Заместитель Министра не«^ття-л ной промышленности (| ^^^^ЙТИгревскиЙ ”01* /г._1984    Г.

TEXi 10Д0ГИЧЕС10Й! ПГОЦВСС ПОДГОТОВКИ ПРОМЫСЛОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД НО СПОСОБУ ЛИС ЦИТИРОВАНИЯ №1 ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ ИА НВЙЯ1ШХ МВСТОГЧЩЕШШ

РД 39 - I-II94H04

Настоящий документ разработан:

Всесоюзным,. нвфР^га^ов!« нвучно-исследовательокиу институтом

/внии/ V-    »

Директор ВНИИ    ^—-Д Г.Г.Вахитов

, .^<,.£.,1984 г.

<j£' -в.И;Гусев ’

"    1984    Г.

Ответственные исполнители:

Заз. лабораторией подготовки _v‘/'    />^~у

воды для систем ШЩ    v    ..'?А-у.сМ' / ’ В.Г.Пэревало<

^щ3"^щ п.^. у.У I9P4 Г.

Ст. научн. сотрудник лаборатории подготовки воды    г—- ■

для оистем ППД     |Л.Н.Кудрярцро|

"    "_1931    г.

СОГЛАСОВАЛО:

/ Начальник Технического упрявло1гия МНИ

в

•1.6. Производительность одного гидродинамичес кого диспергатора в зависимости от конструкции колеблется от 1400 до 2100 м^/сут. Для обеспечения производительности КИС они монтируются в блоки из нескольких штук.

4.7.    Привязка оборудования, ояботаю'цего по технологическому процессу диспергирования, должна осуществляться с соблюдением требований ВНГП-Э-77 "Нормы технологического проектирования объектов сбора, транспорта и подготовки нефти, raja и воды нефтянкх 1.ж торождений.

4.8.    В приложении приведена инструкция по применению i эксплуатации технологического процеооа и модернизированных гидродинамических диоиергпторов.

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИВ СРОДСТВА ДЛЯ ОСУШПСТВЛЕНИЯ ТЕХ! ЮЛ01МЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

5.1. Необходимо следующее оборудование г

5.1Л. Резервуары-отстойники или другие отстойные сооружения для отстаивании нефти от промысловой сточной воды с целью ее утилизации и отделения механических примесей, иооле которых монтируется технологический узел диспергирования.

5.1.2.    Гидродинамические диспергаторы.

5.1.3. *Технелогические насосы для подачи промысловой сточной воды па гидродинамические диспергаторы.

П.1.4. Водоводы от резервуаров-отстойников или нефтеловушек к насосам, гилоодинамическим диспергаторам и далее к КИС.

5.1.5.    Манометры и пробоотборнне краны на трубопроводе до и после гидродинамических дисиерветоров.

5.1.6.    Расходомеры на линии полгчи промысловой сточной воды на гидродинамические диспергаторы,

5.1.7.    Задвижки до и После гидродинамических диспергаторов для их отключения при проведении профилактики и ремонтных работ.

5.1.8.    Сетчатый фильтр с размерами ячеек 5x5 мм для преДотвпащечия загрязнения гидродинамических диспергаторов различными крупными примесями, попаотими в промысловую сточную вопу.

/с

6, вдрцдинлмические диспергаторы внии

6Л. Гидродинамшоокий днопергатор о резонирующей плаотиной* 6.1.I* Гидродинамический диопергатор о резонирующей пластиной /риб. 2/ продотезляет ообой корпуо 3, в котором разметаны сопло 2цко :солъно закрепленная резонирующая пластина 4.

На внешней стороне корпуса нрщусмг грено уотройотво I для регулирования зазора между оотрием плаотины и щелью сопла.

6.1.2. Принцип дейотвиж гидродинамического диоиергатора о резонирующей плаотиной оонован на известном в гидравлике эффекте создания вихрей воды при встрече ее о препятствием необтекае-Moit формы и острп м углами.

оЛ.З. Промысловая оточная вода, содержащая не(]ть и механические примеси,центробежным насосом /наоооамн/ по^гаетоя на диоппргогор /блок диспергаторов/. Проходя через оопло, отрул воды сжимается, затек., вытекая о большой окоростью ми узкой щели соплп, расширяется и ударяете.. об оотрме пластины, орывает-оя о идго, 31.1ихряется и приводит в.колебание плаотину. При иепрерыниом истечении воды вихри, следуя один за другим, создают чередование периоличсс^си изменяющихся перепадов давления в зоне вихреобразования, и результате чего возникают звуковые ж ультразвуковые волны и овязанный о нипи пропесо кавитации, производящий диспергирование ипимеоей в сточной воде.

6.1.4. При прохождения фазы воля?!, соядшодей разряжение /полупар».ол растяжения/, струя промысловой сточной вбди рввтв*, в ней образуется большое количество разливов в виде кавитаыюи-инх н;оы| ькпв. При и, одежден»ш другой фазы водим /цолуяерис,, сжатия/ кпнитагиопине пузцт*ки впхлопы даются, при этцм рвввиваве-г большие г^ст'П-е мгновенные плплв1тл, развивающие /дионор^Ттгрую*

I - регулв заочно2 устроЗство; 2 - сопло; 3 - кг-...ус;

4 - резон* дующая пластана; 5 - узел крепленая резонгру-дй! дльстхлк.

/г

щие/ частицы примесей в сточкой воде. Совпадение частоты колебания резонирующей пластины с частотой следования вихре!! воды увеличивает интенсивность процесса кавитации, усиливает его диспергирующее действие на частицы нефти и механических примесей в промысловой сточной воде.

6.1,5. При изготовлении гидродинамических диспергаторов с резонирующей пластиной следует соблюдать слодуюмще практические рекомо ндации•

6.1.5.1.    Сопло должно иметь плавный переход под углом ',!6-30° от круглого сечения к. узкой прямоугольной щели и наименьшее гидравлическое сопротивление при протекании промысловой сточной воды.

6.1.5.2. Для обоспечеиил устойчивой плоской струи воды, участок щели с параллельными стенками на выходе, из сопла должен быть в 2,5-3 раза больше ширины пели. Отношение длины щели к

ее ширине должно быть в пределах 10-23.

6.1.5.4. Резонирую чая пластина должно иметь равнопрочное сечение /рис. 3/.

6.Д.5.5. Тол'цииа резонирую юй пластины до заточки острия должна быть больше или равна ширине щели сопла. Угол заточки 30°. Ширину заточенного острия пластины следует принимать больше длины щели сопла па 8-К) мм. Ширина резонирую’.юй пластины должна быть мо гьие или равна половило ее длины.

6.1.5.6. Зазор мвчду острием пластины и плоскостью щели сопла должен |'егуллроч; ться г iijv’делах 0-3 мм па счет пере-ггчия сопла.

6.1.5.7. Резонируюише пластины следует изготавливать кя материала с наибольшим модулем упругости и устойчивым в отношении коррозии, напргмер, из нержавеющей стали I4XI7H2, I2XI8II9T и др.

6.1.6. Уоловием, обеспечипчкгзим надежную работу гидродинамического диспергатора о резонирующей пластиной, явлчется возможно точная установка острия резонирующей пластины по середине ширины пели сопла.

6.1.7* В оптимальном режиме гидродинамический диспергатор с резонирующей пластиной обеопечипает устойчивое диспергирование 95-98% нефти, содержащейся в промысловой сточной воде, до частиц пазиером 0,5-2 мзем и 2-5% - до 3-5 мкм. Размер диспергированных частиц механических примесей /по п. 1.1/ не превышает 0,5-2 мкм. Частицы кварца не лиспергируются.

6.1.8. Основные технологические параметры промышленного гидродинамического диспергатора с резонирующей пластиной:

-    производительность, м^э/суткп    - 2100;

-    максимальное давление волы на входе, МПа - 2,0-2,5;

-    внутренний диаметр    корпуса, мм    - 150;

-    длина корпуса, мм    - 785;

-    размер щели сопла,    мм    - 4x90;

-    размеры резонирующей равнопрочной пластины:

-    длина, мм    - 402;

-    толщина в начато заточки оотрпя, мм - 4;

-    толщина прямоугольго сечения

кремлеими, мм    -II;

- 100;

- 117;

ss

-    возможность изменения расстояния . зазор/ между острием пластины и плоскостью »це *« ^опла, км - 0—3;

-    шаг рзгулировки зазора, мм    -    0,25;

-    материал резонирующей плаотшш -

нержавеющая сталь    -    I4XI7H2;

-    скорость источения волы из диспергатора при

максимальном давлении на входе, м/о    -    67,

6.2,    Гидродинамический дисгоргатор с туобинкой вращения

С,2.1. Гидродинамический диспергатор с турбинной вращения

/рис »**/ иредставляет собой корпус-вставку X, в котором размещены улитка 2, турблнка 3,и решетка 4. Па внешней этоооне корпуса предуомотрепа прорезь 5 для регулирования зазора между решеткой и лопастями турбинки.

6.2.2. Принцип деПотвия гидродинамического диспергатора о ту|)бинко.1 винчения основан на изменении гидравлики струи жидкости /сжатие, расширенно, закручивание/ с созданием вихрей и возбуждения в них интенсивных импульсов давлений.

6.^.3. Промысловая оточнал вода, содержащая не^тъ и моха-ничоские .ipitMCuv_tнасосом /наоооами/ подастся в диспергатор /блок диспергаторов/. Поток.воды, попадая на улитку,распределяется на отдельные струи. Струи воды, попадая на улитку, закручиваются и на выходе из нее ударяются с расширением струи воды в наклонные лопатки турбипки, вращая во с большой скоростью.

Ирл уотановивввмоя вращении турбипки вода со значите, ьннм ускорении срывается о оотрых гпомок лопаток, злвихряется и с большой окоростъю проходит через отв.:ротмя решетки в трубопроводе. При непрерывном истеченпи цропюловой оточмой поди под давлением в уоловичх завихрения* сжатия,’расширения и установим:'его-оя чередова шя соямег/жня и мссоямо <5 мя прорезе?! между лопат-xeui туроипкы о острыми кромками отверстий Ов'Ш'ТГЯ, *»ОЯ:?ИКЧЮТ

Рис.4. С1хвма гидродинамического диспергатора о турбинной:

I - корпуо-вставка; 2 - улитка;

3 - турбинка; 4 - решетка; б - прорезь для регулирования зазора; 6 - винтовые каналы улитки; 7 - центральный конус*

интенсивные импульсы давлений с образованием звуковых и ультразвуковых волн и связанный с ними пропессккавитал ш, обуславливающий диспергирование примесей в промысловой сточной воде.

6.2.4.    Улитка диспергатора предназначена для разделения потока воды на отдельные струи, сжатия и закручивания этих струй. Она представляет собой усеченный конуо, в центре которого имзет-ся дополнительный небольшой конуо, для распределения потока поступающей воды по внешним трапециевидным отверстиям винтовых суживаюндахся каналов /шаг - половина витка, отношение площадей оечения входных и выходных отверстий 2*1/. В конструкции гидродинамического диоиергатора предусмотрено четыре сменных улитки

о числом винтовых каналов 2,3,4 и .5, опрвделяю!Щ1Х соответственно производительность диоиергатора.

6.2.5.    Турбинка и решетка диспергатора предназначены для создания интенсивных импульсов давлений, образующихся при совмещении и нес^вмещении отверстий реиет:си и прорезей между лопатками вращающейся турбинки. Ось турбинки опирается на текстолитовый подпятник, обеспечивающий гидравлическую разгрузку прижима оси к подпятнику,

6.2.6.    Режим работы диспергатора устанавливают изменением зазора между решеткой и туроинкой при осевом перемещении решетки в пределах 0-2 мм_k

6.2.7.    Наиболее качественное диспергирование примесей в

< .

сточной воде получено при раоотояиии /зазоре/ между решеткой и лопастями турбинки’ t,0-I_t5 мм.

0.2*8. В оптимальном режиме работы гидродинамический диспергатор о турбинной обоопочг.вазт устойчивое дкепергировэ-1гио 90-95* не^м и мбхеидчооких    /по нЛ%.1/; содержа-

Начальник Управления по развитию </ техники, тбУноло1'М и организа- q>, гии добычи нефти и газа ь(Ш1

щихся, d промысловой сточной воде, до частиц размером 0,5 - 2,5 мкм и 5-10% - до 3-5 мкм. В обработанной воде находятся единицы

частиц размером 6-7 мкм. Истицы кварца не лиспергируются.

6.2.9. Основные технологические параметры промышленного гидродинамического диспергатора о турбинкой:

- производительность, м^э/оутки    -    14004-2100;

- максималь.юв давление води на входе, МПа

- внутренний диаметр корпуса, мм    ••    100;

- длина корпуса, мм

-    количество винтовых копалов улитки    - 2,3,4 и 5;

-    от "-шапке шго*иЩ|пк входного и выходного

сечений трапециевидных каналов улитки    -2:1;

-    диаметр турбинки, мм    - 68;

-    количество лопаток турбинки, шт.    - 13;

-    у: л наклона лопаток к оси турбинки,

градус    - 24;

-    размеры лопатки турбинки, мм    - 17x12x5;

-    количество отверстий п- рочгстко /шт./ и их обл.чя площадь, см*

-    регулируемое расстояние /зазор/ между турбинкой и решеткой, мм

-    шаг регулировки, мм

-    диапазон скоростей истечения волы на диспергаторе, м/с

6.3. Гидродинамические диспергаторы с резонирующей пласти-* .ной и турбинкой просты по конструкции и изготовление их доступно ремонтno-мехе !ическим цехам НГД". Чертежи на гидродинамические диспергаторы »:о первому требованию предоставляет ЯЧХг* /Москве, Y2&422, 1-нй Дмитровский прро:и\,Ю, директор cool. Г.Г.Захитов/.

тшмотвспй процесс подготовки промислсзых

CTu4iikiX ВОД ПО СПОСОБУ ДИаШТИРОгШШ для ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ НА ^ТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ

Вводится впервые

Пр:часом Министерства нефтяной промышленности от » /_•___Л/__198/г.    *    JW

Срок введения установлен о ⁹ / * 0£ Т9Э^г. Срок действия до "_"    198    г.

I. СУЩНОСТЬ И HA3iiA4BHRB

1.1.    Сущность технологического процесса заключается в диспергировании содержащихся п промысловой сточаой воде пефтя и механических примесей типа глинистых частил, гидроокиси железа и им подобных.

1.2.    Технологический процесс подготовки промысловых сточных вод по способу диспергирования является новым, принципиально отличающимся от всех иззеотных и применяемых ко нефтегосмно-лах способов подготовки промысловых сточных вод.

1.3. Технологический процеоо диспергирования предназночей Д^я ПОДГОТОВКИ промысловых сточ*шх вод с пелъв их ИСПОЛМО"ЛЧИЛ для поддержания пластового дазлония на нефтяных месторождениях.

1.4. Технологический процвоо мояет быть также мопользован

для подготовки промыоловых сточных вод перед закачкой их в ноглощаощие горизонты /о целью их заводнения/.

2. ОБЛАСТЬ II УСЛОРИЯ ПРИМЕНЕНИЯ

2.1.    Технологический пронеос диспергированчя* позволяет заменить доочиотку промыоловой сточной воды обычно осуществлявши при помощи кварцевых фильтров, коалесцирующих фильтров, длительного отстаивания, коагулирования о последующей фильтрацией и др}пх аналогичных приемов.

2.2.    Процесс осуществляется в закрытом оборудовании бо* доступа кислорода воздуха.

2.3.    Технологический процеоо применим для подготовь промысловой оточной поды только после нэглвчвния из нее нефти о целью утилизации и сокращения потерь, & также выделения механических примесей типа кварцевых чр^лтжц не поддающихся диспергированию при помощи рекомендуемого оборудования.

2.4. Содержание нефти и механичеоких примесей /по п. 1.1./ в ирмыоловой оточной воде, поступающей на обработку по технологическому процессу диспергирования, не должно превышать количество обусловленных эффективностью работы применяемых на нефтепромыслах резервуаров-отстойников или других отстойных сооружений, обеспечивающих утилизацию нефти и сокращение ее поторь о промыолов'ой сточной подой.

2.Г. Технологический процеоо диспергирования реализу :тоя при чомом гидродинамических диспгргато|ЮВ, в которых мпх'щ-чосклу o.iOMpnm преобразуется п энергию упругих механичеоких колоба 1И.1 и вся промысловая сточная г щь и оодерлпщиеся и ней

примеси проходят иону воздействия зруковвх и ультраявуковых колобаижй.

2.6, В нефтепромысловой практике применимы гидродинамические диспергаторы о резонирующей пл ютиной И тувинкой вгмь щеняя, разработанные во ВНИИ применительно к промысловым условиям на базе конотрукижй ооотйетотвенно НИИТИМАШе и Полтявоко-го отделения УкрЧГГРИ.

механических примесей соответствующий затаренному их числу гг,, П_к..- fan,, мкм.

3.5. »Среднее сечение /условный диаметр/ Поровых каналов ,проду|Стивного пласта!

|/^F ш*,

* 2

где: л - проницаемость заводняемого продуктивного пласта, мкм ;

т - коэффициент пористости продуктивного пласта.

3.6.    К продуктивному пласту и его выбору не представляется дополнительных требований при- закачке в него промысловик сточных вод, подготовленных по технологическому проЦеосу диспергирования.

3.7# Промысловая оточная вода, подготовленная по технологическому процессу диспергирования, сохраняет свои свойства, т.е. высокую диенерсность частиц нефти в течения 20 суток. За этот период времени укрупняется не более 5# частиц нефаи; размер их не превышает 10 мкм.

в

4. TRXj юлшмчбскан схема пцдготрш промысловых СТО'ПШХ вод

4Л. Технологический узел подготовки промыоловых оточных вод по технологическое процеооу диспергирования представляет собой диспергатор мл-i блок из нескольких диопор1 • ivopoc и насос /насосы/.

4.2.    Технологический узел диопергироват.я монтируется на трубопроводе пород нагнетательными насосами КНС.

4.3.    Рекомендуемые конструкции диспергаторов работаю': при трепаче давления 2,0-2,6 МПа, которое обеопечитет центробежный масоо /насосы/ технологического узла диопер!лрочпния,

4.4.    Технологическая схема подготовки промыоловых оточных вод. включавшая технологический процесс диспергирования, поиве-деча на рис. I. Промысловая сточная вода о промысловых уотановок йог готовки неуги поступает на очи^ные сооружения I, для отделения и утилизации reiyru и выделения из воды механических примесей. Прошел^ очистное сооружения промысловая сточная по_Аа центробежным насосом /наоооами/ подается на гидродинамический Дион ‘р^атор /блок диопергаторов/ 3, пройдя которые нагнетательными насосами КИО 4 подается в водинагнетательныв скважины 5.

4.5.    Технологический проиеоо диспергирования в виде тохиологичнокого узла диспергирования /см, рно. I, о. II/ может быть применен нг« леРсгпующих сиотеыах (ЩД, Для еток поел* очистных сооружений и*’ всаскваютей линии наггзтатоиг *чх наносов делается п|Ч)эке и производится монтаж узла диспор-гигк.чвппя.

Pao.I, ТехнолЬгжчесиая схема подготовки промысловой сточной воды:

I    - технологический узел очистки зромыслог.'з сточных вод;

II    - технологический узел подготовка промысловой сточной воды по технологическом; процесс;’ днспеопроваячя; Ш - узел наг-теианжн воды; I - оезервуаоы отстокшпа или другие соо-.узегая для отстаивания промысловой сточной воды; 2 - аеытоо<5ехки2 яасое /насосы/; 3 - гидрсдн.чоиическжй диссергстоо или блок дясаергато -ов; 4 - кастовая насоснзя станция /•■££;/;

£ - водонагнетателъкые схзалка.