Способ и устройство для осуществления способа разделения флюидов в эмульсии, и/или в растворе, и/или дистилляции низкого давления, в частности воды и/или газообразных углеводородов, растворенных в сырой нефти, и/или разделения капель сырой нефти, эмульгированных в воде, таким образом, чтобы получить воду с необходимыми характеристиками для ее закачки без загрязнения подземных водоносных слоев, и/или, в случае преобладания смеси в сырой нефти, ускорения оседания воды в нижней части смеси, и/или дистилляции низкого давления сырой нефти. Способ создает локальную зону (5) пониженного давления на части свободной поверхности жидкости (2) для обработки внутри закрытого бака для обработки (1) без воздействия на общее давление, преобладающее внутри закрытого бака для обработки.

[0001] Способ дегидратации и дегазации растворов сырой нефти или эмульсий с водой, содержащихся в закрытом баке для обработки, включающий в себя следующие операции:

[0002] Способ по п.1, в котором создание ограниченной зоны (5) пониженного давления обеспечивают за счет ввода конца (13а) всасывающей трубки статической машины (13) Вентури в контакт со свободной поверхностью эмульсии или раствора (2), причем обрабатывающий газ (3) и/или внешний газ (21) используют как движущий флюид в статической машине (13) Вентури.

[0003] Способ по п.1, в котором угол поворота потока обрабатывающего газа (3) ранее входа в контакт со свободной поверхностью указанной эмульсии или раствора варьируется от 0 до 8 ° или составляет 5 °.

[0004] Способ по пп.1 и 2, в котором обрабатывающий газ (3) после прохода поверх поверхности жидкости и насыщения выделившимися парами и газами удаляют из закрытого бака (1) для обработки для последующей обработки или хранения.

[0005] Способ по п.2, в котором обрабатывающий газ (3) после прохода зоны забора статической машины (13) Вентури насыщается выделившимися парами и удаляется из закрытого бака (1) для обработки для последующей обработки или хранения.

[0006] Способ по одному из пп.1-5, в котором обрабатывающий газ (3) представляет собой рециркулирующий газ, поступающий из подлежащих обработке эмульсии или раствора (2), другой совместимый газ или инертный газ, поступающий из источника, находящегося снаружи от подлежащих обработке эмульсии или раствора (2).

[0007] Способ по одному из пп.1-6, в котором ограниченная зона (5) образована при помощи поверхности пластины (2b), которая расположена снаружи от свободной поверхности остальной жидкости, хранящейся внутри закрытого бака (1) для обработки, на которую разбрызгивают и сливают подлежащие обработке эмульсию или раствор (2).

[0008] Способ по п.7, в котором поток обрабатывающего газа (3) имеет противоположное направление по отношению к направлению потока подлежащих обработке эмульсии или раствора (2), которые разбрызгивают и сливают на пластину (2b), или такое же направление.

[0009] Устройство для осуществления способа по п.1, которое содержит

[0010] Устройство для осуществления способа по пп.1 и 2, которое содержит

[0011] Устройство по пп.9 и 10, в котором свободная поверхность жидкости, на которой создана ограниченная зона (5) пониженного давления, образована при помощи пластины (2b), на которую разбрызгивают жидкость, причем поверхность пластины является плоской или изогнутой.

[0012] Устройство по п.11, в котором поверхность пластины (2b) является волнистой или рифленой.

[0013] Устройство по п.11 или 12, в котором пластина нагрета (17) при помощи внешнего нагревательного устройства (18).

[0014] Устройство по пп.11-13, в котором пластина (2b) объединена с одним или несколькими поплавками (16).

[0015] Устройство по пп.11-14, в котором поверхность пластины (2b) получает подлежащую обработке жидкость (2) непосредственно снаружи от закрытого бака (1) для обработки.

[0016] Устройство по пп.11, 12, 13, 14 и 15, в котором поверхность пластины (2b) получает подлежащую обработке жидкость (2) непосредственно, за счет рециркуляции, изнутри закрытого бака (1) для обработки.

[0017] Устройство по пп.9-13, имеющее множество указанных пластин (2b).

[0018] Устройство для осуществления способа по пп.1 и 2, в котором закрытый бак для обработки представляет собой гидроциклон (1А), в котором центрифугирована подлежащая обработке жидкость, причем инжектор представляет собой кольцеобразный инжектор (4а), ориентированный относительно свободной поверхности жидкости, движущейся внутри гидроциклона (1А), так, чтобы направлять поток обрабатывающего газа (3) на часть и по касательной к части свободной поверхности, причем поток обрабатывающего газа (3) ранее входа в контакт с поверхностью совершает поворот на угол, который варьируется от 0 до 30 °, или от 0 до 8 °, или составляет 5 °.

Область техники

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию способа разделения флюидов в эмульсии и/или в растворе, и/или для дистилляции (перегонки) флюидов низкого давления (с низким давлением), а также имеет отношение к созданию устройства для осуществления указанного способа. Разделение флюидов производят за счет локального снижения относительного давления на специфической части свободной поверхности жидкостей, причем способ позволяет производить дегазацию и разделение жидкостей, содержащихся в закрытом баке, для обработки без воздействия на рабочее давление, преобладающее внутри бака для обработки.

Уровень техники

Разделение, определенное здесь выше, в соответствии с известным уровнем техники производят за счет приложения парциального вакуума к технологическому оборудованию целиком, а не только к части его внутреннего объема. Кроме того, в соответствии с известным уровнем техники в случае больших баков для обработки повышается стоимость изготовления и монтажа таких баков, позволяющих выдерживать созданные отрицательные давления, причем, более того, всегда существует риск обусловленного вакуумом разрушения, а также взрыва за счет поступления топлива внутрь таких баков.

В промышленности обработки углеводородов уже используют двухфазные или трехфазные сепараторы, которые работают на основании законов Стокса, которые применяют для разделения жидкостей в эмульсии и газов в растворе, причем такое разделение является относительно медленным.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков за счет использования способа, основанного на законах Бернулли, в соответствии с которыми флюид, движущийся над поверхностью, создает снижение давления у поверхности. Одним известным примером применения законов Бернулли является создание подъемной силы крыла самолета, когда снижение давления у верхней поверхности крыла больше, чем снижение давления на нижней поверхности крыла, принимая во внимание более выпуклый профиль верхней поверхности крыла, что побуждает воздух двигаться быстрее у верхней поверхности крыла, чем у нижней поверхности крыла, за счет чего создается благодаря разности давлений у двух поверхностей направленная вверх сила, создающая подъемную характеристику крыла.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается применить принцип снижения давления при увеличении скорости газа, движущегося над поверхностью и тангенциально (по касательной) к ней, так чтобы в устройстве для обработки, в котором создается это локализованное снижение давления, создавались благоприятные условия для разделения флюидов в эмульсии и/или в растворе, и/или для дистилляции компонентов флюида низкого давления, причем испарившиеся компоненты после этого подвергают обработке и улавливают. Поток газа, который направляют на свободную поверхность жидкости и по касательной к ней, создает снижение давления в области контакта между газом и жидкостью, как уже было упомянуто здесь выше, создавая условия для постепенного выделения из жидкости компонентов с меньшим давлением пара, а также для более быстрой миграции к поверхности растворенных газов и жидкости в эмульсии с меньшей удельной массой.

В соответствии с настоящим изобретением локализованное снижение давления у специфической части свободной поверхности жидкости создают за счет направления потока газа к этой специфической части свободной поверхности и по касательной к ней, причем поток обрабатывающего газа ранее входа в контакт со свободной поверхностью образует угол, который может варьировать от 0 до 30 °. Преимущественно угол составляет 5 °. Газ, который направляют на поверхность, представляет собой газ, совместимый с жидкостью, содержащейся в баке для обработки, или инертный газ, так что исключен любой риск, связанный с природой жидкости, такой как возгорание, загрязнение, взрыв и т.п.

Газовый поток может быть приложен к специфической части свободной поверхности жидкости, содержащейся в закрытом баке для обработки, или он может быть приложен к специфической поверхности, поверх которой жидкость будет протекать, так чтобы увеличить отношение площади к объему и, следовательно, повысить эффективность разделения и объем обработанной жидкости. В этом случае, поверхность может быть плоской или может иметь любую другую форму, подходящую для заданного применения, а преимущественно форму, подобную выпуклой поверхности крыла самолета. Таким образом, одним из путей улучшения способа в соответствии с настоящим изобретением является использование платформы (пластины), по которой течет подлежащая обработке жидкость, так что увеличивается отношение площади к объему жидкости на свободной поверхности платформы и направление потока газа на поверхность тангенциально, причем поток обрабатывающего газа образует определенный угол (с поверхностью) до его входа в контакт со свободной поверхностью, который может варьировать от 0 до 30 °, а преимущественно составляет 5 °. В соответствии с изложенным здесь выше, такая платформа преимущественно имеет форму выпуклой поверхности крыла самолета. Создание локализованного снижения давления внутри закрытого бака для обработки на специфической части свободной поверхности жидкости за счет направления потока обрабатывающего газа на нее и по касательной к ней, так что поток обрабатывающего газа образует специфический угол до его входа в контакт с поверхностью, в соответствии с настоящим изобретением является новым по отношению к известному уровню техники. Настоящее изобретение преимущественно может быть использовано для обработки нефтепродуктов, однако это не исключает его применения для обработки других флюидов и, в частности, для разделения воды в эмульсии и газов в растворе, в сырой нефти или в ее субпродуктах, и/или для перегонки фракций сырой нефти или ее субпродуктов, за счет снижения давления на специфической части поверхности сырой нефти или ее субпродукта без создания парциального вакуума или избыточного давления во внутреннем объеме бака или резервуара для обработки, что является более эффективным в том, что касается рабочей скорости, потребления энергии, дешевизны и безопасности, по сравнению с известными ранее процессами, которые используют для этой же цели.

Одним из случаев, поясняющих применение настоящего изобретения, является случай применения в закрытом баке для обработки, внутри которого давление является пониженным только на одной специфической части свободной поверхности жидкости, за счет направления потока обрабатывающего газа на часть свободной поверхности жидкости, в результате чего создается снижение давления в зоне контакта между частью свободной поверхности жидкости и потоком обрабатывающего газа, так что диапазон воздействия пониженного давления не влияет на общее давление внутри бака, которое не испытывает никакого снижения, и поэтому никакие внешние газы не поступают в бак, что обычно может приводить к риску образования легковоспламеняющихся смесей и к взрыву.

Одно из применений способа в соответствии с настоящим изобретением предусматривает отделение сырой нефти, поступающей из эксплуатационных скважин, от воды, которую она содержит в эмульсии, и от части газа в ее растворе. Сырую нефть, которая хранится в баке для обработки, побуждают протекать по платформе, предусмотренной для этого внутри бака, на определенном расстоянии над свободной поверхностью сырой нефти, которая (платформа) может быть нагрета или не нагрета, причем на свободную поверхность сырой нефти воздействует поток газа, который направляют на платформу и по касательной к поверхности сырой нефти, так что поток газа ранее столкновения с поверхностью образует угол с поверхностью, который может варьировать от 0 до 30 ° или преимущественно составляет 5 °, что создает снижение давления на свободной поверхности, причем сырая нефть непрерывно рециркулирует, до тех пор, пока не будут достигнуты существенная миграция воды на дно резервуара, откуда ее спускают, и освобождение газов в растворе в сырой нефти, и пока не будет получен готовый продукт, а именно сырая нефть с меньшим процентным содержанием воды и стабилизированная при требуемой температуре при помощи дегазации. За рамки настоящего изобретения не выходит использование нескольких платформ, установленных последовательно внутри бака для обработки.

Другим применением способа в соответствии с настоящим изобретением является отделение воды, полученной за счет описанной здесь выше обработки, от остаточных углеводородов, так чтобы ее можно было нагнетать после достижения концентрации углеводородов порядка 15 ч./млн или меньше в подпочву, без загрязнения существующих фреатических зон такими углеводородами, причем воду подвергают обработке аналогично описанному выше. Благодаря снижению давления на платформе капли сырой нефти и газов, более легкие, чем вода, будут испаряться и будут увлекаться потоком газа или будут всплывать на поверхность для последующей декантации. За рамки настоящего изобретения не выходит направление потока обрабатывающего газа в противотоке или в параллельном потоке. За рамки настоящего изобретения также не выходит осуществление предлагаемого способа внутри гидроциклона. Известно, что гидроциклоны позволяют при специфическом объеме оборудования создавать большую площадь контакта с потоком обрабатывающего газа. Обрабатывающий газ направляют на поверхность сырой нефти, содержащей воду и газ, причем за счет процесса центрифугирования внутри гидроциклона создается внутренняя свободная поверхность сырой нефти в виде усеченного конуса с углеводородами ближе к оси и с водой по стенкам. Поток обрабатывающего газа затем направляют на эту поверхность и по касательной к ней в виде кольца, причем поток обрабатывающего газа ранее входа в контакт с поверхностью образует угол, который может варьировать от 0 до 30 °, а преимущественно составляет 5 °. За счет этого получают цилиндрическую контактную поверхность между газом и жидкостью, что позволяет применить способ локализованного снижения давления на большей поверхности для специфического объема оборудования. Гидроциклон может быть установлен независимо или может быть интегральной (единой) частью технологического оборудования.

За рамки настоящего изобретения также не выходит осуществление предлагаемого способа внутри независимого устройства или при вводе в такое оборудование для обработки, как (но без ограничения) баки для хранения, баки для обезвоживания и дегазации и фазовые сепараторы.

За рамки настоящего изобретения также не выходит использование трубок (машин) Вентури для создания локализованного парциального вакуума на поверхности. Известно, что трубки Вентури представляют собой статические машины для перемещения флюидов, в которых используется парциальный вакуум, созданный за счет применения движущего флюида. Всасывание за счет трубки Вентури создает движение газа, имеющегося в технологическом устройстве, который при движении над свободной поверхностью жидкости будет создавать локализованное снижение давления в этой области.

Обрабатывающий газ, который после прохождения над свободной поверхностью жидкости насыщен компонентами, удаляют из бака для последующей обработки, чтобы разделить эти компоненты при помощи обменника, в котором газ охлаждается и конденсируются разделенные газы, которые были отобраны из устройства для проведения последующей обработки. Обедненный газ возвращают в устройство для обработки и вновь используют как обрабатывающий газ, может быть, при необходимости, с добавкой другого обрабатывающего газа. Любое повышение общего давления за счет нарушения работы контролируют за счет надлежащей калибровки и использования предохранительного клапана с быстрым открыванием. Способ в соответствии с настоящим изобретением является энергосберегающим по сравнению с существующими альтернативными способами, так как в нем движется только то количество газа, которое необходимо для получения локализованного парциального вакуума, причем устройство для обработки не требуется проектировать для отрицательных давлений.

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются также устройства для осуществления описанного выше способа.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 схематично показано упрощенное поперечное сечение бака для обработки, в котором может быть осуществлен способ в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 2 схематично показано другое упрощенное поперечное сечение бака для обработки.

На фиг. 3 показана схематично и частично в разрезе установка для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 4 показана схематично и частично в разрезе установка, которая содержит гидроциклон для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 5 показан схематично и частично в разрезе гидроциклон, в котором осуществлен способ в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 6 показана схематично и частично в разрезе другая установка для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 7 показана схематично и частично в разрезе еще одна установка для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание изобретения

На фиг. 1 показан один вариант осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением, в соответствии с которым сырая нефть с водой в эмульсии и с растворенным газом, то есть подлежащая обработке сырая нефть 2, вводится через впускную трубу 2а в закрытый бак 1 для обработки, где сырая нефть будет храниться до момента, когда она после обработки покидает бак через выпускную трубу 8 статическим или динамическим образом (то есть сырая нефть 2 входит в бак одновременно с выходом уже обработанной сырой нефти). Обрабатывающий газ 3 сжимают при помощи компрессора 4, а затем поток обрабатывающего газа 3 направляют через инжектор 4а на свободную поверхность сырой нефти и по касательной к ней, причем поток обрабатывающего газа 3 образует специфический угол со свободной поверхностью сырой нефти ранее достижения ее поверхности, который может варьировать от 0 до 30 °, или преимущественно варьирует от 0 до 8 °, или предпочтительнее составляет 5 °. В зоне воздействия потока обрабатывающего газа 3 создается ограниченная (локализованная) зона 5 пониженного давления на поверхности сырой нефти. Компрессор 4 питают реальным газом, присутствующим в баке, или совместимым газом, поступающим снаружи по трубе 21, или же их смесью.

В ограниченной зоне 5 пониженного давления газ и вода в эмульсии будут отделяться от сырой нефти 2 со скоростью, которая зависит от скорости обрабатывающего газа 3, который создает ограниченную зону 5 пониженного давления на поверхности раздела сырой нефти, подлежащей хранению, и образуется газообразная смесь 6, которая покидает бак через клапан 7 для регулировки давления, для непосредственного выхода для последующей обработки или для возврата, целиком или частично, через трехходовой регулирующий клапан 9.

Газ над свободной поверхностью сырой нефти будет поддерживаться под рабочим давлением, преобладающим внутри закрытого бака 1 для обработки, за счет действия клапана 7 для регулировки давления, а также за счет избыточного давления быстрого редукционного клапана 10, что является обычной практикой в нефтяной промышленности.

Отделенная вода будет медленно капать под действием силы тяжести на дно бака и будет удаляться обычным принятым в нефтяной промышленности образом в баки для хранения при помощи донной трубы 11. Дегазированная и обезвоженная нефть будет покидать закрытый бак 1 для обработки через выпускную трубу 8 для дальнейшей обработки или отгрузки.

На фиг. 2 показан другой теоретический путь осуществления способа, в соответствии с которым сырая нефть с водой в эмульсии и с растворенным газом, то есть подлежащая обработке сырая нефть 2, которая вводится в закрытый бак 1 для обработки через впускную трубу 2а, разбрызгивается по плите 2b. Сырая нефть хранится (в указанном баке) до тех пор, пока она не выходит через выпускную трубу 8 статическим или динамическим образом. Обрабатывающий газ 3 сжимают при помощи компрессора 4, а затем поток обрабатывающего газа 3 направляют через инжектор 4а на свободную поверхность сырой нефти и по касательной к ней, причем поток обрабатывающего газа 3 образует специфический угол со свободной поверхностью сырой нефти на плите 2b ранее достижения ее поверхности, причем указанный угол может варьировать от 0 до 30 °, или преимущественно варьирует от 0 до 8 °, или предпочтительнее составляет 5 °. Компрессор 4 питают реальным газом, присутствующим в баке, или совместимым газом, поступающим снаружи, или же их смесью.

В ограниченной зоне 5 пониженного давления газ и вода в эмульсии будут отделяться от сырой нефти 2 со скоростью, которая зависит от скорости обрабатывающего газа 3, который создает парциальный вакуум на поверхности раздела подлежащей хранению сырой нефти, и образуется газообразная смесь 6, которая покидает бак 1 через клапан 7, для регулировки давления, для непосредственного выхода, для последующей обработки или для возврата, целиком или частично, через трехходовой регулирующий клапан 9.

Газ над свободной поверхностью сырой нефти будет поддерживаться под рабочим давлением, преобладающим внутри закрытого бака 1 для обработки, за счет действия клапана 7 для регулировки давления, а также за счет избыточного давления быстрого редукционного клапана 10, что является обычной практикой в нефтяной промышленности.

Отделенная вода будет медленно капать под действием силы тяжести на дно бака и будет удаляться обычным принятым в нефтяной промышленности образом в баки для хранения при помощи донной трубы 11. Дегазированная и обезвоженная нефть будет покидать закрытый бак 1 для обработки через выпускную трубу 8 для дальнейшей обработки или отгрузки.

На фиг. 3 схематично показана технологическая установка для обезвоживания и дегазации сырой нефти с водой в эмульсии и с растворенным газом, то есть подлежащей обработке сырой нефти 2, которую вводят в закрытый бак 1 для обработки через впускную трубу 2а. Сырая нефть 2 сжимается насосом 2с, проходит через гибкую соединенную шарнирно трубу 2d и разбрызгивается по плите 2b, причем как плита, так и гибкая соединенная шарнирно труба 2d поддерживаются при помощи поплавка 16, что позволяет отслеживать изменения уровня в закрытом баке 1 для обработки. Сырая нефть после обработки хранится (в указанном баке) до момента, когда ее выпускают через выпускную трубу 8 статическим или динамическим образом.

Обрабатывающий газ 3 сжимают при помощи компрессора 4, а затем поток обрабатывающего газа 3 направляют через инжектор 4а на свободную поверхность сырой нефти и по касательной к ней, причем поток обрабатывающего газа 3 образует специфический угол со свободной поверхностью сырой нефти над плитой 2b ранее достижения поверхности, который может варьировать от 0 до 30 °, или преимущественно варьирует от 0 до 8 °, или предпочтительнее составляет 5 °. Инжектор 4а также соединен с плитой 2b, так что он будет отслеживать уровень сырой нефти в баке 1.

Компрессор 4 питают реальным газом, присутствующим в баке, после его циркуляции через обменник 14, или, при необходимости, с добавкой совместимого газа 21, поступающего снаружи. Обменник 14 получает газообразную смесь 6 по трубе 14а, которая охлаждается снаружи хладагентом 15. Конденсаты обменника 14 направляют по трубе 19 для последующей обработки, в то время как газ, поступающий от обменника 14, всасывается компрессором 4 и поступает в бак, при необходимости, с добавкой совместимого газа 21, поступающего снаружи, как уже было упомянуто здесь выше, или же если газ выделяется в зоне 5 в избытке, этот избыток может быть направлен для последующей обработки. Можно также предусмотреть нагрев плиты 2b при помощи теплообменника 17, что ускоряет обработку и, следовательно, разделение воды в эмульсии и растворенных газов. Теплообменник 17 снабжается снаружи нагревающим флюидом 18. Газ над свободной поверхностью сырой нефти будет поддерживаться под рабочим давлением, преобладающим внутри закрытого бака 1 для обработки, за счет действия клапана 7 для регулировки давления, а также за счет избыточного давления быстрого редукционного клапана 10, что является обычной практикой в нефтяной промышленности.

Отделенная вода будет медленно капать под действием силы тяжести на дно бака и будет удаляться обычным принятым в нефтяной промышленности образом в баки для хранения при помощи донной трубы 11. Дегазированная и обезвоженная нефть будет покидать закрытый бак 1 для обработки через выпускную трубу 8 для дальнейшей обработки или отгрузки.

На фиг. 4 схематично показана технологическая установка для обезвоживания и дегазации сырой нефти с водой в эмульсии и с растворенным газом, то есть подлежащей обработке сырой нефти 2, которую вводят в закрытый бак 1 для обработки через впускную трубу 2а. Сырая нефть 2 сжимается насосом 2с и проходит через трубу 2d в гидроциклон 1А. Внешняя стенка гидроциклона 1А может быть нагрета при помощи любого подходящего устройства нагрева. Центробежная сила внутри гидроциклона 1А побуждает сырую нефть рассеиваться по поверхности 3b в виде усеченного конуса. Обрабатывающий газ 3 сжимается при помощи компрессора 4, имеющего инжектор 4а, с кольцевой выпускной поверхностью, откуда позднее поток обрабатывающего газа 3 направляют на свободную поверхность сырой нефти 2 и по касательной к ней, причем поток обрабатывающего газа 3 образует специфический угол со свободной поверхностью сырой нефти ранее достижения поверхности, при этом указанный угол может варьировать от 0 до 30 °, или преимущественно варьирует от 0 до 8 °, или предпочтительнее составляет 5 °. Таким образом, создается ограниченная зона 5 пониженного давления, в которой затем имеет место последующее разделение воды в эмульсии и газа, растворенного в нефти.

Обрабатывающий газ 3, который создает ограниченную зону 5 пониженного давления вместе с разделенными углеводородами и/или с испаренной водой, образует газообразную смесь 6.

Обменник 14 получает газообразную смесь 6 непосредственно от гидроциклона 1А, который охлаждается при помощи внешнего хладагента 15. Конденсаты обменника 14 через трубу 19 направляют для последующей обработки. Газ от обменника 14 направляют по трубе 20 в бак 1, причем, при необходимости, к нему добавляют совместимый газ 21, поступающий снаружи, или же этот газ от обменника 14 может быть направлен для последующей обработки через трехходовой клапан 9. Этот газ непрерывно совершает процесс сжатия через компрессор 4 и возвращается в гидроциклон 1.

Дегазированная и обезвоженная нефть покидает гидроциклон 1А через выпускную трубу 12 и возвращается по трубе 12а в закрытый бак 1 для обработки, который она покидает по выпускной трубе 8 для последующей обработки или отгрузки, или идет непосредственно для последующей обработки или отгрузки по трубе 12b.

Газ над свободной поверхностью сырой нефти будет поддерживаться под рабочим давлением, преобладающим внутри закрытого бака 1 для обработки, за счет действия клапана 7 для регулировки давления, а также за счет избыточного давления быстрого редукционного клапана 10, что является обычной практикой в нефтяной промышленности. Любая отделенная под действием силы тяжести вода, если она есть, будет медленно стекать под действием силы тяжести на дно бака и будет удаляться обычным принятым в нефтяной промышленности образом в баки для хранения при помощи донного трубопровода 11.

На фиг. 5 схематично показана технологическая установка для обезвоживания и дегазации сырой нефти с водой в эмульсии и с растворенным газом, то есть подлежащей обработке сырой нефти 2, которую вводят в гидроциклон 1А, такой как показанный на фиг. 4, однако в этом случае гидроциклон 1А является независимой единицей оборудования, то есть в этом варианте закрытый бак 1 для обработки исключен. Что касается работы гидроциклона 1А, то она соответствует работе, описанной для варианта, показанного на фиг. 4. Обезвоженная и дегазированная нефть покидает гидроциклон 1А через выпускную трубу 12 для дальнейшей обработки.

На фиг. 6 схематично показана технологическая установка, которая содержит трехфазный сепаратор и предназначена для обезвоживания и дегазации сырой нефти с водой в эмульсии и с растворенным газом, то есть подлежащей обработке сырой нефти 2, которую в соответствии с известным уровнем техники вводят в закрытый бак 1 для обработки через впускную трубу 2а. Сырая нефть 2 проходит через зону 2е до задерживающей плиты 2f, откуда сырая нефть благодаря ее меньшей плотности проходит в часть 2g сепаратора и выходит через выпускную трубу 8. Вода благодаря ее большей плотности опускается на дно зоны 2е, откуда ее выпускают через донную трубу 11. Растворенный газ медленно разделяется и тоже выходит через донную трубу 11. Для того чтобы приспособить эту установку для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением и сделать более эффективным и быстрым разделение жидкостей в эмульсии и растворенных газов, к этой установке были добавлены компрессор 4, инжектор 4а и трехходовой регулирующий клапан 9.

Поток обрабатывающего газа 3, сжатого при помощи компрессора 4, направляют при помощи инжектора 4а на свободную поверхность сырой нефти и по касательной к ней, причем поток обрабатывающего газа 3 образует специфический угол со свободной поверхностью сырой нефти ранее достижения поверхности, при этом указанный угол может варьировать от 0 до 30 °, или преимущественно варьирует от 0 до 8 °, или предпочтительнее составляет 5 °. Компрессор 4 питают реальным газом, присутствующим в баке, или совместимым газом 21, поступающим снаружи. Выбор производят при помощи трехходового регулирующего клапана 9. В зоне воздействия потока обрабатывающего газа 3 создается ограниченная зона 5 пониженного давления над поверхностью сырой нефти.

В ограниченной зоне 5 пониженного давления газ и вода в эмульсии будут разделяться от сырой нефти 2 со скоростью, которая зависит от скорости обрабатывающего газа 3, который создает парциальный вакуум на поверхности раздела сырой нефти, подлежащей хранению, и образуется газообразная смесь 6, которая покидает бак по трубопроводу 20, для последующей обработки. Нефть также будет быстрее отделяться от воды за счет создания локализованного парциального вакуума. Газ над свободной поверхностью сырой нефти будет поддерживаться под рабочим давлением, преобладающим внутри закрытого бака 1 для обработки, за счет действия клапана 7 для регулировки давления, а также за счет избыточного давления быстрого редукционного клапана 10, что является обычной практикой в нефтяной промышленности.

На фиг. 7 схематично показана технологическая установка для обезвоживания и дегазации сырой нефти с водой в эмульсии и с растворенным газом, то есть подлежащей обработке сырой нефти 2, которую вводят в закрытый бак 1 для обработки через впускную трубу 2а, причем сырая нефть 2 разбрызгивается по плите 2b, когда она поступает в бак 1. Сырая нефть (после обработки) хранится (в указанном баке) до момента, когда ее выпускают через выпускную трубу 8 статическим или динамическим образом. В этой установке при помощи впускного сопла 13а трубки 13 Вентури создана ограниченная зона 5 пониженного давления на свободной поверхности сырой нефти 2, рассеянной на плите 2b, причем внешний газ 21 используют в трубке Вентури в качестве движущего флюида для осуществления всасывания, создающего ограниченную зону 5 пониженного давления. Внешний газ может быть образован из части технологического газа, имеющегося в баке 1, после его рециркуляции через обменник 14, через трубу 20 и трехходовой клапан 9.

Обрабатывающий газ после прохождения через зону 13а всасывания трубки Вентури увлекает газообразную смесь 6, образованную за счет освобождения газа, растворенного в сырой нефти, и газа, присутствующего в закрытом баке 1 для обработки. Газообразная смесь 6 поступает в обменник 14 через трубопровод 13b, который охлаждается при помощи внешнего хладагента 15. Конденсаты обменника 14 направляют по трубе 19 для последующей обработки, в то время как газ 3, поступающий от обменника 14, поступает в бак 1. При необходимости, в зависимости от объема газа, освобожденного в зоне 5, часть газа, возвращенного в бак, рециркулируют, полностью или частично, при помощи компрессора 4 через трубопровод 20 и трехходовой клапан 9а, или направляют, полностью или частично, для последующей обработки 20а. Газ над свободной поверхностью сырой нефти будет поддерживаться под рабочим давлением, преобладающим внутри закрытого бака 1 для обработки, за счет действия клапана 7 для регулировки давления, а также за счет избыточного давления быстрого редукционного клапана 10, что является обычной практикой в нефтяной промышленности.

Отделенная вода будет медленно капать под действием силы тяжести на дно бака и будет удаляться обычным образом в баки для хранения при помощи донной трубы 11. Дегазированная и обезвоженная нефть будет покидать закрытый бак 1 для обработки через выпускную трубу 8 для дальнейшей обработки или отгрузки.

Несмотря на то что были описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, их следует считать пояснительными, причем совершенно ясно, что в них специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят за рамки формулы изобретения.

Например, в варианте, показанном на фиг. 3, сырая нефть 2 может быть рассеяна непосредственно на плите 2b, или в варианте, показанном на фиг. 7, плита 2b может быть установлена на поплавке, причем всасывающее сопло 13а может быть соединено с соответствующей трубой и с плитой 2b, чтобы отслеживать изменения уровня нефти внутри бака 1, при этом труба 2а для впуска сырой нефти 2 может быть гибкой и может быть соединена с плитой 2b, так что она также может отслеживать изменения уровня нефти внутри бака 1.