Как осуществляется сепарация нефти? (видео)

Сепарация является первым этапом переработки нефти после ее добычи из скважины. Еще до того, как подготовить добытое сырье к перегонке, его необходимо очистить от «лишних» частиц газа и воды и механических примесей. И только потом можно запустить процесс подготовки к первичной переработке нефтепродуктов.

Состав добываемой нефти

Сырая нефть имеет многокомпонентную структуру из смеси углеводородов, минеральных частиц и воды. В ее состав входит около 1000 веществ, основную часть которых представляют жидкие углеводороды, органические и металлоорганические соединения, углеводородные газы, вода, соли и, конечно же, механические примеси.

Перед транспортом нефтяной эмульсии к нефтеперерабатывающим заводам ее подготавливают, то есть осуществляют первичную дегазацию — освобождение от газа, а также обезвоживание и обессоливание (см. следующие статьи).

Ïðèíöèïû ðàçäåëåíèÿ ïðîäóêöèè ñêâàæèí. Õàðàêòåðèñòèêè ýëåìåíòîâ âåðòèêàëüíîãî è ãîðèçîíòàëüíûé ñåïàðàòîðîâ, îñóùåñòâëÿþùèõ ïðîöåññû îáåçâîæèâàíèÿ, îáåññîëèâàíèÿ è ñòàáèëèçàöèè íåôòè. Ãèäðîñòàòèêà îáîðóäîâàíèÿ, îáåñïå÷èâàþùåãî ðàâíîâåñèå æèäêîñòåé

Ñòóäåíòû, àñïèðàíòû, ìîëîäûå ó÷åíûå, èñïîëüçóþùèå áàçó çíàíèé â ñâîåé ó÷åáå è ðàáîòå, áóäóò âàì î÷åíü áëàãîäàðíû.

ÌÈÍÈÑÒÅÐÑÒÂÎ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß È ÍÀÓÊÈ ÐÎÑÑÈÉÑÊÎÉ ÔÅÄÅÐÀÖÈÈ

ÔÅÄÅÐÀËÜÍÎÅ ÃÎÑÓÄÀÐÑÒÂÅÍÍÎÅ ÁÞÄÆÅÒÍÎÅ ÎÁÐÀÇÎÂÀÒÅËÜÍÎÅ Ó×ÐÅÆÄÅÍÈÅ ÂÛÑØÅÃÎ ÏÐÎÔÅÑÑÈÎÍÀËÜÍÎÃÎ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß

ÓÄÌÓÐÒÑÊÈÉ ÃÎÑÓÄÀÐÑÒÂÅÍÍÛÉ ÓÍÈÂÅÐÑÈÒÅÒ

ÂÎÒÊÈÍÑÊÈÉ ÔÈËÈÀË

ÐÅÔÅÐÀÒ

ïî äèñöèïëèíå: Íåôòåãàçîïðîìûñëîâàÿ ãåîëîãèÿ

Ñåïàðàöèÿ íåôòè íà íåôòåïðîìûñëàõ

Âûïîëíèë:

Ìàëèêîâ Áóëàò Ðàäèñîâè÷

Îãëàâëåíèå

1. Òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà ñåïàðàöèè íåôòè íà íåôòåïðîìûñëàõ. Íàçíà÷åíèå è ïðèíöèï ðàáîòû, îñíîâû ýêñïëóàòàöèè

2. Ïðèìåíåíèå çàêîíîâ ãèäðîñòàòèêè â òåõíîëîãè÷åñêèõ àïïàðàòàõ íà ïðèìåðå ðàáîòû ñèôîíà

Ëèòåðàòóðà

1. Òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà ñåïàðàöèè íåôòè íà íåôòåïðîìûñëàõ. Íàçíà÷åíèå è ïðèíöèï ðàáîòû, îñíîâû ýêñïëóàòàöèè

Ñåïàðàöèÿ íåôòè — ýòî âàæíûé ìîìåíò â äîáû÷å. Ýòî ïåðâàÿ îáðàáîòêà ïîñëå äîáû÷è, çàêëþ÷àþùàÿñÿ â ðàçäåëåíèè ïðîäóêòîâ: ãàç, íåôòü è âîäà. Ïðîöåññ ïðîõîäèò ïðè ïîìîùè ñåïàðàòîðîâ íåôòè, îòñòîéíèêîâ.

Âèäû ñåïàðàòîðîâ íåôòè:

— âåðòèêàëüíàÿ óñòàíîâêà;

— ãîðèçîíòàëüíàÿ óñòàíîâêà.

ÑÅÏÀÐÀÒÎÐ ÍÅÔÒÈ È ÃÀÇÀ.

Áîëüøóþ ïîïóëÿðíîñòü îáðåë äâóõôàçíûé ñåïàðàòîð. Èòîãîâûì ïðîäóêòîì ïîñëå åãî èñïîëüçîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ãàç èç íåôòè è ñûðàÿ íåôòü. Ïîìèìî ýòîãî èñïîëüçóþòñÿ è òðåõôàçíûå ñåïàðàòîðû, êîòîðûå îòäåëÿþò åùå è âîäó. Îáà âèäà êîíñòðóêöèé ìîãóò áûòü êàê âåðòèêàëüíûìè, òàê è ãîðèçîíòàëüíûìè. Âåðòèêàëüíûå ñåïàðàòîðû ñ÷èòàþòñÿ ëó÷øèìè â ïðîèçâîäèòåëüíîñòè è ãàðàíòèéíîì îòäåëåíèè ïðîäóêòîâ äðóã îò äðóãà. È õîòÿ öåíà íà íèõ âûøå, ÷åì íà ãîðèçîíòàëüíûå, îíà îïðàâäûâàåò íåçàìåíèìîå êà÷åñòâî.

Ãîðèçîíòàëüíûå æå êîíñòðóêöèè ñëåäóåò ïðèìåíÿòü, êîãäà ñîîòíîøåíèå ãàçà è æèäêîñòè äîñòàòî÷íî áîëüøîå.

ÒÐÅÁÎÂÀÍÈß Ê ÑÅÏÀÐÀÒÎÐÀÌ.

Íåôòåãàçîâûå ñåïàðàòîðû îòâå÷àþò ñëåäóþùèì òðåáîâàíèÿì:

— îòäåëÿþò çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü æèäêîñòè ïîñëå ïåðâè÷íîãî ðàçäåëåíèÿ

— îñóùåñòâëÿþò äàëüíåéøåå ðàçäåëåíèå, óäàëÿÿ ðàñòâîðåííûé ãàç èç àêêóìóëèðîâàííîé æèäêîñòè;

— âûïóñêàþò ïîëó÷åííûå ãàç è æèäêîñòü èç ñîñóäîâ äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ïîâòîðíîãî ñìåøåíèÿ;

— ðàññåèâàþò ýíåðãèþ ãàçà è æèäêîñòåé;

— ñïîñîáñòâóþò ðåãóëèðîâàíèþ ñêîðîñòè ïîñòóïëåíèÿ ïðîäóêòà äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ñåãðåãàöèè è ðàâíîâåñèÿ ìåæäó æèäêîñòÿìè è ãàçîì;

— óìåíüøàþò òóðáóëåíòíîñòü â ñåêöèè ñ ãàçîì;

— àêêóìóëèðóþò ïåíó;

— ñáðàñûâàþò èçáûòî÷íîå äàâëåíèå ïðè âîçíèêíîâåíèè íåèñïðàâíîñòè;

— ðàñïîëàãàþò íåîáõîäèìûì îáîðóäîâàíèåì äëÿ êîíòðîëÿ íàä ïðîöåññîì;

— âûâîäèò òâåðäûå âåùåñòâà: ïåñîê, ãðÿçü.

Ðàçäåëåíèå ïðîäóêöèè ñêâàæèí (íà íåôòü è ãàç) îáû÷íî îñóùåñòâëÿåòñÿ â ñåïàðàòîðàõ.

 êà÷åñòâå ñåïàðàòîðîâ ïðèìåíÿþò åìêîñòè, â êîòîðûõ ïîääåðæèâàþòñÿ îïðåäåëåííàÿ òåìïåðàòóðà è äàâëåíèå. Òåìïåðàòóðà ïîääåðæèâàåòñÿ íà çàäàííîì óðîâíå èëè çà ñ÷åò òåïëà ïîñòóïàþùåé ïðîäóêöèè ñêâàæèí è îêðóæàþùåé ñðåäû, èëè ïóòåì âíåñåíèÿ òåïëà èëè õîëîäà èçâíå. Äàâëåíèå â ñåïàðàòîðå ïîääåðæèâàåòñÿ îáû÷íî ðåãóëÿòîðîì äàâëåíèÿ, óñòàíàâëèâàåìîì íà ãàçîâîé ëèíèè.

Âûâîä íåôòè è ãàçà îñóùåñòâëÿåòñÿ ðàçäåëüíî. Ñåïàðàöèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ â íåñêîëüêî ïîñëåäîâàòåëüíî ïîäêëþ÷àåìûõ ñòóïåíåé.  êà÷åñòâå ïîñëåäíåé ñòóïåíè èñïîëüçóåòñÿ ðåçåðâóàð. Íàïðèìåð, ïðè òðåõñòóïåí÷àòîé ñåïàðàöèè, íà ïåðâûõ äâóõ ñòóïåíÿõ ñåïàðàöèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ â äâóõ ñåïàðàòîðàõ, à íà ïîñëåäíåé — â ðåçåðâóàðå.

Íà ýôôåêòèâíîñòü ñåïàðàöèè âëèÿþò ñëåäóþùèå ôàêòîðû:

1) Äàâëåíèå ñåïàðàöèè. Îáúåì òîâàðíîé íåôòè, ñîñòîÿùåé â îñíîâíîì èç ïåíòàíîâ è áîëåå òÿæåëûõ óãëåâîäîðîäîâ, óâåëè÷èâàåòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì äàâëåíèÿ äî îïðåäåëåííîãî çíà÷åíèÿ è ñíèæàåòñÿ ïðè äàëüíåéøåì åãî ïîâûøåíèè. Îïòèìàëüíîå äàâëåíèå ñåïàðàöèè çàâèñèò îò õèìè÷åñêîãî è ôðàêöèîííîãî ñîñòàâà ïðîäóêöèè;

2) Òåìïåðàòóðà ñåïàðàöèè. Ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû ïðîöåññà îòíîñèòåëüíûé âûõîä ñòàáèëüíîé æèäêîñòè ïàäàåò. Îäíàêî, ïðè òåìïåðàòóðå íèæå -10Ñ îáúåì èçâëå÷åíèÿ ñòàáèëüíîé æèäêîñòè ïðàêòè÷åñêè íå óâåëè÷èâàåòñÿ. Òàêèì îáðàçîì, ïðåäïî÷òèòåëüíî ïîääåðæèâàòü òåìïåðàòóðó â ïåðåäåëàõ îò +10 äî -10Ñ;

3) Ñîñòàâ ïðîäóêöèè ñêâàæèí. Íàèáîëüøåå âëèÿíèå íà âûõîä ñòàáèëüíîé òîâàðíîé íåôòè îêàçûâàåò ñîäåðæàíèå êîìïîíåíòîâ Ñ5;

4) Êîëè÷åñòâî ñòóïåíåé ñåïàðàöèè. Åñëè ÷èñëî ñòóïåíåé ñåïàðàöèè áîëüøå äâóõ, óëó÷øàåòñÿ ïîëó÷åíèå ñòàáèëüíîé òîâàðíîé íåôòè, íî óìåíüøàåòñÿ îáùèé îáúåì èçâëåêàåìîé æèäêîñòè. Ïîòåðè íåôòè â îòêðûòûõ ðåçåðâóàðàõ â ðåçóëüòàòå èñïàðåíèÿ áóäóò ìåíüøå ïðè ìíîãîñòóïåí÷àòîé ñåïàðàöèè. Ïðè ïîâûøåíèè ÷èñëà ñòóïåíåé ñåïàðàöèè ñ äâóõ äî òðåõ, îáúåì ñòàáèëüíîé ðåçåðâóàðíîé íåôòè óâåëè÷èâàåòñÿ â ñðåäíåì íà 8%. Ïðè ïîâûøåíèè ÷èñëà ñòóïåíåé ñåïàðàöèè ñ òðåõ äî ÷åòûðåõ, âûõîä íåôòè óâåëè÷èâàåòñÿ íåçíà÷èòåëüíî. Ïîýòîìó ïðèìåíåíèå ÷åòûðåõñòóïåí÷àòîé ñåïàðàöèè â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ íåýêîíîìè÷íî.

 áîëüøèíñòâå ãàçîæèäêîñòíûõ ñåïàðàòîðîâ îñíîâíûå ýëåìåíòû, îáåñïå÷èâàþùèå ñåïàðàöèþ, ìîæíî ðàçäåëèòü íà òðè ãðóïïû: ýëåìåíòû, îáåñïå÷èâàþùèå ãðóáîå îòäåëåíèå íåôòè îò ãàçà, êàïëåóëîâèòåëè è àêêóìóëÿòîðû íåôòè. Ýëåìåíòû ïåðâîé ãðóïïû îáåñïå÷èâàþò ïåðâè÷íîå îòäåëåíèå íåôòè îò ãàçà çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ öåíòðîáåæíîé èëè ãðàâèòàöèîííîé ñèëû.

Îíè ñîñòîÿò èç ñåïàðèðóþùåãî ýëåìåíòà íà âõîäå, ïîëîê, ïðîõîäîâ äëÿ æèäêîñòè è ÷àñòè ñåïàðàòîðà, ðàñïîëîæåííîé ìåæäó ïîâåðõíîñòüþ æèäêîñòè è âõîäíûì ïàòðóáêîì (â âåðòèêàëüíûõ ñåïàðàòîðàõ) èëè âûøå ïîâåðõíîñòè æèäêîñòè (â ãîðèçîíòàëüíûõ è ñôåðè÷åñêèõ) ñåïàðàòîðàõ.

Êàïëåóëîâèòåëè óñòàíàâëèâàþò íà ïóòè ãàçîâîãî ïîòîêà ñ öåëüþ îòäåëåíèÿ êàïåëåê æèäêîñòè. Îíè áûâàþò â âèäå êîàëåñöèðóþùèõ íàáèâîê, à òàêæå ëîïàñòíîãî èëè ãèäðîöèêëîííîãî òèïîâ.

Àêêóìóëÿòîð íåôòè (à òàêæå âîäû, â ñëó÷àå òðåõôàçíûõ ñåïàðàòîðîâ) ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ñáîðà â íèæíåé ÷àñòè àïïàðàòà æèäêîñòåé, îòäåëèâøèõñÿ îò ïîòîêà ëèáî ñêîíäåíñèðîâàâøèõñÿ â ñåïàðàòîðå.

Äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ïðîðûâà ãàçà â íåôòÿíîé êîëëåêòîð èëè ïîäúåìà óðîâíÿ æèäêîñòè âûøå ïðåäåëüíîãî, à òàêæå äëÿ îáåñïå÷åíèÿ äîñòàòî÷íîãî âðåìåíè ïðåáûâàíèÿ äëÿ âñïëûòèÿ ãàçîâûõ ïóçûðüêîâ èç æèäêîñòè â ñåïàðàòîðàõ ïðåäóñìàòðèâàþòñÿ ðåãóëÿòîðû óðîâíÿ. Ïî ôîðìå ñåïàðàòîðû áûâàþò âåðòèêàëüíûìè, öèëèíäðè÷åñêèìè, ãîðèçîíòàëüíûìè îäíîåìêîñòíûìè è äâóõúåìêîñòíûìè, à òàêæå ñôåðè÷åñêèìè.

Âåðòèêàëüíûå ñåïàðàòîðû.

Âåðòèêàëüíûé ñåïàðàòîð ñîñòîèò èç ÷åòûðåõ ñåêöèé: I — îñíîâíàÿ ñåïàðàöèîííàÿ ñåêöèÿ, II îñàäèòåëüíàÿ ñåêöèÿ, III — ñåêöèÿ ñáîðà íåôòè, IV ñåêöèÿ êàïëå-óäàëåíèÿ.

Ðèñóíîê 1. — Âåðòèêàëüíûé ñåïàðàòîð:

Ñåêöèÿ I — ýòî ñåêöèÿ èíòåíñèâíîãî âûäåëåíèÿ ãàçà èç íåôòè. Ãàçîâîäîíåôòÿíàÿ ñìåñü ïîä áîëüøèì äàâëåíèåì ÷åðåç ïàòðóáîê ââîäà ñìåñè (1) ïîñòóïàåò â ðàáî÷åå ïðîñòðàíñòâî ñåïàðàòîðà ñ óâåëè÷åííûì îáúåìîì. Çà ñ÷åò ðåçêîãî ñíèæåíèÿ ñêîðîñòè ïîòîêà, âîäà è ãàç îòäåëÿþòñÿ îò íåôòè. Çàòåì âîäà ïîñòóïàåò â íèæíèå ñåêöèè, à ãàç óäàëÿåòñÿ èç ñåïàðàòîðà ÷åðåç âåðõíèé ïàòðóáîê. Ïîâûøåííûé ýôôåêò ñåïàðàöèè îáåñïå÷èâàåòñÿ ïðè òàíãåíöèàëüíîì ïîäâîäå ãàçà â ñåïàðàòîð.  ýòîì ñëó÷àå ïîòîê ãàçîâîäîíåôòÿíîé ñìåñè ïîïàäàåò â ðàáî÷åå ïðîñòðàíñòâî öèëèíäðè÷åñêîãî êîðïóñà ñåïàðàòîðà ïî êàñàòåëüíîé è ïåðåìåùàåòñÿ ïóòåì âðàùåíèÿ ïî ñòåíêàì êîðïóñà, ÷òî ñîçäàåò îïòèìàëüíûå óñëîâèÿ äëÿ îòäåëåíèÿ âîäû è ãàçà. Íåôòü, îòäåë¸ííàÿ îò ãàçà è âîäû ïîñòóïàåò â ñåêöèþ II ñåïàðàòîðà, ãäå ñòåêàåò ïîä äåéñòâèåì òÿæåñòè âíèç ïî íàêëîííûì ïîëêàì òîíêèì ñëîåì. Ýòî ñîçäàåò ëó÷øèå óñëîâèÿ äëÿ âûäåëåíèÿ ãàçà èç íåôòè çà ñ÷åò ñíèæåíèÿ òîëùèíû åå ñëîÿ è óâåëè÷åíèÿ âðåìåíè ïðåáûâàíèÿ ñìåñè â ñåêöèè II. Ïîñëå ñåêöèè II íåôòü ïîïàäàåò â ñåêöèþ III — ñáîðà íåôòè. Çäåñü åå óðîâåíü ïîâûøàåòñÿ, è ïðè îïðåäåëåííîì ïîëîæåíèè ïîïëàâêà (7) çàêðûâàåòñÿ çàñëîíêà íà ãàçîâîé ëèíèè (3) ãàçîñåïàðàòîðà. Äàâëåíèå â ãàçîñåïàðàòîðå ïîâûøàåòñÿ, è íåôòü íà÷èíàåò ïîñòóïàòü ÷åðåç ëèíèþ îòâîäà íåôòè (8). Ïîñëå ýòîãî óðîâåíü æèäêîñòè â íèæíåé åìêîñòè ñíèæàåòñÿ, ïîïëàâîê îïóñêàåòñÿ ñ îòêðûòèåì çàñëîíêè ãàçîâîé ëèíèè. ×åðåç íåêîòîðîå âðåìÿ ïðîöåññ ïîâòîðÿåòñÿ.

 ñåêöèè III ïðîèñõîäèò î÷èñòêà íåôòè îò ìåõàíè÷åñêèõ ïðèìåñåé (øëàìà). Øëàì îñàæäàåòñÿ íà äíî è óäàëÿåòñÿ ÷åðåç ëèíèþ ñáîðà øëàìà (9). Ñåêöèÿ IV — êàïëåóäàëåíèÿ ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ óëàâëèâàíèÿ êàïåëü æèäêîñòè, óâëåêàåìûõ âûõîäÿùèì ïîòîêîì ãàçà. Êàïëè âîäû îñåäàþò íà æàëþçíîì êàïëåóëîâèòåëå è ñòåêàþò âíèç. ×åðåç âûõîä (13) ïîñòóïàåò ÷àñòè÷íî î÷èùåííûé ãàç.

Äàëåå íåôòü èç ãàçîñåïàðàòîðîâ ïîñòóïàåò â îòñòîéíûå ðåçåðâóàðû, èç êîòîðûõ îíà íàïðàâëÿåòñÿ íà óñòàíîâêó ïîäãîòîâêè íåôòè (ÓÏÍ), âêëþ÷àþùóþ ïðîöåññû åå îáåçâîæèâàíèÿ, îáåññîëèâàíèÿ è ñòàáèëèçàöèè.

Îñíîâíûå ýëåìåíòû âåðòèêàëüíîãî ñåïàðàòîðà: 1 — ïàòðóáîê ââîäà ãàçîæèäêîé ñìåñè, 2 — ðàçäàòî÷íûé êîëëåêòîð ñî ùåëåâûì âûõîäîì, 3 — ðåãóëÿòîð äàâëåíèÿ, 4 — æàëþçíûé êàïëåóëîâèòåëü, 5 ïðåäîõðàíèòåëüíûé êëàïàí, 6 íàêëîííûå ïîëêè, 7 — ïîïëàâîê, 8 ðåãóëÿòîð óðîâíÿ è ëèíèè îòâîäà íåôòè, 9 — ëèíèÿ ñáîðà øëàìà, 10 ïåðåãîðîäêè, 11 — óðîâíå ìåðíîå ñòåêëî, 12 — äðåíàæíàÿ òðóáà.

Ãîðèçîíòàëüíûå ñåïàðàòîðû.

Ãîðèçîíòàëüíûå ñåïàðàòîðû èìåþò ðÿä ïðåèìóùåñòâ ïåðåä âåðòèêàëüíûìè: áîëüøóþ ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü è áîëåå âûñîêèé ýôôåêò ñåïàðàöèè. Ïðèíöèï ðàáîòû ãîðèçîíòàëüíûõ ñåïàðàòîðîâ àíàëîãè÷åí âåðòèêàëüíûì. Íî çà ñ÷åò òîãî, ÷òî â ãîðèçîíòàëüíûõ ñåïàðàòîðàõ êàïëè æèäêîñòè ïàäàþò ïåðïåíäèêóëÿðíî ê ïîòîêó ãàçà, à íå íàâñòðå÷ó åìó, êàê â âåðòèêàëüíûõ ñåïàðàòîðàõ, ãîðèçîíòàëüíûå ñåïàðàòîðû èìåþò áîëüøóþ ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü.

Äëÿ ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ïðîöåññà ñåïàðàöèè â ãîðèçîíòàëüíûõ ñåïàðàòîðàõ èñïîëüçóþò ãèäðîöèêëîííûå óñòðîéñòâà è ïðåäâàðèòåëüíûé îòáîð ãàçà ïåðåä âõîäîì â ñåïàðàòîð ÷åðåç âèëêó (2).  ãèäðîöèêëîíå âõîäÿùèé ãàçîæèäêîñòíûé ïîòîê ïðèâîäèòñÿ âî âðàùàòåëüíîå äâèæåíèå. Êàïëè íåôòè êàê áîëåå òÿæåëûå ïîä äàâëåíèåì öåíòðîáåæíîé ñèëû îòáðàñûâàþòñÿ íà ñòåíêè òðóáû, à ãàçîâàÿ ñòðóÿ ïåðåìåùàåòñÿ â êîðïóñå ñåïàðàòîðà. Ãîðèçîíòàëüíûé ñåïàðàòîð ñ ïðåäâàðèòåëüíûì îòáîðîì ãàçà îòëè÷àåòñÿ òåì, ÷òî íåôòåãàçîâàÿ ñìåñü ââîäèòñÿ â êîðïóñ ñåïàðàòîðà ïî íàêëîííûì ó÷àñòêàì òðóáîïðîâîäà.

Óêëîí âõîäíîãî òðóáîïðîâîäà íåáîëüøîé è ñîñòàâëÿåò 10-15 ãðàäóñîâ. Ïðè ïîäúåìå è ïîñëåäóþùåì ñïóñêå ïî âõîäíîìó òðóáîïðîâîäó ïðîèñõîäèò ðàçäåëåíèå æèäêîñòè è ãàçà íà âèëêå (2). Çàòåì ãàç ïî ãàçîîòâîäÿùèì òðóáêàì îòâîäèòñÿ ê êàïëåóëàâëèâàòåëþ (3), ÷àñòü êàïåëü âîäû îñåäàåò íà æàëþçèéíûõ íàñàäêàõ (4) è ñòåêàþò â ñàì ñåïàðàòîð. Ïîñëå ýòîãî ãàç íàïðàâëÿåòñÿ â ãàçîâîä, âìåñòå ñ ãàçîì, îòäåëåííûì â êîðïóñå ñåïàðàòîðà, íàïðàâëÿåòñÿ íà ÃÏÇ ÷åðåç âûõîä (5).

Äëÿ áîëåå èíòåíñèâíîãî âûäåëåíèÿ ðàñòâîð¸ííîãî ãàçà, íåôòü íàïðàâëÿþò òîíêèì ñëîåì ïî íàêëîííûì ïëîñêîñòÿì — ïîëêàì (10). Î÷èùåííàÿ íåôòü íàêàïëèâàåòñÿ â íèæíåé ÷àñòè ñåïàðàòîðà è âûâîäèòñÿ, òàêæå êàê è â ñëó÷àè ñ âåðòèêàëüíûì ñåïàðàòîðîì, ïðè îïðåäåë¸ííîì ïîëîæåíèè ïîïëàâêà (8) ïîä äåéñòâèåì äàâëåíèÿ ãàçà. Äàëåå íåôòü ïîñòóïàåò íà ÓÏÍ ÷åðåç ëèíèþ (11).

Ðèñóíîê 2. — Ãîðèçîíòàëüíûé ñåïàðàòîð:

Îñíîâíûå ýëåìåíòû ãîðèçîíòàëüíîãî ñåïàðàòîðà: 1 — âõîäíîé òðóáîïðîâîä, 2 — âèëêà äëÿ ïðåäâàðèòåëüíîãî îòáîðà ãàçà, 3 — êàïëåóëîâèòåëü (ñåïàðàòîð ãàçà), 4 — æàëþçèéíûå íàñàäêè, 5 — ãàçîïðîâîä ñ ðåãóëÿòîðîì äàâëåíèÿ, 6 — ïðåäîõðàíèòåëüíûé êëàïàí, 7 — êîðïóñ ñåïàðàòîðà, 8 — ïîïëàâîê, 9 — ïåíîãàñèòåëè, 10 — íàêëîííûå ïîëêè.

2. Ïðèìåíåíèå çàêîíîâ ãèäðîñòàòèêè â òåõíîëîãè÷åñêèõ àïïàðàòàõ íà ïðèìåðå ðàáîòû ñèôîíà

Ãèäðîñòàòèêà — ðàçäåë ìåõàíèêè æèäêîñòåé, â êîòîðîì èçó÷àþòñÿ ñîñòîÿíèå ðàâíîâåñèÿ æèäêîñòè, íàõîäÿùåéñÿ â îòíîñèòåëüíîì èëè àáñîëþòíîì ïîêîå, äåéñòâóþùèå ïðè ýòîì ñèëû, à òàêæå çàêîíîìåðíîñòè ïëàâàíèÿ òåë áåç èõ ïåðåìåùåíèÿ.

Ïðè àáñîëþòíîì ïîêîå æèäêîñòü íåïîäâèæíà îòíîñèòåëüíî çåìëè è ðåçåðâóàðà. Ïðè îòíîñèòåëüíîì ïîêîå îòäåëüíûå ÷àñòèöû æèäêîñòè, îñòàâàÿñü â ïîêîå îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà, ïåðåìåùàþòñÿ âìåñòå ñ ñîñóäîì, â êîòîðîì îíè íàõîäÿòñÿ.

Ïåðåä èçó÷åíèåì ñîñòîÿíèÿ ðàâíîâåñèÿ æèäêîñòåé íåîáõîäèìî âûÿñíèòü, êàêèå êàòåãîðèè ñèë ìîãóò äåéñòâîâàòü íà íèõ, ÷òî íàçûâàåòñÿ ãèäðîñòàòè÷åñêèì äàâëåíèåì â òî÷êå, êàêèìè ñâîéñòâàìè îíî îáëàäàåò è â êàêèõ åäèíèöàõ èçìåðÿåòñÿ. Çíàíèå çàêîíîâ ãèäðîñòàòèêè ïîçâîëÿåò ðåøàòü çàäà÷è, èìåþùèå âàæíîå íàó÷íîå è òåõíè÷åñêîå çíà÷åíèå. Íà çàêîíàõ èçìåíåíèÿ äàâëåíèÿ îñíîâàíî äåéñòâèå ãèäðàâëè÷åñêîãî ïðåññà, ãèäðàâëè÷åñêîãî àêêóìóëÿòîðà, æèäêîñòíîãî ìàíîìåòðà, ñèôîíà è ìíîãèõ äðóãèõ ãèäðàâëè÷åñêèõ ïðèáîðîâ.

Ñèôîíû îáåñïå÷èâàþò ïåðåòîê æèäêîñòè, êàê ïîêàçàíî íà ðèñóíêå, èç ñîñóäà 1 â ñîñóä 2 áåç ïðèìåíåíèÿ êàêèõ-ëèáî ïåðåêà÷èâàþùèõ óñòðîéñòâ è çàòðàò ðàáîòû èçâíå. Äåéñòâèå ñèôîíà çàêëþ÷àåòñÿ â ñëåäóþùåì. Ñëåâà íà òî÷êó a äåéñòâóåò äàâëåíèå:

p1 = p0 — ñægh1

À ñïðàâà — äàâëåíèå:

p2 = p0 — ñægh2

Ãäå:

h1 è h2 — âûñîòû æèäêîñòè ñîîòâåòñòâåííî â ìàëîì è áîëüøîì êîëåíàõ ñèôîíà;

p0 — âíåøíåå àòìîñôåðíîå äàâëåíèå.

Òàê êàê ïî óñëîâèÿì ðàáîòû ñèôîíà âñåãäà h1 < h2, òî p1 > p2 íà âåëè÷èíó:

Äp = p1 — p2 = ñæg (h2 — h1)

ñêâàæèíà ñåïàðàòîð íåôòü

×òî è çàñòàâëÿåò æèäêîñòü òå÷ü ïî òðóáå ñèôîíà, ïðè÷åì ïîäúåì æèäêîñòè ïî òðóáå âûñîòîé h1 îñóùåñòâëÿåòñÿ â ðåçóëüòàò âäàâëèâàíèÿ åå àòìîñôåðíûì äàâëåíèåì ïðîòèâ ïîíèæåííîãî äàâëåíèÿ â âåðõíåé ÷àñòè ñèôîíà, ñîçäàííîãî äåéñòâèåì æèäêîñòè â òðóáå âûñîòîé h2.

Ëèòåðàòóðà

1. Àõìåòîâà Ñ.À. Òåõíîëîãèÿ è îáîðóäîâàíèå ïðîöåññîâ ïåðåðàáîòêè íåôòè è ãàçà: Ó÷åáíîå ïîñîáèå / Ñ.À. Àõìåòîâ, Ò.Ï. Ñåðèêîâ, È.Ð. Êóçååâ, Ì.È. Áàÿçèòîâ, Ïîä ðåä. — ÑÏá.: Íåäðà, 2006, — 868 ñ.

2. Èâàíîâà Ì.Ì. Íåôòåãàçîïðîìûñëîâàÿ ãåîëîãèÿ: Ó÷åáíèê äëÿ âóçîâ / Ì.Ì. Èâàíîâà, È.Ï. ×îëîâñêèé, Þ.È. Áðàãèí. — Ì.: ÎÎÎ «Íåäðà-Áèçíåñöåíòð», 2000. — 414 ñ.

…

Дегазация нефтяной эмульсии

Кроме того, что в добываемой сырой нефти уже содержатся углеводородные газы, в процессе ее добычи происходит образование нефтяного газа. Для уноса газа устанавливаются нефтегазовые сепараторы различных принципов действия и конструкций в зависимости от газонефтяной жидкости, требований к конечному продукту и технических возможностей на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Использование сепарационного оборудования перед транспортом нефти способствует защите внутренней поверхности магистральных трубопроводов, а именно, препятствует образованию отложений на стенках, уменьшает образование пены, снижает гидравлическое сопротивление и пульсацию. Все это, в свою очередь, положительно влияет на стабильную работу установок предварительной подготовки нефти.

Унесенный газ в дальнейшем перерабатывается на газоперерабатывающих заводах для его последующего применения в качестве сырья или топлива.

Технология и техника сепарации нефти основывается на многоступенчатом методе, при котором выделение газа происходит следующим образом: на первой ступени выделяются легкие углеводороды (метан и этан), на следующих — более тяжелые фракции. Каждая ступень характеризуется понижением давлением с 0,6 МПа до атмосферного в концевых сепараторах. Количество дегазированной нефти напрямую зависит от количества ступеней: чем их больше, тем увеличивается объем очищенной нефти.

Оборудование для сепарации

Оборудования подготовки нефти и газа как сепараторы, теплообменники, обезвоживающие оборудование и компрессора могут располагаться на устье скважины где нефть впервые появляется на поверхности или рядом с резервуарным парком или рядом с компрессорными станциями на месторождении. После отделения воды от нефти, нефть идет и поступает в резервуары (резервуарный парк). Резервуары обычно располагаются рядом в поле. Резервуарный парк состоит по крайней мере из 2х резервуаров. Количество и размер резервуаров меняется с дебитом по всему месторождению. Маленькие месторождения могут содержать только один резервуарный парк, большие месторождения могут содержать несколько с собственным оборудованием для отделения нефти и газа, сбора и подготовки. Резервуарный парк может занимать от одного до нескольких акров земли, это зависит связанного ним оборудования и размера и количества резервуаров.

Несмотря на то, что природный газ добывается в разном количестве с сырой нефтью, на многих месторождениях его добыча является первичной или единственной. Процесс подготовки газа для его транспортировки и дальнейшей продажи состоит из двух основных этапов. Процесс начинается с прохождения газом сепараторов и теплообменников для отделения жидкости от газа. Потом газ подвергается осушке для удаления из него водяных паров.

УДК 621.928.4

Автор: Максим Алексеевич Земляной

Author: Maksim Alekseevich Zemlyanoy

Separation of oil and gas

Аннотация: При добыче нефти из скважины попутно извлекаются газ, вода, примеси. Нефть, газ и вода должны отделятся или обрабатываться до того, как поступают в резервуарный парк для хранения. Для выполнения сбора, подготовки и сепарации нефти или газа используется специальное оборудование: сепараторы, отстойники, подогреватели, теплообменники и проч. аппараты.

Ключевые слова: Сепарация, нефть, газ, оборудование сепарации, вода, флюиды, скважины, сбор и подготовка нефти.

Annotation: In the extraction of oil from the well, gas, water, and impurities are simultaneously extracted. Oil, gas and water must be separated or processed before they enter the storage tank for storage. For the collection, preparation and separation of oil or gas, special equipment is used: separators, settling tanks, heaters, heat exchangers.

Keywords: Separation, oil, gas, separation equipment, water, fluids, wells, oil collection and preparation.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ахметов С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. — Уфа: Гилем, 2002. 672 с.

2. Ахметов С.А. Физико-химическая технология глубокой переработки нефти и газа. Ч. 2. Уфа, 1997.

3. Баннов П.Г. Процессы переработки нефти. / Под ред. В.А. Матишева. М.: ОАО ЦНИИТЭНефтехим, 2000. Ч. I. 224 с.

4. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. М.: Химия, 1978.

Ч. 1. 360 с.

5. Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти: технологические и экологические аспекты. М.: Техника. 2001. 384 с.

Эффективность нефтегазовых сепараторов

Эффективность эксплуатации сепараторов в каждом конкретном случае, конечно, зависит от многих факторов, например, от фракционного состава исходного сырья, конструкции и задач самого оборудования и т.д. Но выделяют основные показатели, на значения которых следует ориентироваться при выборе нефтегазового сепаратора — это объем капельной взвеси в потоке выделенного газа и объем газа в дегазированной нефти: чем меньше содержится воды в газе и газа в нефти, тем лучше справляется сепаратор со своей задачей. Кроме того, на качественную оценку работы также влияет размер капельной жидкости: чем меньше диаметр, тем больше ее осаждается в корпусе и на стенках, тем чище выделяемый газ.

На некоторых производствах для повышения эффективности сепарации нефти ее нагревают, в результате чего уже на первой ступени уносится большое количество пузырьков газа.

Принцип работы и устройство нефтегазовых сепараторов

Разделение нефти и газа происходит под действием гравитационных, инерционных и центробежных сил. В гравитационных сепараторах более легкие фракции, а именно, газ, поднимаются наверх, а более тяжелые (нефть с растворенными частицами воды) опускаются вниз. В инерционных сепараторах за счет разной плотности жидкости и газа, первая осаждается на стенках и днище корпуса, а газовые частицы выводятся из емкости. Центробежные сепараторы сходны с инерционными тем, что движение газожидкостного потока осуществляется благодаря вихревому эффекту по спирали, за счет чего жидкость, имея большую плотность по сравнению с газом, продолжает движение по инерции, в то время как газовые частицы отделяются и отводятся из емкости.

Вне зависимости от типа в сепараторах выделяются три секции (четыре, если предусмотрен сброс воды), в каждой из которой происходит процесс сепарации при постепенном понижении давления и повышении температуры. Оптимальный температурный режим для сепарации составляет от -10°С до +10°С. Сначала сырая нефть попадает в основную сепарационную секцию, где осуществляется интенсивная сепарация основного (свободного) объема газа под действием гравитационной и центробежной силы.

В осадительной секции отделяются растворенные пузырьки газа, которые не отделились от нефтяной эмульсии в первом отсеке. В остальных двух секциях осуществляются сбор и вывод нефти и улавливание взвешенной влаги в газе (секция сбора нефти и каплеуловитель, соответственно).

Конструктивно сепаратор представляет собой цилиндрический корпус, который внутри разделен перегородками на отсеки. Устанавливаются вертикально или горизонтально на опоры. Вертикальные сепараторы обычно применяются при малых объемах поступающей рабочей среды. Удобны для очистки корпуса от отложений парафинов и других примесей с днища, а также отличаются минимально необходимым местом для эксплуатации.

Горизонтальное размещение характерно при большом потоке жидкости. Принцип работы горизонтальных нефтегазовых сепараторов обеспечивает более высокую степень сепарации, для чего дополнительно могут устанавливаться гидроциклонные устройства.

В днищах корпуса размещаются патрубки и штуцеры для входа газонефтяного потока, установки технологического оборудования, обеспечивающего безопасную работу и выполняющее регуляторную и контрольно-измерительные функции. Вывод очищенной нефти и газа, а также воды в трехфазных сепараторах, происходит через штуцеры в разных отсеках.

Саратовский резервуарный завод производит весь спектр нефтегазовых сепараторов* объемом до 200 м3 для многоступенчатой сепарации нефти:

• горизонтальные и вертикальные нефтегазовые сепараторы
• нефтегазовые сепараторы со сбросом воды (так называемые, трехфазные сепараторы)
• буферы-дегазаторы нефти и др.

Благодаря грамотным техническим расчетам сепараторы нефти нашего производства отличаются высокой эффективностью и производительностью от 1000 до 700000 м3/сутки (в зависимости от типа).

*особенности и технические параметры каждого типа нефтегазового сепаратора Вы можете посмотреть в соответствующем разделе Каталога продукции

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...