Сепарация обводненных нефтей и трехфазные сепараторы.

Автоматизированная концевая совмещенная сепарационная установка (КССУ) разработана в ОФ ВНИИКАнефтегаз

1-сепаратор; 2-брызгоуловитель; 3-счетчик газа; 4-отвод нефти; 5-распределитель; 6-смеситель; 7-счетчик жидкости; 8-насадка для сброса воды; 9-регулятор уровня.

Установка работает следующим образом. Сырая нефть с обводненностью 30% и более, прошедшая I ступень сепарации, содержащая остаточный газ в количестве 2-10 м3/м3, смешивается с горячей дренажной водой установки подготовки. Затем смесь поступает в сепаратор через распределитель под уровень воды, который поддерживается на высоте 1-2 м. В сепараторе происходят дегазация и частичное обезвоживание нефти до остаточного содержания воды 10-20% при температуре 25-30°С без применения реагента-деэмульгатора. При объеме аппарата 80 м3 производительность установки по сырой нефти составила 2000 т/сут.

Автоматическое регулирование уровней осуществляется пневматическими регуляторами. Количество частично обезвоженной нефти и дренируемой воды измеряется турбинными счетчиками жидкости, а количество отсепарированного газа - счетчиком типа РГ.

Рис. 3.8. Концевой делитель фаз (КДФ)

1 - трубопровод; 2 - расширяющая головка; 3 - отсекатель; 4 - лоток; 5- диск; 6 -трубопровод; 7 - отстойный диск; 8 - трубопровод.

Продукция через трубопровод поступает в расширяющую головку 2, где скорость потока уменьшается, вследствии чего начинается расслоение жидкости. По мере движения жидкость разделяется на воду (снизу), нефть (посередине) и газ (сверху). Нефть, переливаясь через край перегородки, поступает в лоток 4, откуда пройдя через диск 5 (фильтр) поступает в нефтепровод 6. Вода протекает под лотком и пройдя через отстойный диск 7 (фильтр) поступает в водопровод 8. Газ, выделившийся из жидкости уходит по газовой линии. Отсекатель 3 нужен для перекрытия газопровода при переполнении КДФ.

Блочные автоматизированные установки БАС-1

Рис. 3.2. Блочная автоматизированная репарационная установка БАС-1-100

1-задвижка; 2-турбинный счетчик; 3-регулятор уровня; 4-предохранительный клапан; 5- датчик предельного уровня; 6-манометр электроконтактный; 7-сепарационные полки; 8- газосепарационный отсек; 9-перегородка; 10-водоотделителъный отсек; 11-манометр технический; 12-труба для отбора нефти; 13-регулятор уровня вода-нефть; 14-патрубок для отбора воды; 15-распределитель; 16-счетчик импульсов.

Блочные автоматизированные установки БАС-1 разработаны также ОФ ВНИИКАнефтегаз и имеют две модификации: БАС-1-100 и БAC-1-200. Установку БАС-1-100 (рис. 3.2) используют на месторождениях с содержанием воды в нефти более 30%, обустроенных по однотрубной напорной герметизированной системе сбора. Емкость этой установки имеет газо-сепарационный отсек, который рассчитан на работу при газовом факторе до 120 м3/м3.

В установках БAC-1 реализуется тот же технологический процесс, что и в КССУ. Опытные образцы установок испытаны на промыслах НГДУ «Туймазынефть», объединения «Башнефть» и НГДУ «Альметьевнефть» объединения «Татнефть». Производительность установок БAC-1-100 и БAC-1-200 по сырой нефти составляет соответственно 3000 и 5000 т/сут.

Аппарат для предварительного обезвоживания нефти института СибНИИП

РИС.3.7. Аппарат для предварительного обезвоживания нефти СибНИИП

1-газосепарационный отсек; 2,3,5-вертикальные перегородки; 4-регулятор уровня вода-нефть; 6-регулятор уровня нефть-газ; 7-патрубок для сброса воды; 8-горизонтальная перегородка.

Аппарат для предварительного обезвоживания нефти института СибНИИП (рис. 3.7) предназначен для работы в условиях, когда возможно образование и отложение солей (карбонатов) на технологическом оборудовании, запарафинивание и значительный вынос механических примесей и шлама из системы сбора. В этих случаях все рассмотренные выше конструкции аппаратов, оборудованные распределителями в виде перфорированных труб или лотков, непригодны из-за быстрого забивания отверстий в процессе эксплуатации.

Аппарат СибНИИП работает следующим образом. Водонефтяную эмульсию, разгазированную на предыдущей ступени и частично разрушенную (обработкой реагентом с использованием специальных устройств, подачей рециркулируемой дренажной воды, нагревом и другими способами), подают в газосепарационный отсек, в жидкость. Здесь происходит отделение остаточного газа. Затем эмульсия за счет разности уровней перетекает под вертикальной перегородкой в водоотделительный отсек.

 

22. Основные функции концевого делителя фаз (КДФ). Определение длины и диаметра КДФ.

Концевой гидродинамический делитель фаз предназначен для установки перед узлами сепарации и выполняет следующие функции:

- гашение пульсаций и обеспечение раздельного режима движения нефти и выделившегося из неё газа, эмульсии и воды;

- осуществление пеногашения и отбор выделившегося газа непосредственно в осушительные элементы сепаратора, либо непосредственно потребителю;

- повышение производительности функциональных аппаратов (сепараторов,

отстойников и т.д.);

- отбора и сброса выделившейся пластовой воды, пригодной для закачки в пласт без дополнительной очистки, либо на очистные сооружения;

- сепараторов любой ступени.

Определение длины и диаметра КДФ.

При выборе d и длины КДФ следует руков-ся тем, что для разделения ГЖС на фазы структ-ра потока д.б. расслоенной; необ-мо чтобы капли воды были дост-но эфф-но коалесцировали и, как следствие, водонефт. эмульсия расслаивалась. Min диаметр КДФ, исходя из условия Fr см<Fr см кр:

Qж-сумма расходов нефти и воды. Для малых рабочих газовых факторов приним-ся, что жид-ть занимает все сечение трубы. Исходя из этого ф-ла для min-го диаметра трубы из условия необ-ти полного рассл-я водонефтяной эмульсии имеет вид:

Необх-е сечение КДФ для газовой фазы:

Qж-произ-ть по жид-ти, м3/сут

Г-газовый фактор, м3/м3

υ_д- допустимая скорость газа, м/с

Р и Р0- Р соот-но сепарации и атм., кгс/см2

Т и Т0- темпер-ра соот-но сепар-ии и станд-я, К

z и z0- коэфф-т сжимаемости газа в рабочих и станд-х усл-х

КL-коэфф-т длины

 (L и D-длина и диаметр КДФ)

Кп-коэфф-т пульсации.

Это уточняется после расчета разделения жидкой фазы на нефть и воду:

Длина аппарата рассчит-ся из условия расслоения эмульсии на нефть и воду. Полная площадь поперного сечения КДФ опр-ся как сумма: