Оборудование для разделения скважинной продукции.

Целью промысловой подготовки нефти является: дегазация (отделение газа от нефти); обезвоживание (отделение воды из потока); обессоливание (отделение соли из эмульсии); стабилизация. Разделение скважинной продукции – дегазация и обезвоживание.

Дегазация. Дегазацию нефти осуществляют для отделения газа от нефти. Аппарат, в котором происходит процесс дегазации, называют сепаратором, а сам процесс разделения фаз - сепарацией. Процесс сепарации нефти - многоступенчатый, то есть происходит в несколько этапов. Очевидно, что увеличение количества этапов приводит к увеличению количества нефти, отделенной из нефтегазоводного потока. Однако учитывая капиталовложения в изготовление сепараторов, эксплуатационные расходы и потери давления число ступеней обычно ограничивают двумя-тремя.

Сепараторы для отделения нефти из потока бывают: вертикальные; горизонтальные; гидроциклонные.

Эффективность работы аппаратов характеризуется коли­чеством жидкости, уносимой газом, и количеством газа, ос­тавшегося в нефти после сепарации. Чем ниже эти показате­ли, тем более эффективна работа аппарата.

Рис. 4.5. Вертикальный сепаратор: / — корпус; 2 — поплавок; 3 — дренажная трубка; 4 — наклонные плоско­сти; 5 — патрубок для ввода газожидкостной смеси; 6 — регулятор давле­ния; 7 — перегородка для выравнивания скорости газа; 8 — жалюзийная насадка; 9 — регулятор уровня; 10 — патрубок для сброса нефти; 11 — раздаточный коллектор; 12 — люк; 13 — заглушка; секции: / — сепарацион-ная; II — осадительная; III — отбора нефти; IV — каплеуловительная

В вертикальном цилиндрическом гравитационном сепара­торе (рис. 4.5) газонефтяная смесь через патрубок поступа­ет в раздаточный коллектор и через щелевой выход попада­ет в основную сепарационную секцию /. В осадительной секции II из нефти при ее течении по наклонным плоско­стям происходит дальнейшее выделение окклюдиро-ванных пузырьков газа. Разгазированная нефть поступает в секцию ее сбора III, из которой через патрубок отводится из сепа­ратора. Газ, выделившийся из нефти на наклонных плоско­стях, попадает в каплеуловительную секцию IV, проходит через жалюзийную насадку и по трубопроводу выходит из сепаратора. Капли нефти, захваченные потоком газа и неус­певающие осесть под действием силы тяжести, в жалюзийных решетках прилипают к стенкам и стекают по дренаж­ной трубке в секцию сбора нефти.

Гидроциклонный двухъемкостный сепаратор (рис. 4.6) при­меняют на промыслах для работы на / ступени сепарации. Газонасыщенная нефть через тангенциальный вход поступает в гидроциклонную головку, где за счет центробежных сил нефть и газ разделяются на самостоятельные потоки. В вер­хнюю емкость нефть и газ поступают раздельно. Нефть по направляющей полке стекает на уголковый разбрызгиватель, в котором поток нефти разбивается на отдельные струи и происходит дальнейшее выделение газа. По сливной полке разгазированная нефть собирается в нижней емкости сепара­тора. При достижении определенного объема нефти в ниж­ней емкости поплавковый регулятор уровня через исполни­тельный механизм направляет дегазированную нефть в от­водной трубопровод. Газ, отделившийся от нефти в дегазато­ре, проходит в верхней емкости перфорированные перего­родки, где происходит выравнивание скорости газа и частич­ное выпадение жидкости. Окончательная очистка газа проис­ходит в жалюзийной насадке 7. Отделенная от газа жидкость по дренажной трубке 10 стекает в нижнюю емкость 9.

Рис. 4.6. Гидроциклонный двухъемкостный сепаратор: 1 — тангенциальный ввод газонефтяной смеси; 2 — головка гидроциклона; 3 — отбойный козырек для газа; 4 — направляющий патрубок; 5 — верхняя емкость сепаратора; 6 — перфорированные сетки для улавливания капель­ной жидкости; 7 — жалюзийная насадка; 8 — отвод газа; 9 — нижняя емкость гидроциклона; 10 — дренажная трубка; 11 — уголковые разбрызги­ватели; 12 — направляющая полка; 13 — перегородка; 14 — исполнительные механизмы

Падение давления в сборных коллекторах в результате дви­жения по ним газонефтяной смеси может приводить к частич­ному выделению газа из нефти. В этом случае в сепарационную установку можно подавать нефть и газ разделенными потоками. Такой принцип использован на блочных сепарационных установках с предварительным отбором газа. Газожидкостная смесь от скважин поступает в устройство пред­варительного отбора газа, которое расположено на наклонном участке подводящего трубопровода. Устройство предваритель­ного отбора газа представляет собой отрезок подводящего трубопровода значительно большего диаметра, чем основная подводящая линия, установленный под углом 3 — 4° к горизон­ту, с вертикально приваренной газоотводной вилкой, которая соединена трубопроводом с каплеуловительной секцией. Пред­варительно отобранный газ проходит через каплеуловитель, где в жалюзийных насадках отделяется от капельной влаги. Нефть вместе с газом, не успевшим выделиться из нефти и не попавшим в газоотводную вилку, поступает в технологическую емкость, в которой на диффузоре и наклонных полках ско­рость потока снижается и происходит интенсивное разгазирование. Выделившийся в технологической емкости газ также проходит через каплеуловитель.

Обезвоживание нефти. Наиболее распространёнными в практике эксплуатации нефтяных месторождений являются эмульсии обратного типа «вода в нефти». Целью процесса обезвоживания нефти является разрушение эмульсий различной стойкости, что подразумевает укрупнение капель дисперсной фазы, которое приведет к увеличению скорости их осаждения.

Для разрушения эмульсий применяют следующие методы:

Гравитационное холодное осаждение применяют при высокой концентрации воды в пластовой жидкости. Отстаивание производится в отстойниках периодического и непрерывного действия.

Метод внутритрубной деэмульсации заключается в введении в нефтяную эмульсию специального вещества - деэмульгатора, в количестве 15-20 г на тонну эмульсии. Деэмульгатор разрушает бронирующую оболочку на поверхности капель воды и обеспечивает тем самым условия для их слияния при столкновении. За счет разности плотностей укрупнившиеся капельки воды легко удаляются из нефти.

Термическое воздействие заключается в том, что нефть, подвергаемую обезвоживанию, перед отстаиванием нагревают. При нагревании, с одной стороны, уменьшается прочность оболочек на поверхности капель воды, что облегчает их слияние, с другой стороны - уменьшается вязкость нефти, в которой оседают капли воды, что, в свою очередь, увеличивает скорость разделения эмульсий. Термохимический метод заключается в сочетании термического воздействия и внутритрубной деэмульсации. Электрическое воздействие на эмульсии производится в аппаратах, которые называют электродегидраторами. Под воздействием электрического поля на противоположных концах капель воды появляются разноименные электрические заряды, в результате чего они притягиваются друг к другу, сливаются и оседают.

Фильтрацию применяют для разрушения нестойких эмульсий. В качестве материала для фильтров используют вещества, не смачиваемые водой, но смачиваемые нефтью. Поэтому такой фильтр задержит поток воды, но пропустит нефть. Разделение в поле центробежных сил производится в центрифугах, представляющие собой вращающие с большим числом оборотов роторы. В ротор по полому валу подают эмульсию, где она под действием сил инерции разделяется за счет разности плотностей воды и нефти. При обезвоживании содержание воды в нефти снижается до 1-2 %.

Обессоливание. Обессоливание нефти осуществляется смешиванием обезвоженной нефти с пресной водой, после чего повторяют процесс обезвоживания. Обессоливание дает возможность уменьшить содержание солей в нефти до величины менее чем 0, 1%.

Стабилизация. Под процессом стабилизации нефти понимают отделение от нее легких (пропан-бутановых и частично бензиновых) фракций с целью уменьшения потерь нефти при ее дальнейшем транспорте. Стабилизируют нефть методом горячей сепарации или ректификацией.

При горячей сепарации нефть сначала нагревают до температуры 40-80 ⁰С, а затем подают в сепаратор. Выделившиеся при этом легкие углеводороды отсасываются компрессором и направляются в холодильную установку, в которой более тяжелые конденсируются, а легкие собираются и закачиваются в газопровод.

При ректификации нефть подвергают нагреву в специальной стабилизирующей колонне под давлением и при повышенных температурах (до 240⁰С). Отделенные в стабилизирующей колонне легкие фракции конденсируются и перекачиваются на газофракциорующие установки или на ГПЗ для дальнейшей переработки. После стабилизации товарной нефти давление насыщенных паров при 38 ⁰С должно не превысить 0, 066 МПа (500 мм.рт.ст.).

Установки комплексной подготовки нефти.

Процессы обезвоживания, обессоливания и стабилизации нефти осуществляют на установках комплексной подготовки нефти (УКПН). Принципиальную схему комплексной подготовки нефти с ректификацией представлено на рисунке 5.     Рисунок 5 - Принципиальная схема установки комплексной подготовки нефти

       1, 9, 11, 12 - насосы;

2, 5 - теплообменники;

3 - отстойник;

4 - электродегидратор;

6 - стабилизирующая колонная;

7 - конденсатор-холодильник;

8 - емкость орошения;

10 - печь.

потоки: І - холодная «сырая» нефть, II - подогретая «сырая» нефть, III - дренажная вода, IV - частично обезвоженная нефть, V - пресная вода, VI - обезвоженная и обессоленная нефть, VII - пары легких углеводородов, VIII - несконденсировавшиеся пары, IX - широкая фракция (сконденсировавшиеся пары), X - стабильная нефть.

Процесс работы УКПН: холодная сырая нефть из резервуаров центрального сборного пункта (ЦСП) насосом 1 через теплообменник 2 подается в отстойник 3 непрерывного действия, в котором большая часть минерализованной воды оседает на дно аппарата или отводится для дальнейшей подготовки с целью закачки в пласт (III). Далее по ходу в поток вводится пресная вода (V) для уменьшения концентрации солей в оставшейся минерализованной воде.В электродегидраторе 4 производится окончательное отделение воды от нефти обезвоженная нефть через теплообменник 5 поступает в стабилизационную колонну 6. За счет прокачки нефти из низа колонны через печь 10 насосом 11 ее температура доводится до 240 ⁰С. При этом легкие фракции нефти испаряются, поднимаются в верхнюю часть колонны и поступают в конденсатор-холодильник 7, в котором пропан-бутановые и пентановые фракции в основном конденсируются, образуя широкую фракцию, а несконденсировавшиеся компоненты отводятся для использования в качестве топлива.

Широкая фракция откачивается насосом 9 на фракционирование, а также частично используется для орошения в колонне 6. Стабильная нефть из низа колонны насосом 12 откачивается в товарные резервуары. На этом пути горячая стабильная нефть отдает часть своего тепла сырой нефти в теплообменниках 2, 5.

Из принципа действия УКПН видно, что в ней совмещены процессы обезвоживания, обессоливания и стабилизации нефти, причем для обезвоживания используют комплексное влияние подогрева, отстаивания и электрического воздействия.

 

⇐ Предыдущая29303132333435363738Следующая ⇒

Поделиться: