Назначение и классификация

Одним из наиболее распространенных видов аппаратуры в объектах промыслового сбора, подготовки нефти и газа к транспорту являются сепараторы. Предназначаются эти аппараты для отделения газа от жидкости, жидкости от газа, а в некоторых случаях оба процесса могут сопровождаться разделением жидких фаз, отличающихся своими плотностями (например нефть вода).

В системах подготовки нефти и газа сепараторы используются:

- на ступенях концевой, горячей и вакуумной сепарации, а так же в качестве специальных секций или встроенных узлов в аппаратах, совмещающих нагрев, обезвоживание и обессоливание нефти с ее сепарацией;

- перед компрессионными машинами и после них для уменьшения содержания капельной жидкости и механических примесей в поступающем и выходящем газах;

- после узлов низкотемпературной конденсации для отделения газа от образовавшегося конденсата, а при положительных температурах от углеводородного конденсата, и от воды.

В различных сепараторах нефть от газа и воды отделяют для:

– получения нефтяного газа, используемого как химическое сырье или как топливо;

– уменьшения перемешивания нефтегазового потока и снижения тем самым гидравлических сопротивлений, а также возможности образования нефтяных эмульсий;

– разложения образовавшейся пены;

– отделения воды от нефти при добыче нестойких эмульсий;

– уменьшения пульсации давления при транспортировании нефтегазоводяной смеси по сборным коллекторам, проложенным до ДНС или УПН.

Промысловые нефтегазовые сепараторы классифицируются по различным признакам.

I. По характеру действующих сил, способствующих осаждению жидкой фазы:

- гравитационные, разделение фаз в которых происходит за счет разности плотностей жидкости и газа или твердых частиц;

- насадочные сепараторы, в которых фазы разделяются за счет сил тяжести и инерции;

- центробежные, разделение фаз в которых происходит за счет центробежных и инерционных сил.

II. По месту в технологической схеме подготовки продукции скважин:

- входные;

-промежуточные;

- концевые.

III. По количеству сепарационных фаз:

- двухфазные – применяются для разделения продукции скважин на жидкую и газовую фазу;

- трехфазные – служат для разделения потока на нефть, газ и воду.

IV. По углу наколона сепаратора к поверхности земли:

- горизонтальные;

- вертикальные;

- наклоненные.

V. По геометрической форме:

- цилиндрические;

- сферические.

VI. По технологическому назначению:

- сепараторы первой ступени сепарации – рассчитаны на максимальное содержание газа в потоке и высоком давление сепарации;

- концевые – применяются для окончательного отделения нефти от газа при минимальном давлении перед подачей товарной продукции в резервуар;

- сепараторы – делители потока – используются, когда необходимо разделить выходящую из них продукцию на потоки одинаковой массы;

- сепараторы с предварительным отбором газа: раздельный ввод жидкости и газа в аппарат увеличивает пропускную способность данных аппаратов по жидкости и газу.

VII. По рабочему давлению:

- высокого давления – более 4 МПа;

- среднего давления – 2,5 – 4 МПа;

- низкого давления – до 0,6 Мпа

- вакуумные, давление ниже атмосферного.

В нефтегазовых сепараторах любого типа различают четыре секции (рис. 2)

I. Основная сепарационная секция, служащая для отделения нефти от газа. На работу сепарационной секции большое влияние оказывает конструктивное оформление ввода продукции скважин (радиальное, тангенциальное, использование различного рода насадок – диспергаторов, турбулизирующих ввод газожидкостной смеси).

II. Осадительная секция, в которой происходит дополнительное выделение пузырьков газа, увеличенных нефтью из сепарационной секции. Для более интенсивного выделения окклюдированных пузырьков газа из нефти последнюю направляют тонким слоем по наклонным плоскостям, увеличивая тем самым длину пути движения нефти и эффективность ее сепарации. Наклонные плоскости рекомендуется изготовлять с небольшим порогом, способствующим выделению газа из нефти.

Рис.2. Вертикальный сепаратор

1 - корпус; 2 - раздаточный коллектор; 3 - поплавок; 4 – дренажная труба; 5 – наклонные плоскости; 6 – ввод газожидкостной смеси; 7 – регулятор давления «до себя»; 8 – выход газа; 9 – перегородка для выравнивания скорости газа; 10 – жалюзийный каплеуловитель;

11 – регулятор уровня; 12 – сброс нефти; 13 – сброс грязи;

III. Секция сбора нефти (внизу сепаратора) предназначена как для сбора, так и для вывода нефти из сепаратора. Нефть может находиться здесь в однофазном состоянии, или в смеси с газом – в зависимости от эффективности работы сепарационной и осадительной секций, а также вязкости нефти и времени пребывания ее в сепараторе.

IV. Каплеуловительная секция, расположенная в верхней части сепаратора или вынесенная за пределы его и служащая для улавливания мельчайших капелек жидкости, уносимых уносимых потоком газа в газопровод.

Вертикальный сепараторпредставляет собой вертикально установленный цилиндрический корпус с полусферическими днищами, снабженный патрубками для ввода газожидкостной смеси и вывода жидкой и газовой фаз, предохранительной и регулирующей арматурой, а также специальными устройствами, обеспечивающими разделение жидкости и газа (рис.2.)

Вертикальные сепараторы более широко применяются в установках подготовки газа. При невысоких и средних производительностях им следует отдавать предпочтение при необходимости отделения трех фаз: газа, конденсата и воды. По сравнению с горизонтальными сепараторами условия отделения жидких фаз от воды в вертикальном аппарате наиболее благоприятны, кроме того, небольшая площадь, занимаемая вертикальными сепараторами – важное преимущество.

Достоинствами вертикальных сепараторов являются относительная простота регулирования уровня жидкости, а также очистки от отложений парафина и механических примесей. Однако вертикальные сепараторы имеют и существенные недостатки: меньшую производительность по сравнению с горизонтальными при одном и том же диаметре аппарата; меньшую эффективность сепарации.

В установках подготовки нефти наиболее распространены горизонтальные сепараторы. Их устанавливают как на первых, так и на концевых ступенях сепарации, так как горизонтальные сепараторы имеют более высокую единичную производительность.

Горизонтальный сепаратор (рис. 3) состоит из технологической емкости 1, внутри которой расположены две наклонные полки 2, пеногаситель 3, влагоотделитель 5 и устройство 7 для предотвращения образования воронки при дренаже нефти. Технологическая емкость снабжена патрубком 10 для ввода газонефтяной смеси, штуцерами выхода газа 4 и нефти 6 и люк-лазом 8. Наклонные полки выполнены в виде желобов с отбортовкой не менее 150 мм. В месте ввода газонефтяной смеси в сепаратор смонтировано распределительное устройство 9.

Рис.3. Горизонтальный нефтегазовыйсепаратор

1 — технологическая емкость; 2 — наклонные желоба; 3 — пеногаситель; 4 — выход газа, 5 — влагоотделитель; 6 — выход нефти; 7 — устройство для предотвращения образования воронки; 8 — люк-лаз; 9 — распределительное устройство; 10 — ввод продукции

Применяются одно- и двухкорпусные горизонтальные цилиндрические сепараторы. Двухкорпусные сепараторы менее распространены на промыслах, так как они обычно имеют меньшую площадь газового потока и меньшую поверхность контакта по сравнению с однокорпусными сепараторами сопостовимой стоимости. Время отстоя жидкости в двухкорпусных сепараторах также меньше, чем в однокорпусных.

Поиск по сайту: