Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Изучение процессов разгазирования нефти.





Сепарация газа от нефти

Сепарация газа от нефти наз-т процесс отделения ее от головных УВ и сопутсв-х газов. Данный процесс путем снижения P и t. Процесс сепарации имеет место на всем пути ее дв-я по скв-не, в трубах до н.г.сеп-ра, в самом сеп-ре, в н-сборных трубах и резервуарах. Процесс сеп-ции при атм. усл. наз-т испарением нефти.Вывод отсеп.газа осущ-т в сеп-х, мерниках, рез-рах в кот-х поддерж-ся опред. P и t. Каждый пункт вывода отсепар. газа наз-ся степенью сепар-ции.Процессы сеп-ции:

Сепарация газа от нефти начин-ся как только давление в объеме снизится до давл-я насыщ-я. В сеп-ре проис-т два осн-х процеса:1)Отделение своб. Газа и выделение из нефти окклюдированного газа.

2)Отделение газа,выд-гося в рез-те перепада давл-я нефти у входа в сепаратор.

При отделении из потока газа капелек нефти рассматр-т три осн-х процесса: гравитацин-ая (за счет разности плотностей нефти и газа), инерционная (при резких поворотах потока газа- жидкость как более инертная выпадает из потока осаждаясь на жид-ть, а газ как менее инерный передается по газоотводящей трубе) и пленочная сепарация (за счет действия турбул-х пульсаций и центроб-х сил-турб. пульсации перемешивают капли нефти в потоке, смещают их в радиальном напр-нии к внешней пов-ти).

Изучение процессов разгазирования нефти.

Изменение P,t нефти при ее движении как по стволу, так и по системе труб-в сопровож-ся сложными проц-ми испарения и конденсации многокомп. КВ систем. При снижении Р происх-т процесс разгаз-я нефти. 2 способами:

1)Контактный (однократный):

Процесс, при кот-м суммарный состав смеси во времени остается постоянным, газ находится в контакте с нефтью.

2)Дифференциальный (постоянный многократный)

Суммарный состав фаз меняется, т.е образ-ся газ выводится из системы вместе с легкими фракциями УВ.

Расчеты при Р=0,4-0,9 МПа производят по закону Рауля-Дальтона: Парциальное давл-е i-го комп-та равно парц.давл-ю того же комп-та в жидкой фазе Pyi=xi*pi, где Р-общее давл-е смеси, р- давл-е насыщ-го пара i-го комп-та над жид-ю в чистом виде; Yi,Xi-мольные конц-ции i-го УВ в газовой и жидкой фазах(%)

При нарушении равновесия в системе (Р,т) начинается перераспред-е УВ между фазами до наступ-я другого равновесия

Расчет процессов сепарации

Пропуск.спос-ть грав. сеп-ров опред-т в зав-ти от доп. ск-ти дв-я газа. Допущения:

1.Частица имеет форму шара.

2.Дв-е газа в сеп-ре устан-ся.

3.Дв-е частицы свободное.

4.Ск-ть оседания ч-цы пост-нное, т.е сила сопр-я газ.среды равна массе частицы.

Рассмотрим силы дей-щие на частицу: Сила тяжести

F=Пd3/6*(рчг)*g

Сила сопр-я газа при своб. оседании частицы

R=ξ*(рг*V2ч /2)*f,где

ξ-коэф-т сопр-я среды, зав-т от Re.f-менделеево сечение част.

При равномерном дв-ии част. R=F. Из ур-я опр-т ξ. Тогда:

При Re<2 ξ=64/Re; при перех. дв-ии (2<Re<500) ξ=18.5*Re-0.6

Ск-ть оседания част. в газ. среде Vч=d2*(рчг)/18µг

Подставляем ξ, получаем ф-лу Алена:Vч=(0,152d1.14 чг) 0.71 ) g0.29) /(µг0.43* рч0.29)- при Re<500. При Re>500 ф-ла Ньютона-Ритенгера Vч =1,75* (d*(рчг)/рг)0.5

Расчет произв-ти сеп-ров

Для гравит.сеп-в необ-мо усл-е эфф.отделение нефти от газа в секции сбора нефти Vн<Vг, где Vн-ск-ть подьема уровня н. в пределах секц. сбора,Vг-ск-ть всплытия пузырьков газа

Тогда для верт. сеп-ров

Vн=Qн/(86400S) <Vг =d2нг)g/18µн

Qн<36650D2((d2нг)g/18µн)); для гориз-х сеп-ров:

Qн<47000S((d2нг)g/18µн))

S-площадь зеркала нефти, зависит от уровня нефти, d- диам-р окклюд.пузырьков газа

Для расчета сеп. емкостей

Вертик. Емкость:

V=86400(P1/P0)(T0/T1)(1/z)

(ПD2/4)Vч

D-диам-р сеп-ра

Если есть каплеуловитель:

V=86400 VнSφ (P1/P0) (T0/T1) (1/z), где φ=0,78-0,8 живое сечение каплеулов.насадки

Промысловые нефтегазовые сепараторы.

Назначение сеп-ров, их типы:

Аппарат, в кот-м проис-т отделение газа от жид. фазы наз-т нефтегазовые (2-хфазные)сеп-ры.

Если в сеп-ре отдел-ся вода, то сеп-р наз-ся 3-хфазным.

По принципу действия сепар. подразделены на четыре группы:

1.Гравитационные сепараторы. В них отделение примесей происходит под действием силы тяжести. Конструктивно они представляют собой сосуды большего, чем трубопровод, диа­метра, в которых скорость восходящего потрка газа доста­точно мала (0,08—0,15 м/с), для того чтобы более тяжелые частицы успевали осесть на дно, откуда их периодически удаляют через продувочные линии.

2.Инерционные сепараторы основаны на различии сил инерции разделяемых веществ. Более тяжелые, чем газ, ча­стицы прижимаются к стенкам сосуда или к другим поверхно­стям и по ним стекают на дно. Типичный представитель та­кого сепаратора- циклонный.

3.Адгезионные сепараторы основаны на способности жид­ких и смоченных твердых частиц прилипать к поверхности твердых тел. В связи с этим струя очищаемого газа направля­ется на специальную насадку. Жидкость и твердые частицы стекают с них в нижнюю часть сепаратора, откуда периодиче­ски удаляются.

4. Сепараторы смеш.типа

Назначение:

1.Получение нефт.газа, использ-го как химич. сырье или топливо.

2.Уменьшение перемешивания н-г потока и снижение гидр.сопр-й.

3.Разложение образ-шейся пены.

4.Отделение в. от н. При добыче нестойких эмульсий.

5.Уменьшение пульсаций давл-я при транспорт-ии нгв смеси по сборным коллекторам.

Типы: Наиб. распростр-е получили вертик. и горизонт-е сеп-ры. Верт. сеп-р (трап) имеет меньшую производ-ть по сравнению с гориз-ми при одном и том же объеме аппарата.. По конструкции гориз. сеп-ры м.б. одноемкостные (прим-т для 1,2,3 ступеней сеп-ции) и 2-емкомстные.Их производ-ть не более 3000т/сут. 3-хфазные сеп-ры наз-т делители фаз. Наиб. произв-стью по ж и г хар-ся гориз. сеп-р, в который ж. и г. вводятся отдельно.Их наз-т сеп-рами с предварит. отбором газа. Они делятся на емкостные и трубные. С целью снижения потерь легких УВ перед подачей товарной продукции в рез-ры окончат-но разделяют газ от нефти при min избыт. давл-ях в кольцевых сеп-х.

Все нг сеп-ры состоят из: 1) осн-й сепар-нной секции; 2)осадительной;3)секции сбора нефти;4)каплеуловительной.

Показатели работы сеп-ра:

1)Степень разгазирования нефти

Эн=(Gн1-Gн2)Gн1*100%

Эг=(Gг2-Gг1)Gг2*100%, где

Gн1,Gн2-маасовые расходы до и после сеп-ции

2)вел-ны, хар-е эфф-ть работы сеп-в по степени уноса кап.ж-ти и пуз-ков газа:Кж=qж/Vг , Кг=qг/Qж

Степень техн-го сов-ва сеп-ра хар-ся:1)Мин. диаметр капель, задер-мый в сеп-ре, 2)Мах. допустимая величина средней ск-ти газового потока в своб.сечении и каплеулов. секции,3)Время пребывания ж-ти в сеп-ре. В настоящее время выпускается двухфазный горизонтальный сепаратор типа НГС и блочные сепарационные установки УБС.

К трехфазным сепараторам относятся установки типа УПС

НГС6 – 1400,6 – раб давл-е в атм-х,1400 – диаметр сепар-ра в мм Бывают (1400, 1600, 2200, 2600, 3000)

По проп-й спос-ти по жид-ти тонн в сутки сеп-ры бывают 2000, 5000, 10000, 20000, 30000 т\сут. По раб. давл-ю 6,25, 40, 64 атм..УБС – 1500\6 (бывают 6\16)

1500 – пропускная способность по жидкости

1500, 3000, 6300, 16000 м3\сут.

УПС-А-3000\6 м

А – в антикоррозионном исполнении

3000 – пропускная способность по жидкости м3\сут

6 – рабочее давление

М – модернизированная

ПСТ. Классификация

1. По выполн. функциям

1)выкидные линии. 2) нефтесбор-е тр-ды - лучевые, кольцевые, линейные.3)товарные тр-ды. 4)технол-ие тр-ды

2.По хар-ру дв-я ж-ти

Однофазные, 2-фазные, 3-хфазн.

3.По хар-ру напора

Напорные и самотечные

4.По вел-не Рраб

1)вакуумные, 2)низкого Р<0,6мпа 3)среднего(0,6-1,6), 4) выс. >6.4

5.По способу прокладки

1)наземные. 2)подземные. 3)подвесные. 4)подводные

6.По гидр. схеме работы

1)простые Q,d=const 2) Q,d ≠const, + ответвления

7.Для систем ППД

1) для пресн.воды 2) сточной 3)соленой а также1)подвод-щие. 2)магистральные 3)разводящие

8.Газопровод

1)вакуумные 2)средненапорные 3)высоконапорные

 

Гидравлич. расчет тр-да

При дв-ии ж-ти по тр-ду пр-т потери Р по длине. Вел-на потерь Р(Н) зав-т от d тр-да, сост-я его внутр. пов-ти, Qж, от св-в перек. ж-ти. Харак-кой тр-да наз-т зав-ть м/у Н и Q. Гидр. расчет основ-ся на ур-нии Бернулли (z1+P1/pg+α1V21/2g)- (z2+P2/pg+α2V22/2g)=hпп, где z-геом. напор, Р/рg- пьезом. напор V/2g- скор. напор. α- коэф-т Кориолиса (=1 при турб)

hпп=hтр=λ(l/D)(V2/2g)-Дарси-Вейсбаха, ∆P= λ(l/D)(V2/2g)*р

 

При Re<2320 по ур-ю Стокса λ=64/Re (ламин)

1 зона λ=f(Re) 2320<Re<Reпер1

2 зона Reпер1<Re<Reпер2 1/(λ)0,5= -2lg(kэ/D+2.51/Re (λ)0,5)-

ф-ла Колбрука- Уайта

3 зона Re> Reпер2

 

Reпер1===59.5/e8/7 Reпер2=(665-765lge)/e. hмс=ξ (V2/2g)

Расчет тр-дов при движ-ии однофазных ж-ей (d,Q=const)

1.Необ-мо опред-ть проп. Спос-ть тр-да Q при изв-х D, l,pж,ν, ∆P, ∆z=z1-z2.

Решение этой задачипроиз-ся графо-анал. спос-м. Задаемся Q

Q>V>Re> λ>H

2. Необ-мо опр-ть нач. напор Н1(Р1) при задан-х Н2,l,pж, ν, D, ∆z1, Qж

Q>V>Re> λ>H>Pиск

3.Необх-мо опр-ть D тр-да, спос-го проп-ть зад. расход Qж при изв-х данных

D>Re> λ>H>хар-ка hтр=f(P)

 

Расчет сложных труб-ов

Любой слож. тр-д м.пред-ть как ряд посл-ных и параллельных тр-в. При посл.соед-ии прост. тр-в, им-х разл. диам-ры, расход= const, а потери напора опр-ся сложен-м потерь напора на отд.уч-ках. При паралл. соед-ии разность напоров на концах уч-ков одинаковы, а сумма расходов в паралл. ветвях равна общему.

При гидр. расчете встреч-ся 4 случая:

1.Ж-ть из раздат.коллектора отбирается D=const

2.Ж-ть поступает в коллектор D≠const

3.Сборный коллектор состоит из парал. тр-в (лупинги)

4.Сборный коллектор имеет форму кольца.

 

Тепловой расчет тр-да

В рез-те тепл.расчета отвечаем на 4 вопроса:

1.Как распред-ся t флюидов по длине тр-да. 2. как измен-ся вяз-ть по длине тр-да. 3. опр-ся места уст-ки нагрев-х приборов. 4. приним-ся решение по заглублению тр-в.

С пон-м темп-ры увел-ся вяз-ть н., а след-но гидр.сопр-е при ее трансп-ии по тр-ду. Темп-ра н. пост-й из скв. на пов-ть зав-т от гл-ны скв.,ее дебита, терм. градиента, газ.фактора, обвод-ти н.

Все это трудно учит-ся, поэтому прним-т сред.темп-ру ж-ти на устьях скв-н при мах. возм-х дебитах

Если н. пост-т в тр-д с нач.темп-рой tн, то на расст-ии x от его начала средняя темп-ра опр-ся по ф-ле

tx=t0+(tн-t0)e(-ПDK/Qрс)- ф-ла Шухова.

Вяз-ть по ф-ле Филонова

ν=νxe-u(t-tx)

Зная закон распред-я темп-ры и вяз-ти по длине тр-да выбир-ся либо заглубл-е либо подогрев

 

Борьба с парафином.

Факторы: 1)наличие параф-на 2)сниж-е темп-ры 3)разгазир-е жид-ти 4)шерох-ть пов-ти труб-да

Способы:

1.Исп-ние высоко-напорных систем сбора

2.Использование тепла:

- пропарка с помощью ППУ

- устьевые нагреватели

- блочные нагреватели

- путевые нагреватели

- теплоизоляционные трубы

3.Исп-ние покрытий внутр-ней пов-ти труб: стеклование, лаки, эбоксид. смолы, эмалирование,

фарфоровые пов-ти,

пластиковые трубы

4.Химические методы

- вещ-ва, улучшающие раст-ть пар-ов в нефти (легкие у/в)

- вещ-ва, при смешивании с кот-ми обводненные нефти выделяют тепло (щелочи)

- ПАВ, кот-е при обр-нии кристаллов пар-на обволак-ют их, снижают темп роста и препятствуют прилипанию

- ПАВы, попадая на стенки т/п, адс-ся и препят-ют прилипанию пар-на к пов-ти труб.

5.Механические методы

- прокачка вместе с жид-тью абразивных частиц

- прим-ние калибр-ных шаров

- скребки, ежи

Борьба солями.

Типы отл-я солей:

1.донные2.сплошные3.бугристые

Причина-наличие воды

Соли, кот-е сод-ся в пласт.водах м.б. как водорастворим-е (NaCl, CaCl2), так и водонераств-е (CaCO3,MgCO3, CaSO4*2H2O,MgSO4,BaSO4, CaSiO3).Причиной м.б. нарушение карбон.равновесия при сниж. P,t. При наруш-ии выд-ся СО2 и раствор стан-ся перенасыщен-м. Кроме того смешение вод разл.типа.

1.Промывка пресной водой

2. Хим. методы

при образовании кристаллов карбоната применяют гексаметафосфат натрия (NaPO3)6, Na5P3O10 – триполифосфат натрия

При образ-ии кр-ллов CaCO3

эти вещ-ва сорбируются из р-ра, в рез-те чего на пов-ти кр-ллов обр-ся коллоидная оболочка, кот-я препят-т прилипанию кр-ллов.

Если соли уже обр-сь – НСl

2.Физ. методы

в основном магн. поля

ГИДРАТЫ

1.Осушка газа высококонц-ми сорбентами (ДЭГ, ТЭГ)

2. Поддер-ние темп-ры выше темп-ры гидратообразования

3.Ввод инг-ров гидратообр-ния

4.Сниж-е Р газа за образ-шейся гидр-ой пробкой ниже равновесного Р гидратообраз-ния, что приводит к медл. разруш-ю пробки.

 

Насосы и насосные станции

1.Нефтенасосные станции

1)Индивид.насосн.станции для обсл-я отд-х скв.

2)ДНС

3)Технологические НС

4)Специальные НС

5)Головные НС

2. НС водоснабжения

1)Водозаборы

2)Станции1,2,3 подбема

3)КНС

4)Канализац-е НС

3.НС для охл-я компр-ров

4.НС для закачки ж-ти в пласт

Насосы уст-ся непосред-нно на самих местор-х, в товарных парках, а также в уст-ках по подг-ке нефти и сточных вод.

Центробежный насос:

- насосы большой произв-ти до 4000 м3\сут., развиваемый напор до 200 м.

Гибкие характеристики (количество секций насоса)

Простота конструкции (малое количество конструктивных элементов)

Небольшая металлоемкость

Возможность непосредственного подключения электродвигателя к валу насоса (использовать без редуктора)

Высокий КПД

При вязкости жидкости менее 20 мПа*с КПД доходит до 70%

Центробежный насос может работать при закрытой задвижке

Работа центробежного насоса легко автоматизируется

- Они не могут перекачивать высоковязкие жидкости

Работают с небольшим содержанием механических примесей

Поршневые насосы:

+ - Перекачка высоковязких жидкостей

Независимость расхода от давления

- трудность достижения высокой производительности в связи с тихоходностью и большим количеством движущейся массы

Громоздкость и высокая металлоемкость

Имеет большое количество деталей, которые могут быстро выходить из строя

Высокая стоимость

Невозможность плавного изменения производительности насоса

Невозможность работы при повышенном содержании механических примесей

Невозможность пуска и работы при закрытой задвижке.

Винтовые насосы:

Они предназначены для перекачки высоковязких механических примесей с большим содержанием механических примесей.

Шестеренчатые насосы:

Их применяют при небольших расходах жидкости и с небольшим содержанием механических примесей.

Насосные станции выполняются в блочном исполнении и обозначаются БНС и состоят из следующего оборудования:

Магистральные и подпорные насосные агрегаты

КИП и автоматика

Вспомогательное оборудование:

Системы смазки, охлаждения, вентиляция и они оборудуются специальным отводом перекачиваемой жидкости в случае утечек.

Блочная Нефтенасосная станция

Состоит из 4 насосных блоков и блокоуправления, насосный блок состоит из основания укрытия установки насосного агрегата, трубопроводной обвязки системы вентиляции, отопления, электрооборудования, приборов контроля и автоматики. Существует несколько типов БНС

Конструкция БашКИПИнефть

Конструкция ТатКИПИнефть

Для сепарационных установок (насосы откачки)

Автономные перекачивающие агрегаты

Они отличаются количеством насосом размещением

 

Компрессоры

Предназначение:

для сбора попутного газа

перегонки газа на ГПЗ

компрессоры применяют для

перегонки газа потребителю

Компрессор – это машина для сжатия воздуха или газа до избыточного давления не менее 2 атм. Если давление менее 2 атм., то они относятся к вентиляторам.

Подразделяются по устройству:

обычные (поршневые, винтовые пластинчатые)

полаточные турбокомпрессоры (центробежные и осевые)

По давлению, создаваемому в зависимости от давления нагнетания

низкого давления от давления от 0,2 до 1 МПа

среднего давления от 1 до 10 МПа

высокого от 10 до 100 МПа

сверхвысокого более 100 МПа

По техническому исполнению компрессоры подразделяются на

ротационные

поршневые

турбокомпрессоры

винтовые

 

ротационные применяются при небольшом расходе и давлении до < 0,20 МПа

турбокомпрессор Рнаг.<1 МПа

поршневые Рнаг.>1 МПа

винтовые применяются при высоком содержании жидкости

На нефтяных промыслах применяют вакуумные компрессорные станции. Дожимные компрессорные станции, компрессорные станции для газлифта, технологические компрессорные станции, которые применяются при подготовке газа и при низкой температурной сепарации.

Компрессорная станция состоит из:

1 – машинный зал с компрессором

2 – система охлаждения компрессора

3 – система питания компрессора

4 – система смазки

система контроля (управления) автоматики.

 

Условия образ-я н.э.

При постеп-м увел-нии содер-я воды впрод-ции сквны возн-т вн смеси. Эмульсия- механ. смесь 2 взаимонераств. жид-й, одна из кот-х распред-ся в обьеме другой в виде капель разл.размеров. Виды эмул-й-

1.Эм-я обр.типа. Дисп.среда- нефть, дисп. фаза-вода.

2.Прямого типа.

3.Множественные эм-ии. 1+2+ мех.примеси.

Обр-е эм-й обусл-ны проц-ми адсорбции на пов-ти раздела н-в смолист.вещ-в, нафтен. мыл и др.коллоидных в-в, а также прод-в взаим-я нафт.кислот и солей пл.воды.

Обр-ю эм-й д. предшест-ть сниж-е пов.нат-я на гр.раз. фаз и созд-е вокруг част-ц дисп. фазы прочного адсорб.слоя. Веш-ва, способ-щее обр-ю эм-сии- эмульгаторы.Бывают гидрофильные(раств-мы в воде, обр-е эм-й прямого типа) и гидрофобные (наоборот).

Гидрофиль.эм-ры- желатин, крахмал, щелочн.мыла.

Гидрофоб.эм-ры–щелочнозем.

соли орган.кислот, смолы, тонкоизмельч.част-цы сажи, глины, окиси Ме.

К активн. эм-м из орг. соед-й, к-е имеют слож. стр-е м. отнести вещ-ва,сост-е из 2 групп. Одна группа близка по хар-ке к нефти и раств-ма в ней, другая в воде. Обр-е эм-й проис-т при любом соотн-ии в и н.

Физические свойства ВНЭ.

1. Вязкость внэ. Зависит от вязк.св-в самой нефти, соотн-я нефти и воды и t.

2.Плотность

3.Дисперсность. хар-ся 3 вел-ми-

а)d капелек б)D=1/d. 3)удельная межфазная пов-ть Sуд- отн-е сумм. Пов-ти апелек к общему их обьему.

D=0.2-20мк-мелкодисп., 20-50-среднедисп., 50-100-грубодисп.

4.Устойчивость

Зависит от многих факторов, главными из которых являются: 1) степень дисперсности (раздробленности) дисперсной фазы в дисперсионной среде; 2) тип эмульгатора (естественного ПАВ), образующего на поверхности капель дисперсной фазы бронирующие оболочки, механическая прочность которых со временем увеличивается; 3) рН эмул-ной пл. воды, при ув. рН умень-ся реол.св-ва поверх. слоев, что приводит к расслоению эм-й; 4) температура смешивающихся жидкостей. Разл-т кинематич-ю (хар-ся кол-вом внутр. энергии проявл-ой системы противодей-ю всплытия или осед-я част-ц дисп.фазы под дей-м гравит.сил) и агрегативную (спос-ть глобул дисп. фазы при их столкно-вениях сохр-ть их первонач. размеры) устойчивость.

Разделение внэ отстоем.

Этот способ предшествует окончательной обработке нефти. Холодный отстой неф. эмульсии осущ-ся под давл-ем с обращением фаз и предвар. обработкой деэмульгатором.

Гравитационное отстаивание

эмульсии происходит в аппаратах предварительного сброса воды, отстойниках, резервуарах и электродегидраторах.

При расчете отстойной аппаратуры пользуются законом Стокса.

В настоящее время на промыслах применяют напорные отстойники в виде горизонтальных цилиндрических емкостей.

Существуют в зависимости от направления ввода эмульсии 2 класса отстойников с вертикальным движением потоков и горизонтальным.

При вертикальном движении нефти эмульсию вводят через трубчатые перфорированные наконечники, которые могут располагаться в нижней части аппарата в слое дренажной воды.

Расчитывают несколько этапов процесса отстоя:

Каплеобразование (распыление водонефтяной эмульсии в водной фазе). Ввод эмульсии осуществляется в слой воды.

Всплывание крупных капель эмульсии в водной фазе.

Переход нефтяных капель через границу раздела нефть – вода.

Прохождение струек сырья через промежуточный слой эмульсии, т.е. над границей нефть – вода имеется промежуточный слой.

Протеканиечерез кипящий слой, состоящий из взвешенных глобул воды, выше промежуточного слоя.

При горизонтальном движении имеется преимущество, т.к. в них отсутствует вертикально взвешивающие скорости, однако в них на границе раздела фаз всегда образуется эмульсионный промежуточный слой в форме клина, утолщающегося к выходу.

26Разделение внэ фильтр-ей. В практике экспл-ции нефт. мест-й при создании опр-х усл-й набл-ся расслаивание нефт. эмульсий уже при дв-и в промысловых коллекторах. Нестойкие и средней стойкости эмульсии хорошо разрушаются при прохождении через фильтрующий слой, которым может быть гравий, битое стекло, полимерные шарики, древесные и металлические стружки.

Этот способ основан на том, что молекулы жидкости лучше взаимодействуют с молекулами твердых веществ, чем между собой, при этом жидкость растекается по поверхности, т.е. смачивают ее.

Расстилание происходит до покрытия твердого тела жидкостью.

Процесс фильтрации также не получил распространения вследствие громоздкости аппаратуры, малой производительности и высокой трудоемкости

Химич.разделение

Этот способ на мест-х

получил наиб. распр-е благодаря таким преим-вам, как возм-ть менять реагенты-деэмульгаторы и технол. режимы без изменения обор-я и аппар-ры, пред. простота способа, нечувств-ть режима к любым колебаниям сод-я воды.

Недостатки большие затраты на деэмульгаторы.

Преимущества

1) большая устойчивость и надеж-ть ведения процессов, возм-ть широко регулировать режим при разл-й обвод-ти и стойкости эмульсий и подчинять ему усл-я системы сбора нефти, повышая эфф-ть способа;

2) чрезвычайная простота технологической схемы и аппаратурного оформления, удобство обслуживания с применением необходимых средств автоматизации, а также возможность аппаратурного оформления установок в виде отдельных автоматизированных блоков заводского изготовления.

 

Рис.1.5.1. Принципиальная схема УКПН.

1,9,11,12 – насосы; 2,5 – теплообменники; 3 – отстойник; 4 – электродегидратор

6 - стабилизационная колонна; 7 – конденсатор-холодильник; 8 – емкость орошения; 10 – печь;

I-холодная сырая нефть; II-подогретая сырая нефть; III-дренажная вода; IV-частично обезв.нефть; V-пресная вода; VI-обезв. и обессоль. нефть; VII-пары легких угл-ов; VIII-не сконденсировавшиеся пары; IX-широкая фракция (сконденсировавшиеся пары); X-стабильная нефть;

Разделение внэ в эл.дег-ре

Эл.дег-ры прм-т для глуб. обессол-я сред. и тяж.нефтей. Для этого вначале такие нефти перем-т с горяч.пресной водой и вводят в межэлектродное простр-во. Обычно уст-т после блочных печей нагрева. Эффект-ми явл-ся гоориз.ЭД. Имеется два типа констр-ции гориз. ЭД, отлича-ющихся кол-вом электродов-1ЭГ-160, 2ЭГ-160/3(разр-т эмульсии с параф.). Принцип д-я осн-н на том, что м/у 2 паралл.электр-ми под выс.напр-м проход-т внэ, в кот-й распол-е силовых линий различно (в отличии от сил. линий обезвож. и обессол. нефти). При этом однородность эл.поля нарушена. В рез-те индукции диспергир. капли воды поляриз-ся и вытяг-ся вдоль линий с образ-м в вершинах капель воды эл.зарядов, противополож-х зарядам элек-дов. Т.е.п под дей-м эл.поля проис-т слияние капель сол. и пресной воды. В рез-те укрупн-нные капли осед-т и переходят в водную фазу, кот-я направ-ся в неф.отделитель для доп.отстоя. уловлен-ная в нем нефть с обратной водой снова напр-ся в эл.дег-р. Объем промытой пресной воды сост-т 5-10% обраб.ж-ти.

Обессоливание

Обессол-ние н. проис-т смешением обезвож. н. с пресной водой, после чего искусственную эмульсию вновь обезвоживают. Такая технологическая последов-сть операций объясняется тем, что даже в обезвож. нефти остается некоторое кол-во воды, в которой и растворены соли. При смешении с пресной водой они распределяются по всему ее объему и, следовательно, их средняя концентрация в воде уменьшается.

При обессоливании содержание солей в нефти доводится до величины менее 0,1%.

 

1 – теплообменник

2 – электродегидратор

3 – нефтеотделитель

нефть после первой ступени обезвоживается

деэмульгатор

Щелочь или сода (если в пластовой воде содержатся органические кислоты)

Пресная вода

Обессоливание нефти

Дренажная вода системы ППД

Нефть возвращается на прием электродегидратора

мероприятия и оборудование.

 

Стабилизация

Под процессом стабилизации нефти понимается процесс отделения от нее легких (пропан-бутанов и частично бензиновых) фракции с целью уменьшения потерь нефти при ее дальнейшей транспортировке.

Стабилизация осущ-ся методом горячей сепарации или методом ректификации. При горячей сепарации нефть с начала нагревают до температуры

40…80 0С, затем подают в сепаратор. Выделяющиеся при этом легкие углеводороды отсасываются компрессором, а затем подаются в холодильную установку. Здесь тяжелые углеводороды конденсируются, а легкие собираются и закачиваются в газопровод.

При ректификации нефть подвергается нагреву в специальной стабилизационной колонне под давлением и при повышенных температурах (до 240 0С). Отделенные в стабилизационной колонне легкие фракции конденсируют и перекачивают на газофракционирующие установки или на ГПЗ для дальнейшей переработки.

К степени стабилизации товарной нефти предъявляются жесткие требования: давление упругости ее паров при температуре 38 0С не должно превышать 0,066 Мпа (500 мм.рт.ст.).

 

Ф.Х. св-ва пл.вод

Пл.воды – добываемые вместе с н. на пов-ть. Их классифиц-т в зав-ти от сод-я в них ионов (Ca,Mg,Na, Cl,SO4,HCO3). Св-ва

1. В зав-ти от мин-ции воды подразд-т на 1)пресные <1г/л 2)солоноватые1-10г/л 3) соленые 10-50 г/л 4)рассолы >50г/л.

2. Плотность пл.вод. Возрастает с увел-м конц-ции солей(в среднем 1160-1190 мг/л).

3.Сжимаемость. увел-ся с возр-м сод-я газа.

4.Вязкость. Зав-т в осн-м от t и конц.солей

5. Объемный коэф-т b=Vпл/Vпов

6. Коэф-т тепл.расш-ния

7.Электропров-ть

Треб-я к водам- 1)Стабил-ть хим. состава 2)Повыш. нефтевымыв. спос-ть 3)Пластово-сточная вода не должна выз-ть быстрого сниж-я премистости нагн. скв. 4)не должна быть корроз.актив.

Для срав-я хим.состава и оценки их кач-ва классиф-т по хар. признакам класс-я по Пальмеру и Сулину. В основном исп-ся для ппд пресные воды (70%). К физ.покал-м пов.вод отн-ся t,сод-е взвеш. частиц, запах, вкус, цветность. К хим. пок-м отн-ся рН, жесткость, щелочность, окисляемость, сод-е раств.газов. Билогические и бактериолог-е пок-ли- наличие в них жив.орг-мов и бактерий.

 

Обор-е для отстоя

1.Рез-р –отст-к с гидрофоб. жид.фильтром на базе РВС- 2000,3000,5000 с производ-ю 2000-2500,3000-4000,7000-8000 м3/сут. Принцип работы:

Через слой нефти проп-т воду. Затем вода движ-ся вниз к кольц.сборн.тр-ду в кот-м просверлены отв-я, т.е.проис-т контактирование загрязн-й воды с очищающей гидрофобн. средой, затем отстаив-е в дин.усл-х

2.Напорные гориз. отстой-ки

Для очис-ки ст.вод под избыт. давл-м до 0,6 МПа-отстойник полый. Входит в состав устан-к УОВ-1600,УОВ-4000

3.Отст-к с коолесцир. фильтром ФЖ-2973-гориз. цилин. Емкость,раздел-нная попер. отсеками, 2 из них заполнены гранул. поли-этиленом

4.Рез-ры отстой-ки с 2 лучевым распр.устр-вом для ввода и вывода жид-ти. Вода пост-т в рез-р отс-ник ч/з перф-ое 2 лучевое вход.распр. устр-во. Выходящие из отв-я струи гасятся и отраж-ся экранир. лотком. За счет сил энергии потока жид-ть подн-ся вверх. Эмульгир.глобулы нефти выносятся к разделу фаз н-в.

35 Подготовка вод для ППД фильтрацией.

В качестве фильтра прим-ся кварцевый песок, дробленый мрамор, керам. крошка, стекловата, лавсан и д.р. при фильтрации происходит задерживание более крупных частичек взвеси на пов-ти фильтра, адгезия - прилипание частиц, адсорбоция более мелких частиц к поверхности зерен. Существуют фильтры с направлением потока сверху вниз и снизу вверх.

Борьба с коррозией

Короззия-разр-е Ме вследст-е хим. или эл.хим-го взаимод-я с внешней кор.средой. Разл-т 3 вида кор-зии: атмосф-ная, почвенная, внутренняя.

1.Атм-ная-ржавение (нанес-е краски)

2. Почв-ная. Зав-т от сост-я почвы, неод-сти Ме, влажности.

3. Внтр-яя- при вз-ии с прод-цией.

Методы защиты:

1.Покр-е с внутр. и внешней ст-ны (краски, полиэтилены, полимеры)

2. Активная защита- катодная и протекторная. Катодная –ист-к пост.тока соед-ся + с зарытыми кусками Ме, - с труб-м. Протек-ная- парлл-но труб-ду зарыв-ся протек-ры, выполн-ные из мат-ла, эл.потенц-л кот-го ниже пот-ла труб-да(Mg, рафинир-й Zn, Al)

Кроме того прим-ся инг-ры короз-ии- в-ва адсорбир-ся на пов-ти Ме и не дают контакта с кор.средой

 

Источники и причины потерь

Потери извлеч-х на пов-ть нефти и газа обр-ся за счет несов-ва сист сбора; подг-ки и транспорта нефти иаварийных ситуаций, возникающих в этой системе.

Экспл-е потери нефти и газа сост-т от 60 до 75% от общих потерь. На нефт мест-х они в осн вызваны:

1) несов-м системы сбора и тр-та н;

2) пропусками н и г ч/з сальники на устье скв-н, а также ч/з сальниковые упл-я перек-х насосов;

3) несов-м сепар-го обор-я; 4) прим-м негерм-х систем подг-ки н и в;

5) исп-м товарных рез-в для осущ-я приемо-сдаточных операций.

Аварийные потери н в основном происходят из-за порывов нефтепроводов и наруш-я прав техн-й экспл-и обор-я.

Потери н из-за несов-ва сепар обор-я связаны с тем, что в сеп-х не удается снизить унос газа вместе с н до мин, в рез-те чего н вместе с частью г м поступать в негерм-е рез-ры. При выд-и г из н в рез-х вместе с г уносятся и более тяж УВ, что увел-т потери н.

Наиб. серьезным ист-м потерь н явлс-я исп-е негерм-х рез-в в кач-ве отстойников для отд-я и сброса воды. Потери н при этом возр-т прямо пропор-но темп-ре подогр нефт эмульсии. При хран-и н в рез-х товар парков возм-ны потери ценных фракций нефти от больших и малых дыханий рез-в.

Контроль за потерями

1.Ликв-я потерь нефти и газа в герм-х однотрубных системах сбора обесп-ся прим-м только гермет-го обор-я по всей техн-кой цепочке этой системы и жесткой технол-й связью системы сбора с уст-ми по подг-ке н и г (подача продукции скв непоср на уст-ку подг-ки н без исп-я сырьевых рез-в).

2.герметизация сальников полир штоков на скв-х ШСНУ. Разр-ны разл-е сальниковые упл-я с прим-м новых мат-в, кот-е надежно без пропусков раб-т при давл-х до 4,0 МПа. На фонтанных скв-х и скв-х ЭЦН исп-ся футерованные нкт, прим-е кот-х искл-т, операции по спуску и подъему скребков и соот-но пропуски н и г

ч/з сальники лубр-в.

3.Усов-е сеп-ров с целью сведения к мин уноса газа вместе с нефтью пров-ся путем улуч-я внутр устр-в, спос-х наиб полн выд-ю газа из нефти, а также за счет выбора соотв-го объема емкости сеп-ра, чтобы время преб-я нефти в нем было дост-м для отд-я макс кол-ва газа.

4.Внедрение сепарации н под вакуумом перед ее поступлением в товарные рез-ры явл-ся одним из действ мер-й по сокр-ю потерь

5.К средствам сниж-я потерь н в рез-х от больш дыханий отн-ся прим-е газоуравнительной обвязки: газовые пр-ва рез-в соед-т м/у собой системой тр-дов.

6.Внедрение непримерзающих дыхательных клапанов, дисков-отражателей.

Применение закрытых схем очистки сточных вод позволяет решить вопросы сбора и возврата ловушечной нефти для повторной подготовки и улавливать основную массу нефти, теряемую со сточными водами.

 

подготовки н,г,в. Требования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сепарация газа от нефти

Сепарация газа от нефти наз-т процесс отделения ее от головных УВ и сопутсв-х газов. Данный процесс путем снижения P и t. Процесс сепарации имеет место на всем пути ее дв-я по скв-не, в трубах до н.г.сеп-ра, в самом сеп-ре, в н-сборных трубах и резервуарах. Процесс сеп-ции при атм. усл. наз-т испарением нефти.Вывод отсеп.газа осущ-т в сеп-х, мерниках, рез-рах в кот-х поддерж-ся опред. P и t. Каждый пункт вывода отсепар. газа наз-ся степенью сепар-ции.Процессы сеп-ции:

Сепарация газа от нефти начин-ся как только давление в объеме снизится до давл-я насыщ-я. В сеп-ре проис-т два осн-х процеса:1)Отделение своб. Газа и выделение из нефти окклюдированного газа.

2)Отделение газа,выд-гося в рез-те перепада давл-я нефти у входа в сепаратор.

При отделении из потока газа капелек нефти рассматр-т три осн-х процесса: гравитацин-ая (за счет разности плотностей нефти и газа), инерционная (при резких поворотах потока газа- жидкость как более инертная выпадает из потока осаждаясь на жид-ть, а газ как менее инерный передается по газоотводящей трубе) и пленочная сепарация (за счет действия турбул-х пульсаций и центроб-х сил-турб. пульсации перемешивают капли нефти в потоке, смещают их в радиальном напр-нии к внешней пов-ти).

Изучение процессов разгазирования нефти.

Изменение P,t нефти при ее движении как по стволу, так и по системе труб-в сопровож-ся сложными проц-ми испарения и конденсации многокомп. КВ систем. При снижении Р происх-т процесс разгаз-я нефти. 2 способами:

1)Контактный (однократный):

Процесс, при кот-м суммарный состав смеси во времени остается постоянным, газ находится в контакте с нефтью.

2)Дифференциальный (постоянный многократный)

Суммарный состав фаз меняется, т.е образ-ся газ выводится из системы вместе с легкими фракциями УВ.

Расчеты при Р=0,4-0,9 МПа производят по закону Рауля-Дальтона: Парциальное давл-е i-го комп-та равно парц.давл-ю того же комп-та в жидкой фазе Pyi=xi*pi, где Р-общее давл-е смеси, р- давл-е насыщ-го пара i-го комп-та над жид-ю в чистом виде; Yi,Xi-мольные конц-ции i-го УВ в газовой и жидкой фазах(%)

При нарушении равновесия в системе (Р,т) начинается перераспред-е УВ между фазами до наступ-я другого равновесия

Расчет процессов сепарации

Пропуск.спос-ть грав. сеп-ров опред-т в зав-ти от доп. ск-ти дв-я газа. Допущения:

1.Частица имеет форму шара.

2.Дв-е газа в сеп-ре устан-ся.

3.Дв-е частицы свободное.

4.Ск-ть оседания ч-цы пост-нное, т.е сила сопр-я газ.среды равна массе частицы.

Рассмотрим силы дей-щие на частицу: Сила тяжести

F=Пd3/6*(рчг)*g

Сила сопр-я газа при своб. оседании частицы

R=ξ*(рг*V2ч /2)*f,где

ξ-коэф-т сопр-я среды, зав-т от Re.f-менделеево сечение част.

При равномерном дв-ии част. R=F. Из ур-я опр-т ξ. Тогда:

При Re<2 ξ=64/Re; при перех. дв-ии (2<Re<500) ξ=18.5*Re-0.6

Ск-ть оседания част. в газ. среде Vч=d2*(рчг)/18µг

Подставляем ξ, получаем ф-лу Алена:Vч=(0,152d1.14 чг) 0.71 ) g0.29) /(µг0.43* рч0.29)- при Re<500. При Re>500 ф-ла Ньютона-Ритенгера Vч =1,75* (d*(рчг)/рг)0.5

Расчет произв-ти сеп-ров

Для гравит.сеп-в необ-мо усл-е эфф.отделение нефти от газа в секции сбора нефти Vн<Vг, где Vн-ск-ть подьема уровня н. в предела







Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.