Технологический расчет и подбор стандартного оборудования для установок системы сбора и подготовки скважинной продукции (864752), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Во входном отсеке происходит первичноеотделение газа. Газ накапливается в верхней части аппарата и очищаетсяот капельной жидкости во время его горизонтального движенияРисунок 24 - Принципиальная схема работы аппарата НГВРП48В правой части по ходу потока имеется окно для выхода газа сблоком каплеуловителей для окончательной очистки газа. Часть газа послевыхода поступает в линию регулирования и подачи топливного газа,проходит через фильтр - влагоотделитель для очистки газа от капельнойжидкости, редуцируется и подается на горелки.Водонефтяная эмульсия и свободная вода обтекают входнойотражатель, двигаются вниз в пространстве между отражателем и стенкойаппарата и попадают под жаровые трубы.
Благодаря различнымплотностям жидкостей и изменению направления движения потока,свободная вода отделяется и скапливается на дне аппарата. Эмульсиянагревается, поднимаясь вверх, одновременно двигаясь вдоль жаровыхтруб. Нагрев эмульсии приводит к ускорению отстоя воды.Назначение жаровой трубы – нагрев эмульсии. Для обеспечениядлительной работы объемных нагревателей оптимальна средняя тепловаянапряженность около 32 кВт/м2.
При нормальной работе температуравнешней поверхности жаровой трубы относительно не велика, из-затеплосъема омывающей её жидкостью. Продолжительность эксплуатациитрубы зависит от коррозийной агрессивности среды, концентрациивзвешенных в ней частиц механических примесей, периодичностиобслуживания по смыву накипи, в большей степени, чем от температурыстенки.Нагрев происходит за счет сжигания попутного газа, выделившегосяиз нефти, или из альтернативного источника, поступающего по линииподачи топливного газа к основным и запальным горелкам.
Продуктыгорения проходят через жаровую трубу и выходят в дымоход, нагреваятрубу и передавая тепло эмульсии.Контроль пламени и температуры обеспечивается КИП и запорнорегулирующей арматурой.В НГВРП используются атмосферные диффузионные газовыегорелки NOPB фирмы NAO для условий естественной тяги. Горелкаустановлена в жаровой трубе диаметром 0,72 м, длиной 14,5 м, споворотом на 180 градусов. Жаровая труба переходит в дымовую высотой6,1 м. (Приложение7)Увеличение тепловой мощности горелки достигается увеличениемдавления газа на входе в горелку.Преимущества диффузионной горелки низкого давления:- отверстия в горелке большого диаметра и не засоряются;- пламя горелки более стабильное;- пламя вытянуто для равномерного распределения теплового излучения подлине трубы;- невозможность «проскока» пламени внутрь горелки.49Приноминальнойнагрузке,эксплуатационныйдиапазонкоэффициента избытка воздуха 1,05 – 1,10, теоретическая температурагорения 1900 – 2000оС, объем продуктов сгорания 10,50 – 11,0м3/м3.На диффузионную газовую горелку NOPB фирмы NAO имеетсясертификат Госгортехнадзора РФ.Подача воздуха в топку, движение газов, удаление продуктовсгорания обеспечивается естественной тягой, создаваемой дымовойтрубой.
В НГВРП обеспечивается тяга 38-83 Па, разряжение в топочнойкамере 30 - 56 Па. Для диффузионной горелки рекомендуется иметьразряжение в топочной камере 20 - 40 Па. Запас тяги 10-16 Па позволяетувеличить тепловую мощность горелки.Секция коалесценции и отстояПосле нагрева и предварительного обезвоживания эмульсияпереливается через вертикальную перегородку и попадает в секциюкоалесценции и отстоя. Коалесцер выполнен из рифленых гидрофобныхполипропиленовых пластин, расположенных на небольшом расстоянии (6мм) друг от друга. Поскольку расстояние между пластинами невелико,капли воды быстро достигают твердой поверхности.
Собираясь на верхнейповерхности рифленых пластин, они коалесцируют и укрупняются.Крупные капли скатываются с пластин, и переходят в слой воды. Каплинефти всплывают и быстро достигают нижней поверхности рифленыхпластин, где собираются, укрупняются и под действием архимедовой силывсплывают, переходят в слой нефти.Коалесцер интенсифицирует как обезвоживание нефти, так иочистку выделившейся воды.Обезвоженная нефть после секции коалесцера попадает в отстойнуюкамеру и через перегородку переливается в сборник нефти,расположенный на правом днище. В сборнике нефти поддерживаетсяпостоянный уровень. Обезвоженная нефть выводится через клапан сбросанефти.Выделившаяся из эмульсии вода протекает вдоль всей длины сосуда.Межфазный уровень нефть - вода поддерживается на заданном уровнебуйковым уровнемером, который управляет клапаном сброса воды.Для удаления механических примесей и отложений на жаровыхтрубах в коллекторы с инжекционными соплами в зоне жаровых трубпериодически подается промывочная вода.Для удаления механических примесей в секции подогрева безостановки аппарата приводится в действие система очистки от донныхотложений механических примесей.Каждая секция системы очистки должна регулярно черезопределенные интервалы времени приводиться в действие дляпредотвращения накопления мехпримесей на дне аппарата.
Полное50удаление мехпримесей при каждом приведении секции в действиедостигается, если вода подается под напором, достаточным для размыва ивзвешивания отложений. Подача воды производится одновременно судалением взвешенных механических примесей. Частота струйнойобработки определяется опытным путем в процессе работы.Размыв осадка в секции коалесценции и удаление мехпримесейпроизводится во время остановки при периодическом обслуживанииаппарата.Контрольирегулированиетехнологическихпараметров(температуры, давления, уровня нефти, уровня раздела фаз, содержанияводы в нефти на выходе, а также системы жизнеобеспечения в боксе, заосновными и пилотными горелками) осуществляется средствами К и А,исполнительными механизмами и программно-техническим комплексом,включающим шкаф управления и АРМ оператора.Обоснование размеров аппарата.Отделение свободной, не эмульгированной в нефти воды, начинаетсяв секции нагрева и предварительного разделения и завершается в секциикоалесценции и отстоя.Основные технические параметры сепаратора (объем аппаратазанятый газом и жидкостью) рассчитаны согласно API Spec.
12J: «Oil andGas Separators». Общий объем аппарата составляет 110 м3, с учетом объемажаровых труб - около 100 м3.Под газовую фазу в верхней части аппарата достаточно выделить площадьсечения не менее 0,19 м2.Изменение положения межфазных уровней в НГВРП.Рабочее положение уровня раздела фаз газ - жидкость отметка 1100мм выше средней линии аппарата. Уровень должен быть выше верхнейобразующей жаровой. Уровень раздела фаз нефть - вода находится наотметке 800 мм ниже середины аппарата и не должен подниматься донижней образующей жаровой трубы.Размеры НГВРП соответствуют самым консервативным требованиямстандарта, для проектирования трехфазных сепараторов API Spec.
12J: «Oiland Gas Separators». При высокой обводненности продукции скважинзначительная часть воды находится в свободном состоянии, и лишьнебольшая часть – в эмульгированном состоянии. Этот эффект достигаетсяпри своевременной подаче в продукцию скважин реагента –деэмульгатора.Дополнительные возможности применения НГВРПНГВРП может применяться и для подготовки товарной нефти.
В этомслучае его производительность на ступени обезвоживания зависит от51требуемой температуры нагрева, обводненности нефти и стойкостиэмульсии (времени пребывания в аппарате).Тепловая мощность аппарата ограничена 2МВт (максимум 2,78МВт),поэтому его производительность можно рассчитать для конкретныхусловий с учетом исходной обводненности, температуры сырья, требуемойтемпературы нагрева и времени отстоя. Проведенные расчеты показывают,что это может быть 2000 – 3000 т/сут.В том случае, когда качество товарной нефти по содержанию водысолей не может быть достигнуто на ступени обезвоживания возможноприменениепослеНГВРПэлектродегидраторов,выпускаемыхКурганхиммашем.НГВРП должен найти применение на месторождениях парафинистыхи высокопарафинистых нефтей.
У таких нефтей повышенное содержаниевысокомолекулярных углеводородов – парафинов и, как следствие,высокая температура застывания. При температурах, близких ктемпературе застывания, резко возрастает вязкость нефтей, водонефтяныхэмульсий, растут гидравлические потери, появляется опасность остановкии «замораживания» трубопровода. Поэтому для сбора продукции скважини перекачки парафинистых нефтей необходим нагрев. Кроме того,технологическиепроцессыпредварительногосбросаводыиобезвоживания нефти должны осуществляться при более высокихтемпературах.
Разрушение эмульсий и обезвоживание таких нефтейзатруднено при температурах ниже температуры плавления входящих в ихсостав парафинов.Специфическая особенность парафинистых нефтей создаетдополнительные проблемы для сбора, подготовки и транспорта продукциискважин, а нагрев является обязательным фактором во всех перечисленныхвыше технологических процессах. НГВРП, в котором осуществляетсянагрев, сепарация, обезвоживание и очистки воды, способен заменитьустановку, состоящую из нескольких аппаратов, и будет незаменим дляобустройства таких месторождений.Серьезной проблемой при подготовке нефти на промыслах, являетсянакопление стойких эмульсионных слоев, «подрезок», ловушечных иамбарных нефтей.
Как правило, такие нефти содержат повышенноеколичество мехпримесей, имеют высокую вязкость. Обезвоживание ихсопряжено с большими трудностями и применением специальныхтехнологий. Такие технологии требуют поддержания более жесткихусловий обработки по температуре (нагрев до высоких температур до 7090оС), введения специфических химреагентов, применения промывочнойводы, приемов по удалению мехпримесей. Обычно для этой цели напромыслах создаются автономные установки, в состав которых входятпечи, установки дозирования химреагентов, отстойное оборудование,52специальные устройства для вывода механических примесей, насосы и т.д.В случае применения НГВРП мы имеем аппарат с секцией подогрева,обезвоживания и очистки воды. В секции подогрева установленыустройства для удаления механических примесей.
НГВРП имеетвозможность нагреть нефть до требуемой температуры, обеспечитьнеобходимое время отстоя, вывести механические примеси. Аппаратможет являться основным элементом технологической установкиподготовки ловушечных нефтей.Конструктивные преимуществаПрименение трубы 720x16 мм позволяет уменьшить количествосварных швов на жаровых трубах (концентраторов напряжений), чтоповышает их долговечность при эксплуатации.Соединительная поверхность с корпусом "выступ-впадина" фигурныхфланцев жаровых труб обеспечивает более надежное уплотнение.Соединение газовой горелки с жаровой трубой производится безпереходника.Предусмотрен дополнительный люк для осмотра и обслуживаниявнутри аппарата и штуцер для удаления шлама.В нижней части аппарата и в зоне жаровых труб предусмотренасистема очистки от механических примесей без остановки аппарата.Дляудобстваобслуживаниядополнительнопредусмотренвентиляционный люк.Для очистки газа от капельной жидкости применены блокикаплеуловителей стержневого типа.Изменена конструкция фильтра - влагоотделителя на линиирегулирования и подачи топливного газа, что повышает эффективностьочистки.532.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
