43 Электрообессоливание и обезвоживание нефти

Извлекаемая из нефтяных скважин жидкость содержит в большом количестве воду. Обводнённая нефть представляет собой водонефтяную эмульсию, образующуюся в результате перемешивания воды и нефти в процессе извлечения жидкости из скважины и прохождения её по системе сбора. Чтобы исключить вредное действие воды, солей и мех.примесей нефти перед выдачей с промыслов нефть подвергается обезвоживанию и обессоливанию на специальных установках. Одновременно с обезвоживанием нефть обессоливается, так как соли обычно растворены в водяных частицах нефтяной. эмульсии.

Эл. метод основывается на действии эл. поля на частицы воды. Под действием пост. эл. поля, созданного приложенным извне напряжением эти частицы приобретают разноименные заряды и стремятся притянуться друг к другу. Это вызывает деформацию защитных оболочек. Защитные оболочки разрушаются, как в результате столкновений частиц, так и в ре­зультате пробоя нефти между соседними частицами. Происхо­дит слияние частиц и оседание капель воды. При внешнем на­пряжении определенного значения возможен пробой цепочки и замыкание электродов через образовавшуюся водяную токопроводящую нить. Из-за этого резко увеличивается ток и снижается на­пряжение, действующее на эмульсию, при котором прекратится ее обработка.

При воздействии на эмульсию переменного электрического поля частицы воды находятся в колебательном движении. За­щитные оболочки непрерывно меняют направление своей де­формации и разрушаются. Увеличение градиента потенциала поля, приводящее к повышению интенсивности движения ча­стиц воды и деформации их оболочек, ограничено: - появлением коротких замыканий вследствие пробоя цепо­чек водяных частиц, при сильно обводненных нефтях; - раз­мельчение частиц воды в элек-трическом поле - увеличение дисперсности эмульсии.

Как на нефтяных промыслах, так и на НПЗ применяются электрообезвоживающие и электрообессоливающие установки, работающие на переменном токе промышленной частоты (50 Гц). Эл.аппараты, которые создают эл. поле, называют электродегидраторами.

В настоящее время применяют электродегидраторы двух видов: шаровой и горизонтальный.

1 Тенденции развития электроэнергетики нефтяной и газовой промышленности

Применение электроэнергии на предприятиях добычи и транспорта нефти и газа, в бурении и газопереработке способ­ствует повышению технических и экономических показателей производства. Электрификация нефтяной и газовой промышленности (НГП) в нашей стране осуществляется на базе применения электро­привода переменного тока.

В настоящее время в новых районах нефте- и газодобычи электроснабжение нефтепромыслов осуществляется по линиям электропередач напряжением 110, 220 и 500 кВ от мощных энергосистем, а распределение электроэнергии - по линиям напряжением 35 и 10 кВ.

Электроснабжение потребителей НГП происходит следующим образом: от районной электрической сети энергосистемы по линиям 110-220 кВ полу­чает электроэнергию центр питания. От него электро­энергия при напряжении 35 кВ подается на промысловые под­станции 35/6 кВ, при напряжении 6 кВ - к БУ, КС, насосным перекачки нефти, ТП 6/0,4 кВ, питающим электро­оборудование скважин насосной эксплуатации.

На БУ напряжение питания основных двигателей 6 кВ, а двигателей вспо­могательных механизмов — 380 В через понижающие транс­форматоры 6/0,4 кВ. На некоторых буровых установках двига­тели лебедки получают электроэнергию при напряжении 500 В от бурового трансформатора 6/0,525 кВ.

Двигатели станков-качалок и установки погружных центро­бежных электронасосов получают питание напряжением 380 В от устанавливаемых на скважинах КТП 6/0,4 кВ или от про­мысловых подстанций 6/0,4 кВ, от которых питаются и дру­гие потребители с двигателями мощностью, не превышающей 150 кВт. Широко распространена система глубокого ввода, при которой более высокое напряжение подводится непосредственно к узлам потребителей, в частности к буровым установкам, а чаще к кустовым насосным станциям закачки воды в пласт; подводят линии электропередачи 35 или 110 кВ.

Компрессорные станции магистральных газопроводов и пе­рекачивающие насосные станции магистральных трубопроводов получают электроэнергию от распределительных сетей энерго­систем при напряжении 110—220 кВ и оборудуются мощными понижающими подстанциями 110—220/6—10 кВ, содержащими также ступени вторичной трансформации 6/0,4 кВ.

В последние годы разработаны и изготовлены специальные комплектные трансформаторные подстанции для установок глубиннонасосной добычи нефти исполнений. Разработаны унифицированные КРУ напряжением 6-10 кВ в блочном исполнении для БУ глубокого и эксплуатационного бурения и морского с применением малогабаритных ячеек и вакуумных контакто­ров.

В некоторых новых БУ привод лебедки осу­ществляется СД мощностью 450-630 кВт, напряжением 6 кВ, управляемыми электромагнитными муфтами. Такой электропривод, по сравнению с асинхронным, позволил повысить производительность установки, уменьшить потери энергии в линиях электропередач и электродвигателях, а также повысить устойчивость работы электрических сетей. Аналогичные изменения претерпел и электропривод буровых насосов.

На основе электрического привода решены задачи автома­тизации подачи долота на забой, расстановки свечей при спуско-подъемных операциях, очистки и приготовления бурового раствора. Ведутся работы по полной автоматизации спуска и подъема инструмента. Установленная мощность электрических машин на современной буровой установке достигает 4000 кВт. На нефтяных промыслах в настоящее время находятся в экс­плуатации отечественные погружные центробежные электронасосы с двигателями мощ­ностью 10—125 кВт. В области электрификации процесса закачки воды в пласты асинхронные двигатели заменены синхронными и существенно увеличилась единичная мощность электродвигателя, которая достигает 4 МВт.

Результатом совершенствования приводов насосных агрега­тов НПС МГ явилось применение СД мощностью до 8 МВт, напряжением 10 кВ. Для привода компрессоров газоперерабатывающих заводов приняты син­хронные двигатели серии СТДП мощностью 6,3 МВт, напря­жением 10 кВ. Ведутся разработки и внедрение мощных преобразователей частоты для питания приводных двигателей насосов магистральных нефте­проводов и турбокомпрессоров газоперерабатывающих заводов.