Раздел 3
СЕПАРАЦИЯ НЕФТИ ОТ
ГАЗА
Лекция № 8 Назначение сепараторов, их типы, конструкция и принцип действия
Цели:
Дать представление о назначении и категориях сепараторов;
Изучить конструкцию и принцип действия вертикального сепаратора.
Назначение сепараторов:
Для получения нефтяного газа;
Для уменьшения перемешивания газа и снижения гидравлических сопротивлений;
Для отделения от нефти образовавшейся пены;
Для предварительного отделения воды;
Для снижения пульсаций при транспортировании нефти.
Сепараторы делятся на следующие категории:
1. По назначению:
а) замерно-сепарирующие;
б) сепарирующие.
2. По геометрической форме и положению в пространстве:
а) цилиндрические;
б) сферические;
в) вертикальные;
г) горизонтальные;
д) наклонные.
3. По типу обслуживаемых скважин:
а) фонтанные;
б) компрессорные;
в) насосные.
4. По характеру проявления основных сил:
а) гравитационные;
б) инерционные (жалюзийные);
в) центробежные (гидроциклонные).
5. По рабочему давлению:
а) высокого давления (6,4 МПа);
б) среднего давления (2,5 МПа);
в) низкого давления (0,6 МПа);
г) вакуумные.
6. По числу обслуживаемых скважин:
а) индивидуальные;
б) групповые.
7. По числу ступеней сепарации:
а) одноступенчатые;
б) многоступенчатые.
8. По разделению фаз:
а) 2-х фазные;
б) 3-х фазные.
В сепараторах любого типа различают 4 секции:
Основная сепарационная секция - служит для интенсивного отделения нефти от газа. На работу 1-й секции оказывает степень снижения давления и температуры в сепараторе, физико-химические свойства нефти.
Осадительная секция - здесь происходит дополнительное выделение пузырьков газа.
Секция сбора нефти – происходит сбор и накапливание нефти.
Каплеуловительная секция - она служит для улавливания частиц жидкости, уносимых потоком газа.
Сепаратор (рисунок 6) работает следующим образом:
Нефтегазовая смесь под давлением поступает через патрубок 1 к раздаточному коллектору 2. Далее смесь попадает на наклонные плоскости 6, увеличивающие путь движения нефти и способствующие тем самым выделению пузырьков газа. Верхней части сепаратора установлена каплеуловительная насадка 4 жалюзийного типа, сечение которой показано на том же рисунке. Капельки нефти, отбиваемые в жалюзийной насадке 4, стекают в поддон и по дренажной трубе 13 направляются в нижнюю часть сепаратора.
В сечении жалюзи условно показаны две капли нефти: большая а, которая, пройдя две гофры, прилипает к стенке жалюзи и стекает по стенке вниз, и мелкая b, пролетевшая с потоком газа все гофры.
Каплеулавливающая насадка 4 может быть различной конструкции. Работа ее должна основываться на следующих принципах: столкновении потока газа с различного рода перегородками; изменении направления и скорости потока; использовании центробежной силы.
Перегородки 10 служат для успокоения уровня при пульсирующей подаче продукции скважин, а датчик регулятора уровня поплавкового типа 7 с исполнительным механизмом 8 – для циклического вывода нефти из корпуса сепаратора. Через патрубок 9 с установленной на нем задвижкой сбрасывается скопившаяся грязь. В верхней части сепаратора располагается предохранительный клапан 5, рассчитанный на сбрасывание газа при достижении в сепараторе давления выше нормы. На газовом патрубке сепаратора имеется также регулятор давления «до себя» 3, поддерживающий необходимое давление в корпусе сепаратора.
В нижней части корпуса сепаратора устанавливается водомерное стекло 11 с отключающимися краниками 12, предназначенное для измерения количества подаваемой жидкости.
Работа сепаратора любого типа характеризуются двумя основными показателями:
1. Количеством капельной жидкости уносимой потоком газа из секции 4.
Количеством пузырьков газа, уносимых потоком нефти из секции 3.
Чем меньше эти показатели, тем лучше работает сепаратор.
Эффективность сепаратора характеризуется степень усадки в нем нефти за счет разгазирования и соответствующее увеличение в нем газа.
В каждой ступени сепарации за счет снижения давления, количество нефти уменьшается и соответственно увеличивается количество газа.
Рисунок 6 Общий вид вертикального сепаратора
К показателям эффективности работы нефтяного сепаратора относятся также удельный унос капельной жидкости потоком газа и удельной унос свободного газа потоком нефти.
Степень технического совершенства сепаратора характеризуется:
1. Минимальным диаметром капель жидкости, задерживаемых в сепараторе;
2. Максимальной допускаемой средней скоростью газового потока в свободном сечении сепаратора.
3. Временем пребывания жидкости в сепараторе, за которое происходит максимальное выделение газа.