Бақылау сұрақтары:

1. Мұнай эмульсиясының беріктігіне қандай факторлар әсер етеді?

2. Қандай заттар табиғи эмульгаторлар болып табылады?

3. Мұнай эмульсиясының “ескіруі” дегеніміз не және ол қандай факторларға байланысты болады?

4. Мұнай эмульсиясының тығыздығын қалай анықтайды?

5. Эмульсияның дисперстігі дегеніміз не, ол қандай шамалармен сипатталады.

4 Мұнайдан газды бөлудің технологиялық есебі

4.1 Мұнайгаз айырғыштарының мiндетi және олардың жіктелуі

Мұнайгаз айырғыштары - ұңғы өнiмдерін сұйықты және газды фазаларға бөлуге арналған және келесi қызметтердi атқарады:

● бағалы химиялық шикiзат және отын ретiнде қолдану мақсатында, ұңғы оқпаны бойында, сұйықты шығару желiсiнде және және жинау коллекторлары бойымен мұнай қозғалған кезде, одан бөлінген мұнай газын алу үшін;

● мұнайгазсу ағынының араласуын азайту және құбырлар желiсiндегi гидравликалық кедергiнi азайту үшін;

● пайда болған көбіктерді мұнайдан бөлу және ыдырату үшін;

● тұрақсыз эмульсияларды немесе құбырлар желiсiнде бұзылған эмульсияларды өндiру кезінде мұнайдан суды алдын-ала бөлу үшін;

● айырғыштардың бiрiншi сатысынан мұнайды дайындау қондырғысына дейiн мұнайды тасымалдау барысында пульсацияны азайту үшін.

Қолданыстағы барлық мұнайгаз айырғыштарын келесi белгiлерi бойынша былай жiктеуге болады:

1) міндетiне байланысты – өлшеушi-айырушы және айырушы;

2) геометриялық пiшiнiне және кеңiстiкте орналасуы бойынша – цилиндiрлiк, сфералық, тiк, көлденең және көлбеу;

3) негiзгi күштердiң байқалу сипатына байланысты – гравитациялық, инерциялық және ортадан тепкiш;

4) жұмыстық қысымына байланысты – жоғары қысымды (6,4 МПа),орташа қысымды (2,5 МПа) және төмен қысымды (0,6 МПа);

5) айыру сатыларының санына байланысты – бiрiншi, екiншi және т.б. айыру сатылары;

6) технологиялық мiндетiне байланысты – екi фазалы және үш фазалы;

7) мұнайгаз ағынын енгiзу құрылғысының конструкциясы бойынша – радиалды және тангенциалды енгiзу;

8) конструктивтi жасалуына байланысты – бiр сыйымдылықты және екi сыйымдылықты.

Тiк айырғыштарды негiзiнен шығымы аз ұңғылары бар мұнай кен орындарын тұрғызу кезiнде, және ұңғы өнiмiнің құрамында едәуір мөлшерде парафин мен құм болған кезде, сондай-ақ теңiз кен орындарында қолданады.

Көлденең айырғыштар бірдей геометриялық өлшемдегі тiк айырғыштармен салыстырғанда жоғары өткiзгiштiк қабiлетке ие, бұл айыру сапасын жақсартуға мүмкіндік береді және оларға қызмет көрсету де жеңіл, сондықтан көлденең айырғыштар тiк айырғыштарға қарағанда кең таралған.

Бiр сыйымдылықты көлденең айырғыштарды ыстық және вакуумдық айыруды есептегенде, барлық айыру сатыларында қолданады.

Екi сыйымдылықты көлденең айырғыштарды негiзiнен “Спутник” түріндегі блокты автоматтандырылған қондырғыларды жабдықтау үшiн қолданады.

2. Айырғыштардың конструкциясы мен жұмысы

Айырғыштардың кез келген түрiнiң конструкциясында жалпыға бiрдей төрт бөлiм (секция) болады (4.1- сурет):

I - Негiзгi айыру бөлiмі, ол мұнайдан газдың қарқынды бөлініп шығуына қызмет етеді. Айыру бөлiмiнiң жұмысына айырғыштағы қысымның, температураның төмендеу дәрежесi, мұнайдың физика-химиялық қасиеттерi (әсіресе оның тұтқырлығы), өнiмдi айырғышқа енгiзу құрылғысының конструкциясы (радиалды немесе тангенциалды), сонымен қатар әртүрлi сұғындырмаларды – сымды торды, диспергаторларды қолдану елеулi түрде әсер етедi.

II - Тұндыру бөлiмi, мұнда айыру бөлiмiнен мұнаймен бірге iлескен газ көбiктерiнің қосымша бөлінуі жүредi. Мұнайдан окклюдирленген газ көбіктерiн қарқынды бөлу үшiн, мұнайдың қозғалыс жолын ұзарта отырып оларды жұқа қабатша түрінде көлбеу жазықтықтар бойымен бағыттайды. Жазықтықтарды шағын баспалы етiп жасайды, бұл мұнайдан газдың бөлiнуiне септiгiн тигiзедi. III - Мұнайды жинау бөлiмi, бұл бөлiм айырғыштың ең төменгі жағында болады және мұнайды жинау мен оны айырғыштан шығару үшiн қызмет етеді. IV - Тамшыұстау бөлiмі, айырғыштың жоғарғы жағында орналасқан және газ ағынына iлескен сұйық тамшыларын ұстап қалуға арналған.

4.1- сурет. Тiк айырғыштың жалпы көрiнiсi 1-ұңғы өнiмiн енгiзу; 2-тарату коллекторы; 3-“өзiне дейiн” деңгей реттегiші; 4-тамшы-ұстағыш сұғындырма; 5-сақтандырғыш клапан; 6-көлбеу жазықтықтар; 7-қалытқы түрiндегi деңгейдi реттегiштiң көрсеткiшi; 8-аткарушы механизм; 9-дренажды құбырша; 10-бөгет; 11-суөлшегiш әйнек; 12-жапқыш шүмек (краник); 13-дренажды құбыр.

1- суретінде көрсетiлген айырғыш келесi түрде жұмыс iстейдi. Мұнайгаз қоспасы қысымның әсерінен құбырша 1 арқылы барлық ұзындығы бойына қоспаның шығуына арналған тесiктерi бар таратқыш коллекторға 2 келiп түседi, осы жерден мұнайгаз қоспасы көлбеу жазықтықтарға 6 келiп түседi, бұл жазықтықтар мұнайдың қозғалыс жолын ұзартып, осы арқылы окклюдирленген газ көбіктерiнiң қарқынды бөлiніп шығуына әсер етедi. Айырғыштың жоғарғы бөлiгiнде тамшыұстағыш сұғындырма 4 орналасқан (суретте жалюз түрiндегi сұғындырма көрсетілген), мұнда газ құрамындағы сұйық тамшылары ұсталады да поддонға ағып түседi, сонан соң дренажды құбыр 13 арқылы айырғыштың төменгi бөлiгiне бағытталады.

Тамшыұстағыш сұғындырма-4 әртүрлi конструкциялы болуы мүмкiн, оның жұмысы келесi принциптерге негiзделедi:

• газ ағысының әртүрлi бөгеттермен соқтығысуға;

• ағыстың бағыты мен жылдамдығын өзгертуге;

• ортадан тепкiш күштi қолдануға;

• коалесцирлеушi тығынды (торды) қолдануға;

Айырғыштағы бөгеттер 10 ұңғы өнiмiнің бүлкілдеп берiлуi кезiнде деңгейдi тыныштандыру үшiн, ал атқарушы механизмi 8 бар қалытқы түріндегi деңгейдi реттегiштің 7 датчигі (көрсеткіші) сұйықтықты айырғыштан циклдi түрде шығару үшiн кажет. Дренажды құбырша 9 арқылы айырғыштың төменгi бөлiгiнде жиналып қалған лас қалдықтар сыртқа шығарылады.

Айырғыштың жоғарғы жақ бөлiгiнде сақтандырғыш клапан 5 орналасқан, ол айырғыштағы қысымның технологиялық процесінде қарастырылған нормадан тыс жоғары қысымға жеткен кезде газды сыртқа шығаруға арналған. Сондай-ақ айырғыштың газды құбыршасында, айырғыш тұрқында (корпусында) қажеттi қысымды ұстап тұратын “өзiне дейiн” деңгей реттегiші 3 орналасқан.

Айырғыштың төменгi жақ бөлiгiнде берiлетiн сұйықтың мөлшерiн өлшеуге арналған жапқыш шүмегi 12 бар, су өлшегiш әйнек 11 орналасқан.

Кез келген айырғыштың жұмысы екi негiзгi көрсеткiшпен сипатталады: тамшыұстағыш бөлiмiнен газ ағынымен бiрге iлесiп кететiн сұйық тамшыларының мөлшерiмен және мұнайды жинау бөлiмiнен сұйық ағынына iлесiп кететiн газ көбiктерiнiң мөлшерiмен. Конструкциясы жақсы құрастырылған айырғыштарда 1000 м³ айырылған газға шаққанда газ ағынына iлесетiн сұйықтың мөлшерi 15м³ -тан аспайды.

Техникалық тұрғыдан жетiлген айырғыш деп газ бен сұйықтың тазартылуын жоғары дәрежеде қамтамасыз ететiн, сонымен қатар оның жасалуына аз металл шығынын жұмсай отырып және сұйықтар пен газдардың үлкен жылдамдықтары кезінде жоғары өнiмдiлiктi қамтамасыз ететiн айырғышты айтады.

Айырғыштың техникалық жетiлгендiк дәрежесi келесi параметрлермен сипатталады:

• айырғышта ұсталатын сұйық тамшысының минимал диаметрiмен;

• айырғыштың еркiн қимасындағы, сонымен қатар тамшыұстағыш бөлiміндегi газ ағынының максимал мүмкiн орташа жылдамдығы;

• сұйықтан еркiн газдың максимал бөлiнуi жүретiн айырғышта сұйықтықтың болу уақыты.

Газ ағыны арқылы тамшылы сұйықтың әкетiлуiнiң мүмкiн мәнi K_с 1000м³ газға 50 см³ сұйықтың мәнiнен аспауы керек (егер, сұйық ағынымен еркiн газдың әкетiлуiнiң мәнi K_г 1м³ сұйыққа 20 000 см³ газ болған жағдайда). K_г мәнiне мұнайдың тығыздығы мен тұтқырлығы, сонымен қатар оның көбiктенуi әсер етедi. Көбiктенбейтiн тұтқырлығы аз (5∙10^-3 Па∙с дейiн) мұнайлардың айырғышта болу уақыты 2-3 минут мөлшерiнде болса, ал көбiктенетiн және тұтқыр мұнайлар (1,5∙10^-3 Па∙с жоғары) үшiн – 5-20 минутқа дейін.

Газ және газконденсатты кен орындарының алаңдарында орнатылатын айырғыштардың тиiмдiлiгi, газ ағыны арқылы айырғыштан тыс әкетілетiн тамшылардың мөлшерi бойынша бағаланады, сондықтан мұнай және газ айырғыштарына қойылатын талаптар әртүрлi болады.