Сепарация нефти
Сепараторы, применяемые на нефтяных промыслах, условно подразделяют на шесть категорий:
1) по назначению — замерно-сепарирующие и сепарирующие;
2) геометрической форме и положению в пространстве — цилиндрические, сферические, вертикальные (рис. 3.1), горизонтальные и наклонные;
3) принципу действия — гравитационные, инерционные (жалюзийные) и центробежные (гидроциклонные);
4) рабочему давлению — высокого (6,4 МПа), среднего (2,5 М Па), низкого (0,6 МПа) давления и вакуумные;
5) числу ступеней сепарации — первой, второй, третьей и т.д.;
6) разделению фаз — двухфазный (нефть + газ), трехфазный
(нефть + газ + вода).
В нефтяных сепараторах любого типа различают следующие секции: основная сепарационная, осадительная, секция сбора жидкости, влагоуловительная.
Основная сепарационная служит для основного разделения продукции скважины на газ и жидкость. Ввод продукции скважины в секцию осуществляется тангенциально или нормально, но с применением специальных конструкций газоотборника (дефлектора).
Газ, выделившийся из продукции скважины из подвода, а также дополнительно под влиянием центробежной силы и в результате изменения потока жидкости, поднимается вверх и выводится из газосепаратора, а жидкость опускается вниз. В осадительной дополнительно выделяются пузырьки газа, содержащиеся в нефти в состоянии окклюзии, т.е. поглощенные ею или не успевшие из нее выделиться. В осадительной секции
происходит выделение газа из нефти, которое усиливается, если нефть стекает по одной или нескольким дефлекторам и плавно, без брызг сливается в слой, расположенный в нижней части газосепаратора.
Рис.2. Сепараторы
Вертикальный сепаратор:
а-выход продукции скважины в сепаратор; б-газоотделитель для пенной нефти;
1-регулятор давления газа; 2-вывод газа; 3-насадка для пленочной сепарации; 4-ввод продукции скважины; 5-отбойник газа; 6-конструктивный узел отбойника газа; 7- дефлекторы для улучшения отделения газа; 8-регулятор уровня нефти; 9-диафрагменный исполнительный клапан
Горизонтальный газосепаратор:
1-вывод нефти; 2-диафрагменный исполнительный клапан; 3-регулятор уровня; 4, 10-поплавок; 5-регулятор давления газа; б-вывод газа; 7-поверхность пленочной сепарации лопастного типа; 8-отбойник газа; 9-ввод продукции скважины.
Секция сбора жидкости служит для сбора жидкости, из которой почти полностью выделился газ при давлении и температуре, поддерживаемых в газосепараторе. Эта секция может быть подразделена на две: одна, верхняя, служит для нефти; другая, нижняя, для воды, и имеет самостоятельные выводы из сепаратора. Слой жидкости, устанавливаемый в секции, поддерживается уровнедержателем. Влагоуловительная расположена в верхней части газосепаратора. Ее назначение — улавливать частицы жидкости, увлекаемые
потоком газа.
Для сепарации нефти от газа на первой ступени положительно зарекомендовал себя горизонтальный сепаратор (рис. 3.2). Имеются конструкции вертикальных сепараторов, в которых наряду с сепарацией нефти осуществляются сепарация и замер газа и воды, поэтому их называют мерными, или мерниками. Отличие их от сепараторов, в которых происходит только отделение воды от нефти, состоит в том, что в секции сбора жидкости вмонтированы соответствующие счетчики с интеграторами. В мерниках и нефтегазоводосепараторах иногда предусмотрен подогрев жидкости для ускорения ее разделения и уменьшения высоты пены.
Подогрев осуществляется в печи, вмонтированной в газосепаратор, топливом для которой служит газ.