2.1 Сурет - Кен орнын өңдеу кезінде суландыру әдісі арқылы қабаттық

қысымды ұстап тұратын ұңғыма өнімдерін дайындаудың технологиялық құрылымының блок-схемасы.

Мәліметтер келтірілген анализдер, сондай-ақ, кен орнындағы мұнай дайындау технологиялары теңіз мұнайының жүйелі кезеңдерде кәсіптік дайындық процесстерін неғұрлым жалпы түрде көрсетуге болатынын дәлелдейді.

Реологиялық зерттеулер көрсеткендей, Теңіз кен орнының мұнайы ұңғыма өнімін жинау кезіндегі температурада «мұнайдағы су» тұрақты эмульсиясын туғызбайды.

Сондықтан құрама құбыр желілеріндегі қысымның түсіп кетуінің өсу мұның кесірінен болмайды. Мұнай-газ эмульсиясының тұтқырлығы құрама құбыр желілерінің температурасында сусыз мұнай тұтқырлығынан жоғары болмайды.

Жинау жүйесі коммуникациясын қорғау.

Құбыр желілері жүйесін ішкі тотығудан қорғауды қамтамасыз ететін өнеркәсіптік флюид ағынының антикоррозиялық режимі жинау және тасымалдау процесстерінің технологиялық режимін қамтуы қажет. Бірақ, шығу желісіндегі жұмыс қысымы ағынның сұйық және газ фазаларына бөліну нәтижесінде қанығу қысымынан төмен.

Мұндай жағдайларда агрессивті компоненттерден тұратын ылғалды газ бөлінуі мүмкін.

Коммуникация мен жабдықтардың тоқырау аймағындағы судың жиналуы коррозиялық процесске итермелейді. Мұндай жағдайда қорғаныс болмағанда металл қатты бұзылуы мүмкін. Кен орнын өңдеудің осы сатысында құбыр желі жүйесінде химиялық баяулатқыш жасалмайды [3].

Жинау жүйесінің коммуникациясының сыртқы тотығуы құбырлардың сыртқы қабатын оқшаулағыш материал көмегімен жауып, катодты поляризация арқылы болдырылмайды. Жүйелі түрде өндірілетін қорғаныс потенциалы және қорғау тогының тығыздық өлшемдері қолданылатын әдістің жоғары тиімділігін көрсетеді.

Мұнай мен газды дайындау жүйелерінің эксплуатация объектілерін қорғау.

Газ желісін, газды тазалау және дайындайтын және сумен жабдықтайтын су таратқыш жүйесін химиялық баяулату тотығудың сәйкес ингибиторлары арқылы өндіріледі. Купон-үлгі түрінде берілген салмақ жоғалтудың гравметрикалық өлшемі ингибиторл қорғаудың тиімділігінің жоғары деңгейін беретін жалпы тотығудың минимальді жылдамдығын көрсетеді.

Зауытта ауыз су желілері, көбік беру,өрт сөндіргішті сумен жабдықтау, жер асты газ желілері катодты және тротекторлы қорғаныспен қамтамсыз етілген.

Қорғау шараларын бағалау. Жабдықтар мен құбыр желілерінің коммуникациясын тотығудан қорғаудың қолданылатын әдістері эпайдалану сенімділігінің жоғары деңгейін көрсетеді.

«Chevron» компаниясының Ғылыми орталығының НКТ сорап-компрессор құбыры химиялық ингибиторлау жүргізудің тиімділігі мен қауіпсіздігі тұрғысынан мақсатқа сай еместік туралы шешімі бойынша жоғары қысым астындағы құбыр сыртындағы кеңістікте ингибиторды аяқтау арқылы және сұйық күйдегі бос су өнімі болмағандықтан ингибиторды айдаудың қажеті жоқ. Ингибиторды шығу желісіне және су жинақталуы мүмкін жоғары жабдыққа толтыру қажет.

Жинау жүйесінің құбыр желілерінің коммуникациясын химиялық ингибиторлау жүзеге асырылмайды. Жинау жүйесінің құбыр желілерінің коммуникациясын химиялық ингибиторлау қажеттілігі жинау жүйесіндегі жұмыс қысымының сұйықтықтың газбен қанығу қысымының төмен болуы әсерінен ағыннан бөлінетін газ фазаларының (ылғалды газ) агресситі болуынан және АӨК (КТЛ) құбыр желілерінің кейбіреулерін ауыстыру қажеттілігі олардың питтингті жемірілуіне алып келеді. Ағынның жоғары жылдамдығы технологиялық режиммен қамтылғанына қарамай газ фазасының бөлінуі орындалады.

Барлық кешенді қорғау шараларын орындағанда кен орны эксплуатациясының сенімділігіның жоғары деңгейі қамтылады.

Өнеркәсіптік жинау және өндіру жүйелерінде жоғары күкіртті газ құрамындағы агрессивті компоненттер арқылы болатын коррозиялық бұзылулардың алдын алу шаралары мыналар:

• антикоррозиялық әрекет және катодты қорғау;

• ұңғымалардың жер асты жабдықтары;

• коррозияға қарсы ағын режимін сақтау;

• алынатын өнімдер;

• тотығудың химиялық баулатқышы;

• химическое ингибирование коррозии;

• NACE MR-01-75 расталған материалдардың қоспаларын таңдау;

• өңделген болат;

• құбырлардың ішкі жабыны;

• құбыр желілерін ішкі қырғышты тазалау;

• сыртқы коррозияның алдын алу – жер асты құбыр желілерін сыртқы жабынмен қорғау және катодты поляризация.

Мұнай мен газды дайындау жүйелері үшін химиялық және электрохимиялық кешендер жүзеге асырылуы қажет:

• газды дайындау жүйесіндегі ішкі коррозияны химиялық баяулату;

• диэтаноламин газын тазалау жүйесіндегі ішкі коррозияны химиялық баяулату;

• жер асты газ желілерін және су тасымалдағышты катодты қорғау;

• резервуардың ішкі және сыртқы жақтарын бедерлі қорғау.

Жобалық режимдер. Жинау жүйесі жүйенің қандай да бір бөлігі тоқтаған сайын орын алатын жоғары күкіртті газ жинау жүйесіндегі су жиналуының алдын алуға қарағанда, ағын жоғары жылдамдықпен қамтылатындай жобаланған.

Жұмыс қысымы. Қысымның екі деңгейі – 14132 кПа және 9428 кПа – жинау жүйесін жобалау үшін таңдап алынған болатын. Қысымның көрсетілген деңгейлерін таңдау мынадай мүмкіндік береді:

• құбырлардың тотығуын төмендету үшін қажет болатын ағынның жоғары жылдамдығын сақтау;

• желі жүйесін толық толтыру талаптарымен қанағаттандыру;

Жұмыс температурасы. Жинау жүйесінің жұмыс температурасының максимальді көлемі 90⁰С тең.

Жинау жүйесінде қарастырылатын қысым диапазоны үшін гидрат түзілісінің температурасы шамамен 28⁰С тең деп қарастырылған. Бұл жүйедегі рұқсат етілген жұмыс температурасының 90⁰С-тан 30⁰С дейінгі аралықта екенін анықтайды.

Құбыр желілерін қырғышты тазалау. Тоқырау аймақтарын жою үшін құбыр желілерін қырғышты тазалау ұсынылады.

Болатты металлургия. Құбырлардың қолданатын металлаургиясы, жоғары күкіртті ағынмен байланысатын құбыр арматурасы мен бөлшектерінің диаметрі сутекті жарылуға сезімталдылығын төмендету мақсатында түрлендірілген және оғары күкіртті орта жағдайында жұмыс жасау үшін NACE MR-OI-75 талаптарына сай келеді.

Болат металлургиясын таңдау болат құбырлардың коррозиялық жарылуға тұрақтылығын тексеру мақсатында NACE ТМ-02-84 тесттік әдісі бойынша жүргізіледі.

Қоспаларды таңдау. Әр түрлі тот баспайтын болаттар, никель қорытпалары бөліктерді немесе арматуралардың жоғары бетін және жинау жүйесіндегі өнеркәсіптік жабдықтарды герметизациялау үшін таңдалады.

Тәжірибе көрсеткендей NACE MR-01-75 талаптарын қанағаттарын қоспалар құбырлардың қызмет ету мерзімін белгілі мөлшерде арттырады және кернеу астындағы күкіртті жарылуға сезбеушілігін қамтамасыз етеді.

NACE MR-01-75 расталған 316, 316L және СA6NM типті тот баспайтын болат қоспалар таңдалады.

Ылғалды күкіртті газбен байанысатын жинау жүйесінің барлық бөліктері NACE MR-01-75 талаптарын қанағаттарын материалдан жинақталып құрастырылған.

Жинау үшін дәнекерленген бөліктер (металл арматурасын қоса) NACE MR-01-75 бойынша квалификацияланған болуы керек.

Болат қосылыстарға максимальді тұрақтылықты, материалды термиялық өңдеу жеңілдігін қамтамасыз ету мақсатында NACE MP-01-75 талаптары қойылады.

Қосылыстарды дайындауда қолднаылатын әрбір болат композицияның көрнекі үлгісі NACE TM-01-77 тестілеуі бойынша күкіртті сутек жарылуына тұрақты болуы қажет.

Коррозиялық төзімділік. Күкірт құрамдас өнімдермен байланыстан барлық құбырлар және құбыр қосылыстары қызмет ету мерзімін арттыруға мүмкіндік беретін тотығуға төзімді.

Термиялық өңдеу талаптары. Күкірт құрамдас флюидтермен байланысатын қосылыстардың термиялық өңделуі NACE MR-01-75 талаптары бойынша металл бөліктері NACE MR-01-75 сай келуі қажет.

Ысырма және фланецтер қалыпты жағдайда дайындалады.

Тотығуды химялық баяулату. Жинау жүйесінің бөліктері дайындалған және жоғары күкіртті өнімді дайындауда көміртекті болат кернеуі астындағы күкіртті сутектің жалпы коррозиясының алдын алу үшін құбыр желілерінің коммуникациясының және жабдықтардың ішкі тотығуының химиялық ингибиторлауы жүзеге асырылуы керек.

Коррозия ингибиторлары жинау жүйелерін қолданғанға дейін арнайы технологиялық жағдайларда тәжірибе жүзінде таңдалып тестіленеді.

Ингибиторды жинау жүйесінде құбыр жеілерінің порциялы және/немесе үздіксіз ингибиторлауды қолдану ұсынылады. Қолданысқа ұсынылатын және қазіргі уақытта мұнай мен газды дайындауда қолдналатын коррозия ингибиторлары бұрында жоғары күкіртті өнімдерді дайындаудың осыған ұқсас жүйелерінде қолданылған.

Сыртқы және ішкі жабындар. Барлық жерасты құбыр желілері жер асты сыртқы тотығудан сыртқы жабын және катодты поляризация арқылы қорғалады.

Жабын ешқашан ақаусыз болмайды, сондықтан да жабынды құбыр үшін катодты қорғаныс қажет.

Катодты қорғау. Катодты қорғау жер асты құбырлары үшін қолданылады. катодты қорғау құбырды жерасты коррозиясынан қорғайтын сыртқы жабынмен толықтырады.

Құбыр желілерінің катодты қорғанысы болмағанда құбырлардың сыртқы тотығуы жабынның ақаулы жерлерінде орын алады және жоғары жылдамдықпен жүреді.

Бедерлі (протекторлы) қорғаныс. Көмірсутекті парктың сыйымдылығы үлкен өнім-резервуарларының қоймасы протекторлы қорғаумен қамтылуы қажет.

Технологиялық процесстің сипаттамасы

Ұңғымадағы мұнай шығу желісі бойымен сәуле сұлбасы бойынша мұнайдың, судың және газдың кезекті шығын өлшемі жүзеге асырылатын өлшеуіш қондырғыға түседі. Бірнеше ұңғыма мұнайын өлшегеннен кейін жинау желісі бойынша барлық ағын орталық монифольдқа бағытталады.

ANSI нормасына сай келетін арматуралар үшін номинальді сипаты бойынша таңдалған жинау жүйесінің жұмыс қысымының екі деңгейі бойынша жобаланған.

Жеке ұңғымалардан қондырғының шығу желілері ANSI 900 арматураларын қолданады және ол 90ºС температурада 14,132 Мпа қысымға қарай есептелген.

Өлшеуіш қондырғыдан орталық манофольдқа апаратын жинау желілері және орталық манифольдтан зауытқа дейінгі магистральді құбыр желілері ANSI 600 арматураларын қолданады және ол 90ºС температурада 9,428 МПа қысымға қарай есептелген.

Жинау жүйесінің жұмыс температурасының максималді шамасы 90ºС. Минимальді рұқсат етілген температура шамасы гидрат түзілісі температурасымен анықталған (жинау жүйесінің жобаланған қысымы үшін гидрат түзілісінің есептелген температурасы 28º С) және слаг-кетчерде З0ºС құрайды.

Жобада қысымды, бір құбырлы, жинаудың бітеуленген сұлбасы және ұңғыма өнімдерінің зауытқа дейінгі тасымалын, эксплуатацияның қауіпсіз жағдайларын, қоршаған орта күзетін және алынатын көмірсутек шикізаттарының максимальді сақталуын қамтамасыз ету қарастырылған.

Теңіз кен орны үшін жинау жүйесі технологиялық процесстің арнайы талаптарына сай, пайдалану сенімділігі мен қауіпсіздігін ескере отырып жобаланған [6].

Теңіз кен орны үшін жинау жүйесі келесі объектілерден тұрады:

• ұңғыма сағасы;

• топтастырылған өлшеуіш қордырғы;

• қосылыс түйіні;

• ауыстырып қосылатын манифольдті орталық өндіріс манифольді;

• жапқыш клапан алаңы;

Зауыттық манифольд

Өнеркәсіптің жинау жүйесінің негізгі мақсаты – мұнай-газ қсопасын эксплуатациядағы ұңғымадан алу және жалпы көлемі жылына 12,4 млн.тонн болатын тұрақтандырылған шикі мұнай өнімін, зауыттан шығарылған 65 кгс/см2 төмен емес қысымда және 30°С төмен емес температурада зауыттарға тасымалдау.

Кен орны өнімі жапқыш-клапан фонтанды арматурасына, механикалық және пневматикалық негізгі жапқышқа, қолмен жұмыс жасайтын және пневматикалық оң және сол жақты жапқышқа сай келетін қабаттық қысым есебінен тұрақты штуцер арқылы және ұңғыма манифольді бойымен қысым астында шығу желісіне түседі.

Электр тұзсыздандыру қондырғылары екі саты арқылы жобалайды: І сатының электродегидраторларында эмульсиялық қалдық су 75-80% (ІІ деңгейде - 60-65% ) және шамамен 92 % қалдық тұздар жойылады.

Электр тұзсыздандыру қондырғылары екі саты арқылы жобалайды: І сатының электродегидраторларында тұзды судың 75-80% -ы және тұз, ал І саты электродегидраторларында эмульсиялық қалдық су 60-65% , шамамен 92% қалдық тұздар жойылады.

Қазіргі электр тұзсыздандыру қондырғылары автономды, сондай-ақ мұнайды дистиляциялау қондырғы кешенінде блокты болуы мүмкін.

Әдетте электр тұзсыздандыру қондырғылары бірнеше су айырғыштардан тұруы мүмкін; олардың біраз бөлігі мұнайды сусыздандыру үшін арналған (бірінші саты), басқа бөлігі тұзсыздандыру секциясын құрайды (екінші саты), ал бірнеше аппараттар резервті болып табылады.

Электр тұзсыздандыру қондырғыларының электрлі жабдықтары жарылыстан сақталған болуы қажет, әрекет ететін электр қондырғы құрылғы Ережелердің талаптарына сай болуы керек және әрекет ететін тұтынушылардың электрқондырғыларын пайдалану және тұтынушылардың электр қондырғыларының техникалық қауіпсіздік Ережелері талаптарына сай қызмет көрсетуі қажет.

2500 - 3000 мг/л тұздан және 5% дейін судан тұратын шикі мұнай екі ағын арқылы тұзсыздандырылған мұнайдың жылуы есебінен қыздырылатын жылу алмастырғышқа, сосын қыздыру пайдаланылған бу арқылы жүзеге асырылатын қыздырғышқа бағытталады. Қыздырғыштардан мұнай ағыны термохимиялық тұзсыздандыру тұндырғыштарына жіберіледі. Тұндырғыштардан бұрын қыздырылған мұнайға деэмульгатор (сұйықтан мұнайды ажыратқыш) беріледі. Заманауи электр тұзсыздандыру қондырғыларын тек ЭЛОУ-AT және ЭЛОУ-АВТ біріктірілген қондырғылар құрамына кіретін горизонтальді электродегидраторлар жобалайды. Горизонтальді аппараттардың артықшылығы: электродтардың үлкен аумағы, сонымен қатар, үлкен салыстырмалы өнімділігі (объем нефти на единицу сечения аппарата); мұнай қозғалысының аз вертикальді жылдамдығы, яғни, судың тұндырылуы; жоғары температура мен қысымда процесстердің жүру мүмкіндіктері болып табылады. Аппараттың төменгі бөлігіне шикі мұнайды жеткізу оны қосымша шаюмен және екі электр өрісі арқылы өтумен қамтамасыз етеді: әлсіз – су айнасы және төменгі электрод арасында және күшті – электродтар арасында. Жоғарғы шекті электродтар арасында ғы кернеудің (22-44кВт) артуының болмағаны жөн, себебі, бұл кері әсер тудырады – су тамшыларын диспергирациялайды және эмульсияның тұрақтылығын арттырады.

ЭЛОУ эксплуатация тәжірибесі шикі мұнай қыздырғыштарының күюін анықтады. Оларда қызмет ету мерзімі 1,5 жылдан 3,0 жылға дейінгі мерзімді құрайтын құбырлары осал және қолданылатын де-эмульгаторға тәуелді, оған қоса, «құбырдағы құбыр» типті жылу алмастырғыштар жылутасымалдаушы беттің өте қалың қабырғасы арқасында ұзақ уақыт қызмет етеді. Сондай-ақ, жылу бу әсерінен ойықты коррозиядан болатын жылытқыштардың істен шығуы да мүмкін [6].

Резервуарлардағы үлкен коррозиялық бұзылулар жоғары газ-ауа аумағында – жабында және жоғарғы белдеуде ұшырайды. Олардың жоғарғы бетінің қабатында конденсацияланатын ылғал мұнайдан бөлінетін H₂S және С0₂ ауа оттегісімен қанықтырылады және 1,5 мм/жыл дейінгі тотығуды тудырады. Алюминий қоспасынан АМг дайындалған резервуардың жабындар және жоғарғы белдеу жабдықтары резервуардың жөндеусіз қызмет мерзімін қазіргі уақытта 3-5 жыл орнына 10-15 жылға дейін арттыруға мүмкіндік береді. Бұл, сондай-ақ, мұнай үстінде жиналатын газ ортасындағы жарылысты болдырмайды. Күкіртті қосылыстар мен оттегіден тұратын агрессивті тұнбалар әсерінен пайда болатын түбін қатты тотықтырады. Мұндай бұзылу жоғарыдан түсетін тотығу өнімдерінің катодты функцияларына ие байланыс нәтижесінде күшейеді. Тәжірибе барысында қалыңдығы 1-2 жыл пайдаланғанда 2,0 мм-ге, ал 5-6 жылда 4,0-5,0 мм болатын резервуар түптерінің коррозиялық ойықпен бұзылу жағдайлары орын алған. Шикіге қарағанда тұзсыздандырылған мұнай резервуарларының қатты тотығуы тұзсыздандырылған мұнайдың жоғарғы температурасы әсерінен деп түсіндіріледі.

ЭЛОУ жабдықтарын тотығудан қорғау шараларының бірі ағынды сумен және ауа тұнбасымен жабық және жартылай жабық жүйе қолданысындағы байланысты тоқтату болып табылады. Көміртекті болаттан жасалған электрдегидратор мен тұндырғылардың коррозиясы бедерлі қорғауды немесе төменгі бөлігінің бетіне жабын-бетонды, бензинге, буға, суға төзімді лак-бояу жабындарын және т.б. жағу арқылы алдын алуға болады. Жабынды мұнай және су фазалардың айна бөлімінде максималды деңгейінен бір жарым метрге жоғары жағылады.

Ағынды суды тасымалдау үшін ЭЛОУ арнайы қорғау шараларынсыз қара металл құбырларын қолдану қабырғаның есептелген қалыңдығына 6,0мм кем емес қоррозияға қосуға болады (қосымша 6).

Қаптамалы құбырлы жылу алмастырғыштардың коррозиясының алдын алу үшін көміртекті болаттан жасалған құбырларды жезге ауыстырған жөн. Тотығу жылдамдығын баяулату үшін мұнайға ЭЛОУ-ға түскенге дейін 1 т мұнайға 50 г мөлшерінде 1,5-3,0% концентрациялы сілті ерітіндісін қосу қажет.