Современные способы предварительного сброса вод
.pdf1
Современные способы предварительного сброса вод
УПСВ (установка предварительного сброса воды) — установка для отделения от нефти пластовой воды и попутного газа, а также подогрев нефти и приращение удельной энергии потока добываемой нефти(дожим) до следующей системы подготовки нефти. Загорского месторождения.
УПСВ состоит из следующих комплексов оборудования:
•Узел сепарации;
•Резервуарный парк;
•Насосные агрегаты.
УПСВ строятся обычно в местах устройства дожимных насосных станций ДНС. Используются и дорабатываются имеющиеся узлы дожимной станции, перерабатывается технологическая схема. Объект на месторождение нефти получает название ДНС с УПСВ.
На УПСВ жидкость проходит последовательно две или более ступени сепарации, одну ступень или более деэмульсации. На разных этапах подготовки ДНС с УПСВ в жидкость подаются реагенты -
деэмульгаторы, ингибиторы гидратообразования, ингибиторы солеотложения, ингибиторы коррозии. Попутный газ с обеих ступеней сепарации подается на узел осушки газа, а затем потребителю (печи ПТБ, ПП, котельные и др) или на газоперерабатывающий завод ГПЗ, под собственным давлением или с помощью газового компрессора.
Разгазированная жидкость нагревается в печах подогрева нефти (ПТБ или ПП) до 70 градусов по Цельсию, затем поступает в деэмульсатор (чаще отстойник ОГ), где происходит разрушение водонефтяной эмульсии, гравитационный
отстой нефти и раздельный вывод воды и нефти. Нефть поступает на концевую ступень сепарации.
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
2
Жидкость с конечной ступени сепарации поступает в резервуарный парк, где происходит дальнейшее отделение механических примесей и предварительный сброс воды с подачей её в систему поддержания пластового давления ППД.
Для поддержания давления в пласту используют блочную кустовую насосную станцию БКНС или модульную кустовую насосную станцию МНКС для закачки рабочего агента в пласт. В качестве рабочего агента может использоваться как отделённая пластовая вода на УПСВ, так и пресная из озёр и рек, сточная вода, отходы, специальные хим реагенты. На ДНС с УПСВ производится подготовка пластовой воды и учёт расхода воды подающейся в систему ППД. Вода с
насосных станций ППД поступает на водораспределительные батареи, а от туда подается в нагнетательные скважины под высоким давлением.
Далее нефть поступает на последующие стадии подготовки и переработки нефти, такие как установка подготовки нефти УПН, затем на пункт сдачи нефти ПСН илинефтеперерабатывающий завод НПЗ.
Узел сепарации может иметь несколько ступеней сепарации с применением различного типа оборудования (НГС,
ГС, КСУ, ОБС, УБС, ОГ, РК, УСТН).
Резервуарный парк состоит из одного или нескольких резервуаров РВС или РГС, вместимостью от нескольких сотен до десятков тысяч кубических метров жидкости. В основном применяются вертикальные стальные резервуары РВС. Для предотвращения разлива жидкости из РВС они должны быть обвалованы — иметь каре которое вместит в себя двойной объём жидкости резервуара в случае его разгерметизации.
Насосный блок может содержать насосы разных типов как однофазные так и мультифазные (поршневые НБ,
центробежные ЦНС или КМ, вихревые и т. д.). Больше всего применяются центробежные насосы секционного типа ЦНС. При сравнительно небольших габаритах они обеспечивают высокую производительность и напор жидкости,
Консорциум « Н е д р а »
3
а при необходимости параметры работы регулируются за счет байпаса, уменьшения или увеличения площади сечения прохода жидкости, а также изменения количества рабочих колес насоса.
УПСВ с отстаиванием резервуарного типа.
Данный тип технологической схемы УПСВ использовался раньше в подготовке, представляет собой подготовку нефти путём гравитационного отстоя.
Из скважин нефтегазоводосодеражащая жидкость с автоматизированных замерных установок АГЗУ поступает на первую ступень сепарации газа в нефтегазосепараторНГС. До НГС в эмульсию подается деэмульгатор посредством блока дозировки хим. реагента БДРХ, состоящего из дозировочного насоса НД и ёмкости с реагентом. Расход химреагента производится согласно эффективным, рассчитанным и утвержденным главным инженером предприятия нормам расхода деэмульгатора.
В НГС осуществляется разделение нефти и газа, а также раздельный их вывод. Отсепарированный газ с НГС поступает в газосепаратор ГС, а нефтесодержащая жидкость, через расширительную камеру поступает на вторую ступень сепарации — установку трубную наклонную УСТН для стабилизации — окончательного разгазирования.
Уровень в НГС контролируется вторичным прибором индикации ГАММА, берущего информацию с поплавкового уровнемера и регулируемым с пульта оператора с помощью регулировочного клапана УЭРВ, установленного на выходе жидкости и/или газа с НГС. Управление УЭРВ осуществляется в ручном или автоматическом режиме с помощью блока управления электроприводом БУЭП, выведенного на пульт в операторной УПСВ.
Для предотвращения превышения давления в сосудах работающих под давлением (СРД), таких как аппараты НГС,
ГС, УСТН, КСУ свыше допустимого давления — они оборудованы предохранительными клапанами СППК (стальной
пружинный предохранительный клапан), для защиты оборудования от разрушения. При увеличении давления в аппарате
Консорциум « Н е д р а »
4
свыше максимально допустимого, предохранительные клапаны срабатывают, снижая давление в сосуде путём отвода рабочей среды по системе трубопроводов на факел или аварийную ёмкость.
В ГС происходит первичная осушка газа, после чего он проходит через установки окончательной осушки — сепаратор циклонный вертикальный СЦВ и поступает потребителю (печи ПТБ, ПП) или на газокомпрессорную станцию ГКС, для дальнейшей транспортировки. Для предотвращения замерзания газопроводов на выход из ГС дозировочным насосом подается ингибитор гидратообразования на основе метанола — сонгид, флэк и др..
Расход реагента производится согласно утвержденным нормам.
После УСТН отсепарированная эмульсия поступает в резервуар вертикальной стальной РВС, где происходит подрезка нефти и отделение нефти от пластовой воды. Подтоварная вода под гидростатическим давлением с РВС поступает через узел учёта расхода воды в на БКНС или МКНС, для закачки в пласт и повышения пластового давления.
Уровень жидкости в РВС контролируется прибором поплавковым уровнемером ВК-1200 и регулируется подачей с УПСВ и расходом с БКНС подтоварной воды с помощью УЭРВ(Устройство электро-регулирующее взрывозащищённое). Блоки индикации, управления и сигнализации УЭРВ и ВК-1200 выведены на пульт(АРМ)
оператора.
Нефть с РВС под давлением столба жидкости поступает на прием нефтяных насосов ЦНС. На приеме центробежных насосов секционных (ЦНС) установлены ёмкости с сетчатыми фильтрами МИГ, предотвращающие попадание в насосы различных крупных фракций и примесей.
УПСВ c аппаратным обезвоживанием.
Данный вид технологической схемы УПСВ используется сейчас и может по разному модулироваться, используются
термохимические методы обезвоживания.
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
5
Добытая с помощью ШГН или ЭЦН нефть, газ и вода с АГЗУ поступает на первую ступень сепарации в нефтегазовый сепаратор НГС. На выход со скважины или на вход НГС подается деэмульгатор посредством дозировочного насоса НД, расположенного в блоке реагента БДРХ. Расход реагента производится согласно рассчитанным и утвержденным нормам.
В НГС осуществляется дегазация нефти. Затем отделённый газ с НГС поступает в газосепаратор ГС, а жидкость после НГС подогретая в печах(печь трубчатая блочная ПТБ, путевой подогреватель ПП), поступает в отстойник ОГ для разделения эмульсии, сепарации и сброса воды. Подогрев осуществляется для уменьшения вязкости эмульсии,
увеличения разницы плотностей фаз, для улучшения и ускорения процесса разделения эмульсий. Подогрев осуществляется за счёт сжигания попутного газа.
ВГС происходит осушка газа, после чего он проходит через установки окончательной осушки СЦВ, СЩВ или ГСВ
ипоступает потребителю или на компрессор, излишки газа сжигаются на факеле высокого давления ФВД. Для предотвращения замерзания газопроводов туда дозировочным насосом НД подается ингибитор гидратообразования.
Расход ингибитора производится согласно рассчитанным и утвержденным нормам.
Уровень жидкости в ОГ контролируется уровнемером и регулируется УЭРВ. Блоки управления, индикации и сигнализации выведены на щит операторной.
В отстойнике горизонтальном ОГ, происходит отделение нефти от пластовой воды, так же в зависимости от конструкции ОГ возможна сепарация газа и отдельный выход влажного газа, тогда этот аппарат является дополнительной ступенью сепарации. Подтоварная вода под избыточным давлением в сосуде поступает с ОГ через узел учёта воды на кустовую насосную станцию (БКНС или МКНС).
Консорциум « Н е д р а »
6
Нефть с ОГ поступает в концевую сепарационную установку КСУ для окончательного отделения от газа, и сброса избыточного давления до атмосферного. Газ отсепарированный поступает на факел низкого давления ФНД для утилизации или на потребителя.
Нефть с КСУ под давлением столба жидкости на прямую или через резервуар РВС, поступает на прием нефтяных ЦНС. На приеме ЦНС установлены сетчатые фильтры, предотвращающие попадание в насосы крупных мех.
примесей.
Резервуар вертикальный стальной (РВС) — вертикальная ёмкость для накопления, хранения, подготовки и учета жидких продуктов (нефтепродуктов).
Резервуары изготавливаются из стали поясами в рулонном или полистовом исполнении. Обычно РВС изготавливается с внутренним объёмом от 400 м³ до 50000 м³, меньше этого объёма производятрезервуары горизонтальные стальные (РГС), больше этого предела используют группу резервуаров. Группу резервуаров,
сосредоточенных в одном месте, называют резервуарным парком.
Резервуар вертикальный стальной (РВС)
Консорциум « Н е д р а »
7
1 — клапан дыхательный совмещенный КДС, 2 — клапан дыхательный механический КДМ, 3 — клапан аварийный АК, 4 —
совмещенный механический дыхательный клапан СМДК, 5 — клапан дыхательный механический КДМ-50, 6 — патрубок вентилляционный ПВ, 7 — люк замерный ЛЗ, 8 — люк монтажный ЛМ, 9 — люк световой ЛС, 10 — генератор пены средней кратности ГПСС, 11 —
пробоотборник плавающий резервуарный ПП, 12 — пробоотборник стационарный резервуарный органного типа ПСР ОТ, 13 —
пробоотборник стационарный секционный резервуарный ПСР, 14 — механизм управления хлопушкой боковой МУ-1, 15 — механизм управления хлопушкой верхний МУВ, 16 — хлопушка ХП, 17 — приемораздаточное устройство ПРУ, 18 — кран сифонный КС, 19 — люк-
лаз ЛЛ, 20 — приемораздаточный патрубок ПРП
Рис.1.1.
Схема установки УПСВ Установки предварительного сброса воды предназначены для дегазации нефти, отбора и очистки попутного газа,
сброса пластовой воды под избыточным давлением. Конструкция установок выполнена на базе отработанной
конструкции нефтегазовых сепараторов со сбросом воды НГСВ. Установки представляют собой горизонтальные
Консорциум « Н е д р а »
8
аппараты, снабженные технологическими штуцерами и штуцерами для КИПиА. Внутри аппарата расположены:
устройство ввода, успокоительная перегородка, секция коалесценции, струнный каплеотбойникдля очистки газа и секция сбора нефти. Для улучшения разделения нефтегазовой смеси на входе НГСВ устанавливается депульсатор,
обеспечивающий отвод, минуя аппарат, основного количества выделившегося газа, а также послойный ввод водонефтяной эмульсии и сбросной воды раздельными потоками в соответствии с их плотностью в среднюю и нижнюю отстойные зоны аппарата.
Рис.2
В качестве водоотделителя (отстойника) предлагается использовать аппараты УПСВ объемом 200 м2, конструкция которых предусматривает разделение жидкостей за счет разностей плотностей и интенсификации процесса при использовании коалесцирующих элементов, выполненных в виде пакетов и пластин из нержавеющей стали (рис. 3).
Уровень раздела фаз «нефть-вода» в УПСВ поддерживается на необходимой высоте при помощи регулятора уровня и клапана, установленного на линии выхода воды из аппарата.
Давление в УПСВ поддерживается при помощи клапана, установленного на линии вывода нефти.Обезвоженная нефть из отстойников водоотделителей (УПСВ) подается на насосы внешней откачки или в имеющиеся резервуары.С целью
Консорциум « Н е д р а »