19. Отечественные промысловые трехфазные сепараторы. Назначение и конструктивные особенности.

Транспортирование газоводонефтяной смеси по классической схеме всегда предусматривало её сепарацию от газа на ДНС или на центральной площадке промысловых сооружений. Крупным недостатком такой схемы является неиспользование в технологических целях эффекта разделения газожидкостной смеси на жидкую и газовую фазу в процессе её транспортирования, и кроме того, разделения эмульсии на её составляющие компоненты. Для повышения производительности сепараторов и снижения затрат на обезвоживание и очистку воды движения потока газоводонефтяной смеси на конечном участке сборного трубопровода необходимо снизить до уровня, обеспечивающего расслоение смеси на нефть, газ и воду, а от­бор каждого из продуктов осуществлять отдельными потоками. Концевой гидродинамический делитель фаз предназначен для установки перед узлами сепарации и выполняет следующие функции: гашение пульсаций и обеспечение раздельного режима движения нефти и выделившегося из неё газа, эмульсии и воды; осуществление пеногашения и отбор выделившегося газа; повышение производительности функциональных аппаратов (сепараторов, отстойников и т.д.); отбора и сброса выделившейся пластовой воды; сепараторов любой ступени.

Конструктивно КДФ выполнен в виде трубчатого блока, снабженно­го отводными патрубками для отбора нефти, газа и воды камерой для нефти и отсеком для воды, формируемого перегородками.

Концевой делитель фаз (КДФ)

1 - трубопровод; 2 - расширяющая головка; 3 - отсекатель; 4 - лоток; 5- диск; 6 - трубопровод; 7 - отстойный диск; 8 - трубопровод.

20. Нефтяные эмульсии. Классификация. Условия образования. Основные свойства нефтяных эмульсий.

При совместном движении нефти и воды по эксплуатац.колонне труб и при выходе жидкостей из скважины с большой скоростью появляются условия для эмульгирования нефти с водой, в результате чего образуются нефтяные эмульсии. Эмульсия - дисперсная система двух нерастворимых или малорастворимых жидкостей(дисперсионная среда и дисперсионная фаза). Классификация: Нефтяные эмульсии делятся на 3 группы: 1-обратного типа (вода в нефти).содержание дисперсной фазы воды в дисперсной среде нефти колеблется от следов до 95%. 2- прямого типа (нефть в воде). Образуется в процессах разрушения обратных эмульсий при высоком содержании воды в продукции и при деэмульсации нефти. Стойкие эмульсии этого типа могут образовываться в процессе паротеплового воздействия на пласт. 3 – множественные (в-н-в, н-в-н) – характеризуются повышенным содержанием мех.примесей, в результате чего накапливаются на границе раздела фаз в аппаратах подготовки нефти и воды => срыв технологических режимов работы аппаратов.

Нефтяные эмульсии характеризуют либо по полярности дисперсной фазы и дисперсионной среды, либо по концентрации дисперсной фазы в системе:

- разбавленные – до 74%;

- концентрированные – 74-90%;

- высококонцентрированные – 90% и выше.

Основные физико-химические свойства. 1. Дисперсность –степень раздробленности дисперсной фазы в дисперсионной среде. Характеризуется 3-мя величинами:1-d_k-диаметр капель; 2- D=1/d_k; 3- S_уд=6/d_k=3/r_k; Формула Калмагорова: d_k=

k- учитывает отношение ;

- пов.натяжение на границе н-г;

L- масщтаб пульсации.

2. Вязкость – при течении в турбулентном режиме различают 2 вязкости:

- обусловленная пульсациями давления дисперсионной среды (н) и дисперсной фазы (в);

- динамическая вязкость; . Динамическая вязкость зависит от:

- вязкости нефти;

- t-ры образования эмульсии;

- количества содержащейся в нефти воды;

- степени дисперсности или d эмульсий типа «вода в масле».

; Сред.интервал:w_кр=0,5÷0,9.Критическая концентрация воды, при которой происходит инверсия фаз, различна для разных нефтей.

3. Плотность

, q_o-содержание чистой воды в эмульсии; х- сод-е раствор-х солей в воде,%.

4. Электрические свойства Проводимость: нефти 10^-10 ÷ 10^-15(Ом*см)^-1; воды 10^-7 ÷ 10^-8 (Ом*см)^-1.Диэлектрическая проницаемость: нефти- , воды -

5.Устойчивость эмульсий (стабильность,разделение на фазы (н. и в.))

2 вида:-кинетическая;-агрегативная. Устойчивость- способность в теч. Длительного времени не разрушаться,т.е. не разделяться на н и в.

2 периода жизни капель:

- время жизни капель масла в воде;

- воды в масле.

,если <1,образуются эмульсии обратного типа-В/М; если >1-прямого типа-М/В.

Способность системы к образованию типа М/В возрастает с повышением величины

,где V₁ и V₂-объемы водной и масляной фаз.

При оценке стойкости нефтяных эмульсий различают кинетическую и агрегативную устойчивость:

Кинетическая уст-ть.–(седиментационная)-способность системы противостоять оседанию или всплыванию частиц дисп.фазы под действием стоксовой силы:

ύ- скорость осаждения или всплывания дисп.фазы.

μ-вязкость дисп.среды

Формула применима при обводненности w<3%.

Агрегативная уст-ть - это способность глобулы дисп.фазы при столкновении др. с др. или границей раздела фаз сохранять свой первоначальный размер.

Коалесценция – процесс слияния,укрупнения глобул при столкновении др. с др. или границей раздела фаз. Флокуляция- слипание глобул при столкновении с образованием агрегатов из 2-х и более глобул,при этом не наблюдается их слияние. ,где H- высота эмульсионного слоя; V –сред. скорость самопроизвольного расслоения; - время существ-я эмульс-го слоя.

, где W_o- общее содержание дисп.фазы в эмульсии; W- кол-во дисперсион.фазы расслоившейся в прцессе центрифугирования.

Сущность подхода к процессу предварительной подготовки эмульсии к расслоению закл. В мах снижении кинетич. и агргатив. уст-ти при подходах к отстойникам.