4.6 Сепараторы центробежные (гидроциклонные)

К этому типу относятся двухфазные и реже трехфазные сепа­раторы, обеспечивающие эффективную сепарацию нефти от газа вследствие изменения направления потока и применения механи­ческих каплеуловителей газа (рисунок 23). Сепараторы этого типа широко применяются на «Спутниках» для отделения нефти от газа при измерении их количества по каждой скважине.

Рисунок 23 – Общий вид циклонного двухемкостного сепаратора:

1 – направляющий козырек; 2 – гидроциклонная головка; 3 – верхняя емкость; 4 и 12 – сливные полки; 5 – уголковые каплеуловители; 6 – разбрызгиватель; 7 – жалюзийная кассета; 8 – заслонка; 9 – датчик уровнемера поплавкового типа; 10 – тяги; 11 – исполни­тельный механизм; 13 – успокоитель уровня нефти; 14 – нижняя емкость

Принцип их работы следующий. Нефтегазовая смесь сначала поступает тангенциально в гидроциклонную головку 2, сечение которой показано на том же рисунке. За счет центробежной силы, возникающей в гидроциклонной головке, нефть отбрасывается на стенку этой головки, а газ, как более легкий, сосредоточивается в центральной ее части. За счет козырька 1 из гидроциклонной головки 2 газ и нефть поступают раздельно. Нефть по сливной полке 4 самотеком направляется на разбрызгиватель 6, выполненный в виде уголков, а затем поступает в нижнюю емкость 14 на сливную полку 12 и стекает с нее с левой стороны успокоителя уровня 13. Перетекая через кромку успокоителя уровня 13, нефть скапливается в нижней емкости 14, в результате чего уровень этой нефти поднимается. Уровень нефти в нижней емкости 14 подни­мается до тех пор, пока с помощью тяги 10 заслонка 8 не повер­нется на нужный угол и не перекроет сброс газа в газовую линию. После чего в верхней 3 и нижней 14 емкостях сепаратора давле­ние повысится и при открытом исполнительном механизме 11 нефть пройдет через него. Для контроля над количеством прошед­шей нефти через исполнительный механизм 11 обычно на выкид­ной линии устанавливается объемный расходомер (вертушка), не показанный на схеме. В качестве этого расходомера часто исполь­зуют ТОР-1 (см. рисунок 12).

Выделившийся из нефти газ проходит в верхней емкости 3 две зоны: уголковые каплеуловители 5 и, как правило, жалюзийную кассету 7, обеспечивающую эффективную очистку газа от капелек нефти.

Гидроциклонными сепараторами оборудованы все «Спутники» (см. рисунок 10), после которых газ направляется снова в сборный коллектор, перемешивается с нефтью и транспортируется с ней по коллектору до первой ступени сепарации (см. рисунок 19).

4.7 Сепараторы центробежные регулируемые

Газосепараторы центробежные регулируемые предназначены для предварительной очистки газа от жидкости в промысловых установках подготовки газа, а также в качестве замерного сепаратора в установках замера газа и жидкости. Выпускают газосепараторы на рабочее давление от 6,4 до 16 МПа. Газосепараторы обеспечивают степень очистки газа от жидкости не менее 98% при начальном предельном содержании жидкости, поступающей с газом в аппарат, до 200 м³/м³.

Газосепараторы можно эксплуатировать в районах с жарким умеренным и холодным климатом (по ГОСТ 16350-80) при температуре рабочей среды от –30 до +100°С.

Предусмотрены два типа газосепараторов центробежных регулируемых:

• тип I (рисунок 24, а) с цилиндрическим сборником жидкости на рабочее давление от 6,4 до 10 МПа и производительностью по газу от 0,15 до 1 млн.м³/сут.;

• тип II (рисунок 24, б) с шаровым сборником жидкости на рабочее давление от 6,4 до 16 МПа и производительностью по газу от 1 до 5 млн.м³/сут.

Рисунок 24 – Газосепараторы центробежные регулируемые типов I (а) и II (б):

1 – корпус сепарирующего устройства; 2 – сборник жидкости; 3 – завихритель; 4 – выпрями­тель потока;

5 – подогреватель; 6 – регулирующее устройство

В конструкции газосепараторов предусмотрено размещение подогревателя 5 во внутренней полости сборников жидкости. Производительность газосепараторов по газу в зависимости от рабочего давления для обеспечения паспортной степени очистки газа от жидкости регулируется специальным устрой­ством, состоящим из подвижного и неподвижного конусов завихрителя 3. Подвижный конус завихрителя 3 перемещается вра­щением штурвала. Средний срок службы сепаратора – 10 лет Наработка на отказ – 11000 ч. Ресурс до капитального ремон­та – 60000 ч. Коэффициент технического использования – 0 97 Производительность по газу газосепараторов центробежных регулируемых в зависимости от рабочих условий сепарации газожидкостного потока может быть установлена по графи­кам, опубликованным ЦКБН.

Газожидкостная смесь в центробежном газосепараторе регу­лируемом разделяется благодаря закрутке потока в вертикаль­ном цилиндрическом патрубке. Закрутка потока обеспечивает­ся использованием в конструкции сепаратора специального завихрителя 3. При прохождении газожидкостного потока через завихритель 3 жидкость под действием инерционных и центробежных сил отбрасывается на стенку вертикального цилиндри­ческого патрубка и стекает вниз по его стенке в сборник, отку­да непрерывно или периодически дренируется. Отсепарированный газ от-

водится из вертикального цилиндрического патруб­ка через осевой патрубок, в конструкции которого предусмот­рена розетка, обеспечивающая стабилизацию потока для пре­дотвращения излишних потерь давления потока.

Центробежные сепараторы выпускаются с внутренним диа­метром от 179 до 550 мм на рабочее давление 6,4÷10 МПа и имеют массу от 1,6 до 10 т. Максимальная производительность центробежных сепараторов зависит от внутреннего диаметра и рабочего давления и меняется от 0,4 до 5,7 млн. м³/сут.