Нафтогазові сепаратори: типи та призначення

Нафтогазові сепаратори призначені для вилучення газу, що виділяється при русі нафти збірного колектора, викидний свердловині або стовбурової частини. Сфера використання отриманого продукту – хімічна або паливна галузь. Крім того, сировину використовується для зниження гідравлічного опору в трубопроводах, розшарування і відділення піни від готової нафти. Вони дозволяють значно зменшити пульсацію при транспортуванні нафтопродуктів від резервуарів першій мірі до установок підготовки повної переробки.

Типи та відмінності

Нафтогазові сепаратори поділяються на кілька умовних категорій, які відрізняються за різними параметрами:

Замірні або звичайні сепаратори.

Форма виготовлення може бути в циліндричному, сферичному, вертикальному, горизонтальному і похилому виконанні.

Обслуговування може бути фонтанним, насосних, компресорних.

Принцип дії – гравітаційний, інерційний або відцентровий.

Робочий тиск - від 06 МПа (низький) до 64 МПа (висока).

Кількість обслуговуваних свердловин – одиночне або групове.

Стадії сепарації – від першої і вище.

Двох або трифазні моделі. В останньому варіанті крім газу та нафти відсортовують вода.

Робочі секції

Відсік опади призначений для додаткового виділення газових бульбашок, які приєдналися до нафти при переході з сепараційної секції. Для посилення виділення рідину направляють невеликим шаром по похилій поверхні, що дозволяє збільшити ефективність відбору. Площині нахилу повинні обладнуватися з порогами, що сприяють виділенню газу з нафти.


Нафтогазові сепаратори також оснащуються відсіками скидання. Вони займають найнижчу позицію в конструкції, що служать для збору і виведення нафти з пристрою. У цій секції продукт може перебувати в змішаному або чистому стані. Цей фактор залежить від ефективності осадительного відсіку та періоду перебування нафтопродуктів в робочій камері. У верхній частині сепаратора знаходиться відсік для уловлювання крапель. Він відсікає дрібні частинки рідини, які несуться потоком газу. Будь-які розглянуті пристосування характеризуються двома аспектами: числом краплинної рідини і кількістю бульбашок газу, буря зі збірної секції нафтою. Якість роботи приладу вважається вищою при мінімальних зазначених показниках.

Формули розрахунку нафтогазового сепаратора на ефективність

Ефективність роботи пристосування розраховується за кількома параметрами. Вони визначаються з такими позначеннями:

GMH і GMK – масові витрати нафти до вступу в сепаратор і на виході з нього.

VK і VH – об'єм витрат подаються газів до і після обробки.

ЖМГК (GMGK) і GMGH – сукупні витрати газу до і після сепаратора.

qG і qH – кількість витрат краплинної рідини, захоплюється з приладу в робочому процесі ( м 3 /годину) .

GH і GM – обсяги витрати нафти і газу при роботі сепаратора.

ЯЖ і КГ – питома віднесення краплинної рідини та вільного газу відповідно.

На кожній стадії обробки кількість нафти знижується у зв'язку зі зменшенням тиску, а аналогічний показник газу зростає. Такий функціонал відповідає нормальній роботі установки. Варто відзначити, що показники ЯЖ і КГ можуть відрізнятися в залежності від типу нафтогазових сепараторів. Сюди входять технологічні, економічні аспекти, а також об'єм резервуара і наявність спеціальних відбійних пристроїв.

Принцип роботи

Загальна ефективність роботи розглянутих агрегатів на газових і нафтових родовищах оцінюються в основному за першого аспекту (числа крапельної суміші, яка несеться газом за межі резервуара). Отже, вимоги, які пред'являються до нафтогазових сепараторів, відрізняються в залежності від особливостей їх конструкції. Наприклад, модель з насадкою типу жалюзі функціонує наступним чином:

Суміш нафти і газу постачається через патрубок до роздаточного колектору.

Він має по всій довжині виїмку, з якої рідина надходить на похилі елементи, які збільшують дистанцію руху нафтопродуктів і сприяють виділенню окклюдированних бульбашок газу.

Вгорі пристосування передбачена насадка для відсортування крапель, що має різний перетин. Частинки нафти відсіваються через жалюзийную насадку, після чого через дренажну трубку і піддон відправляються в нижню частину агрегату.

Нафтогазові сепаратори зі скиданням води

Сучасні нафтогазові сепаратори між собою значно відрізняються за характеристиками та функціоналу. Однак не всі з них отримали широке поширення на промисловій видобутку. На родовищах, які розробляються кілька десятків років, аналогічні пристосування називають трапами. Розглянемо модифікацію з попереднім скиданням води, відповідає всім вимогам, що пред'являються. Агрегат має попередній відбір газу і працює за наступним принципом:

Суміш нафти і газу подається до корпусу агрегату за допомогою похилих трубопроводів.

Кут нахилу складає 30 - 40 або 10 - 15 градусів.

До другого трубопроводу приварюється кілька вертикально встановлених трубок діаметром від п'яти до десяти сантиметрів.

Верхні частини цих елементів приварюються до збірного колектора, який підводить газ до уловлювач крапель.

В цьому відсіку монтується перфорована перегородка, що служить для вирівнювання потоку газу. Вона оснащена спеціальною касетою жалюзійного типу.

Краплі нафти несуться основним газовим потоком по колектору, а залишки мас прилипають до стінок касети і жалюзі, накопичуючись на них. У підсумку виходить суцільна плівка , яка стікає в нижню частину сепаратора.

З краплевловлювача суміш поставляється в ежектор, де під тиском близько 06 МПа транспортується на газопереробний завод.

Властивості і параметри

Розрахунок параметрів нафтогазового сепаратора практично будь-якого типу включають в себе декількох факторів, а саме:

Властивості фізико-хімічних особливостей нафти. У щільних і в'язких масах газові бульбашки відокремлюються повільно, що свідчить про низької працездатності сепаратора, які будуть функціонувати з надмірним винесенням бульбашок газу.

Продуктивність агрегатів. Цей аспект залежить від швидкості підйому маси в агрегаті і числа підключених пристроїв. Наприклад, бульбашки з мінімальною стартовою швидкістю будуть спливати на поверхні, що погіршує якість процесу сепарації.

Нафтогазовий сепаратор типу НГС дозволяє збільшити швидкість підйому газових бульбашок. Це, в свою чергу, сприяє збільшенню впливу гравітаційних сил, дозволяють обмежити підйом частинок газу до поверхні нафти. Вони будуть нестися потоками рідини, що дозволить отримати максимально чистий продукт.

Ще один вагомий фактор – тиск. Чим воно вище в агрегаті, тим менше щільність газу і швидкість появи бульбашок на поверхні.

Особливості

Оскільки нафта має схильність до піноутворення, яке досить важко піддається сепарації, особливого вибору засобів для цієї процедури немає. Цілком прийнятним є використання силікону або фізико-механічного способу очищення. На підсумкове якість продукту також впливає конструкція внутрішнього облаштування сепараторів, а також наявність води у газі продукті. Останній показник безпосередньо впливає на отримання стійких емульсій з великим відсотком в'язкості.

Підсумок

Виходячи з усього вищевикладеного, можна зробити висновок, що призначення нафтогазових сепараторів полягає в очищенні нафтопродуктів від води і газів. Для розрахунку роботи пристосувань передбачено ряд методик і формул. За пропускної спроможності роботу приладу реально розрахувати тільки по вертикальній і гравітаційної діяльності. У чому функціонал таких агрегатів залежить від конструкційних особливостей і супутніх факторів у вигляді оснащення додатковим обладнанням (жалюзі, перегородки, відбійники та інше).