Сепарация нефти.

Нефтегазовые сепараторы (НГС) предназначены для дегазации нефти на различных ступенях сепарации и очистки попутного нефтяного газа на нефтегазодобывающих предприятиях. Нефтегазовые сепараторы со сбросом пластовой воды модернизированные (НГСВМ-А) предназначены для разделения продукции скважин на нефть, газ и воду. Блоки сепарационные для нефти с высоким газовым фактором (СБВГ) предназначены для разделения газожидкостной смеси на газ, нефть и воду в нефтедобывающих предприятиях

Для стабилизации нефти на промыслах используют в основном метод сепарации. Сосуд, в котором происходит отделение газа от нефти, называют сепаратором. В сспарационных установках происходит и частичное отделение воды от нефти. Применяемые сепараторы можно условно подразделить на следующие основные типы: по принципу действия — гравитационные, центробежные (гидроциклонные), жалюзийные, ультразвуковые и др.; по геометрической форме н по- ложению в пространстве — сферические, цилиндрические, вертикаль- ные, горизонтальные и наклонные; по рабочему давлению — высо- кого давления (более 2,5 МПа) среднего (0,6—2,5 МГЦ), низкого (0—0,6 МПа), вакуумные; по назначению — замерные и рабочие; по месту положении в системе сбора — I, II, концевой ступеней сепарации.

В сепараторах любого типа по технологическим признакам различают четыре секции: I —основную сепарацмонную, в которой происходит отделение газа от нефти; II — осадительную, предназначенную для выделения пузырьков газа, увлеченных нефтью из сепарационной секции, III —секцию отбора нефти, служащую для сбора и отвода нефти из сепаратора; IV - - каплеуловительную, находящуюся в верхней части аппарата и служащую для отвода газа и улавливания капельной нефти, уносимой потоком газа.

Эффективность работы аппаратов характеризуется количеством жидкости, уносимой газом, н количеством газа, оставшегося в нефти после сепарации. Чем ниже эти показатели, тем более эффективна работа аппарата.

Конструктивные особенности промысловых сепараторов

В вертикальном цилиндрическом гравитационном сепараторе (рис. 3.3) газонефтяная смесь через патрубок поступает в раздаточный коллек- тор н через щелевой выход попадает в основную сепарационную сек- цию. В осадительной секции из нефти при ее течении по наклонным плоскостям происходит дальнейшее выделение окклюдированных пузырьков газа. Разгазнрованная нефть поступает в секцию сбора нефти, из которой через патрубок отводится из сепаратора. Газ, выделившийся из нефти на наклонных плоскостях, попадает в капле- уловительную секцию, проходит через жалюзийную насадку и по трубопроводу выходит из сепаратора. Капли нефти, захваченные потоком газа и неуспевающие осесть под действием силы тяжести, в жалюзийиых решетках прилипают к стенкам и стекают но дренажной трубке в секцию отбора нефти.

Рис. 3.3. Вертикальный сепаратор:

1 — корпус; 2 — поплавок; 3 — дренажная трубка; 4 — наклонные плоскости; 5 — патрубок для «вода гаэожнд костной снеси; 6 — регулятор давления «до себя»; 7 — выход газе;9 — перегородив для выравнивании скорости тала; 9 — жалюэнйная насадив; 10 — регулятор уровня; 11 — патрубок для сброса нефти; 12 — сброс грязи; 13 — раздаточный ноллектор: 14 — люк; 15 — заглушка; секции:I — сепарацноииаи; II— осадителькаи; III— отбора нефти;  IV — квплеуловнтсльная

Рис. 3.4. Гидроциклонный двухъемкостный сепаратор:

1— тангенциальный ввод газонефтяной смеси; 2 — головка гидроциклопа. Л — отбойный козырек газа; 4 — направляющий патрубок; 5 — верхняя емкость сепаратора; 6 —перфорированные сетки для улавливания капильной жидкости; 7 — жалюзийнаи насадка; 8 — отвод газа; 9 — нижняя емкость гидроцнклона; 10 — дренажная трубка; 11 —уголковые разбрызгиватели; 12 — направляющая полка; 13 — перегородка; 14 — исполнительный механизм

Гидроцнклонный диухьеыкостный сепаратор (рис. 3.4) применяют на промыслах для работы на I ступени сепарации. Газонасыщенная нефть через тангенциальный ввод поступает в гидроцнклонную головку, где за счет центробежных сил происходит разделение нефти и газа на самостоятельные потоки. В верхнюю емкость нефть и газ поступают раздельно. Нефть по направляющей полке стекает на уголковый разбрызгиватель, и котором поток нефти разбивается на отдельные струн и происходит дальнейшее выделение газа. По сливной полке разгаэнрованнан нефть собирается в нижней емкости гидроциклона. При достижении определенного объема нефти в нижней емкости поплавковый регулятор уровня через исполнительный механизм, направляет дегазированную нефть в отводной трубопровод. Газ, отделившийся от нефти в дегазаторе, проходит в верхней емкости перфорированные перегородки, где происходит выравнивание скорости газа и частичное выпадание жидкости. Окончательная очистка газа происходит в жалюзийной насадке 7. Отделенная от газа жидкость по дренажной трубке 10 стекает в нижнюю емкость 9.

Падение давления в сборных коллекторах в результате движения по ним газонефтяной смеси может приводить к частичному выделению газа из нефти. В этом случае в сепарацнонную установку можно подавать разделенными потоками газ н нефть. Такой принцип использован на блочных сснарацнонных установках с предварительным отбором газа (рис. 3.5). Галожилкостная смесь от скважин поступает в устройство предварительного отбора газа, которое расположено на наклонном участке подводящего трубопровода. Устройство предварительного отбора газа представляет собой отрезок подводящего трубопровода значительно большего диаметра, чем основная подводящая линия, установленный под углом 3 -4° к горизонту, с приваренной вертикально газоотводной вилкой, соединенной трубопроводом с каплеуловнтсльной секцией.

Рис. 3.5. Сепаратор с предварительным отбором газа и жалюзииными насадками:

I — подводящий трубопровод; 3 —пилка дли предварительного отбора галл; 3 — каплеуловитель (сепаратор газа); 4 — жалюзнйные насадки; 5 — газопровод с регулятором давлении «до себя»; 6 — предохранительный клапан: 7 — корпус сепаратора; 8 — поплавок; 9 — пеногаентели; 10 — наклонные полки;  11 — Диффузор

Предварительно отобранный газ проходит через каплеуловитель, где в жалюзийных насадках отделяется от капельной влаги. Нефть вместе с газом, не успевшим выделиться из нефти и не попавшим в газоотводную вилку, поступает в технологическую емкость, в которой па диффузоре и наклонных полках скорость потока снижается и происходит интенсивное разгазнрование. Выделившийся в технологической емкости газ также проходит через каплеуловитель.

Разработано и применяется большое число аппаратов для разгазирования н частичного обезвоживания нефти перед подачей ее на установку товарной подготовки нефти. Такие установки позволяют уменьшить объем воды, поступающей в сепараторы-деэмульгаторы, что приводит к снижению затрат на подогрев и обработку водонефтяной эмульсии.

Рис. 3.6. Технологическая схема установки УПС-3000/6

Рассмотрим работу установок предварительного сброса воды на примере УПС-3000/6 (рис. 3.6). Продукция скважины поступает в отсек А через сопло 1, и на нефтсрязливной полке 2 происходит выделение основпого объема газа из жидкой фазы. Газ из отсека А через регулятор уровня 9 перепускается в отсек Б. С помощью регулятора давления 4 поддерживается перепад давления (до 0,2 МПа) между отсеками А и Б, благодаря которому водонсфтяная эмульсия после смешения в каплеобразователс 8 с горячей водой поступает через входной распределитель 7 в отсек Б. Горячая вода поступает после установок термохимической подготовки нефти и содержит остаточный деэмульгатор. Из отсека Б газ отводится через каплеотстонннк 3, нефть — через штуцер 5, вода — через перфорированный трубопровод 6.