Основные технические данные

Производительность, м 3/сут, не более . . ......... ........... 3000

Рабочее давление, Мпа (кгс/см2), не более ……………0,6 (6)

Объем отстойника, м3 ………………………………………125

Количество фильтров, шт……………………………………16

Скорость фильтрации, м3/ч, не более ……………………10

Площадь фильтрации одного фильтра, м2……………….1

Рабочая среда …………………………..сточные воды установок подготовки

                                                                 нефти и объектов нефтесборного пар-

                                                                 ка , содержащие эмульгированную

                                                                 нефть, твердую примесь в виде частиц

                                                                 песка  и глины, сульфида и гидроокиси

                                                                 железа, углеводородные газы и серо-

                                                                водород

Температура рабочей среды, К …………………………… 283 – 333

Содержание примесей в воде, поступающей на очистку, мг/л, не более:

Эмульгированной нефти ……………………………………..2000

Твердых частиц ………………………………………………..100

Содержание примесей в очищенной воде, мг/л, не более:

Эмульгированной нефти ……………………………………..20

 Твердых частиц ………………………………………………..10

Содержание сероводорода в сточной воде,

Мг/м3, не более …………………………………………………10

Разность плотностей воды и нефти,

Мг/м3, не более …………………………………………………150

Отстойник ………………………………………………………..ремонтноспособный

Габаритные размеры отстойника

(длина х ширина х высота), мм………………………………19000 х 3000 х 3865

масса отстойника, кг …………………………………………...22000

Описание конструкции и принцип действия

Отстойник ОПФ-3000 (рис. 15) представляет собой стандартную горизонтальную цилиндрическую емкость 1, внутри которой расположены 16 фильтр-патронов 2, объединенных в четыре блока фильтр-патронов 3, четыре отражательных опорных лотка 4, сборник чистой воды 5 и лестница 6.         Емкость устанавливается на две седловидные опоры имеет люк-лаз 7, монтажные люки, штуцеры для подсоединения технологических трубопроводов,  установки предохранительных клапанов и приборов КИПиА.

            Емкость оборудована поворотным устройством 8 для монтажа и демонтажа крышки  люка-лаза, грузоподъемными элементами и деталями для  крепления теплоизоляции.

Принцип работы отстойника

Сточная вода установок подготовки нефти, прошедшая предварительно грубую очистку, поступает через распределитель-гребенку и входную трубу 9 во внутреннюю полость фильтров, откуда под действием напора фильтруется через пенополиуретан в полость отстойника. При фильтрации эмульсии через ППУ происходит укрупнение частиц эмульгированной тонкодисперсной нефти до пленочной, которая потоком жидкости отрывается от поверхности фильтра и всплывает в верхнюю часть отстойника.

Очищенная сточная вода постоянно выводится через сборник чистой воды и подается в систему поддержания пластового давления (ППД).

Всплывшая нефть постоянно или периодически выводится из отстойника через штуцер нефти в емкость уловленной нефти. Выпадающая на дно емкости твердая примесь постоянно или периодически, в зависимости от интенсивности накопления, дренируется с жидкостью в илонакопитель.

Ввод сточной воды в отстойник с двух противоположных сторон позволяет равномерно распределить жидкость в емкости и увеличить коэффициент использования объема отстойника. Расположение фильтров в верхней части отстойника сокращает высоту всплывания частиц нефти и, как следствие, продолжительность пребывания жидкости в отстойнике. Пенополиуретан работает в режиме самоочищения и не требует регенерации, что обеспечивает работу фильтров без замены не менее 12 месяцев.

Отстойник может работать в двух режимах: в автоматизированном и неавтоматизированном режиме "полного заполнения". Для работы в автоматизированном режиме отстойник оснащается регуляторами с сигнализаторами уровня раздела фаз "нефть-вода", сигнализаторами верхнего и нижнего предельного уровня жидкости, исполнительными механизмами и расходомером очищенной воды. В режиме "полного заполнения" уловленная нефть вместе с газом отводится постоянно с избытком (до 5-10% от производительности отстойника) сточной воды в емкость уловленной нефти, откуда газ утилизируется или отводится на факел, а уловленная нефть - на УПН. Для облегчения настройки отстойника на режим "полного заполнения" рекомендуется предусмотреть в верхней зоне корпуса отстойника 3-4 пробоотборных крана, а на линии вывода очищенной воды и уловленной нефти - расходомеры.

      Автоматизация и контроль

Давление в отстойнике измеряется и контролируется визуально с помощью манометра ВЗ-16рб. При повышении давления выше заданного манометр ВЗ-16рб выдает сигнал на щит управления и контроля отстойником.

Для проверки показаний этого манометра на отстойник устанавливается манометр общего назначения ОБМ-1,5-160 ГОСТ 8625-77.

Производительность отстойника определяется расходомерами типа "Турбоквант" (ВНР), "Норд" (Россия) или другими расходомерами с верхним пределом измерения до 150 мУч с точностью измерения ±0,5%. Расходомеры должны быть установлены за отстойником.

Регулирование производительности отстойника в зависимости от качества очистки производится задвижкой на линии вывода очищенной воды.

Строительная часть

Под отстойник подготавливается площадка согласно проекту привязки.

Отстойник устанавливается на фундаментные плиты или опоры и крепится анкерными болтами.

Конструкция фундаментов и опор, их расположение, марка бетона, глубина заложения их подошв определяются проектом привязки.

Проверяется горизонтальность установки отстойника в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Отстойник поставляется в полностью собранном виде, с установленными внутренними устройствами, не требующими разборки при монтаже. Ответные фланцы поставляются прикрепленными к штуцерам отстойника с рабочими прокладками и крепежными деталями.

Отстойник поставляется с приваренными деталями для крепления изоляции, строповки, без запасных частей к сборочным узлам или деталям.

Ниже дана таблица (таб. 1.4 ) люков, штуцеров, муфт. Изготовитель: ПО "Салаватнефтемаш", г. Салават .

Таблица 1.4

       Содержание эмульгированной нефти в очищенной воде составляет 10 – 30 мг / л, взвешенных  твердых  частиц  -  15 – 40 мг / л. Отделение эмульгированной нефти  и гидрофобных твердых частиц от промысловой сточной воды проводится  в результате ее пропуска через нефтяной слой толщиной около 1 м. При этом ввод сточной воды осуществляется  через распределитель, установленный в центре резервуара непосредственно в нефтяном слое.

        Резервуар с жидкостной гидрофобной фильтрацией оснащен гидрозатвором для отвода очищенной воды и поддержания на заданной высоте уровня раздела нефть – вода.

        Для повышения эффективности водоочистных резервуаров-отстойников, предназначенных для очистки сточных вод с высоким содержанием «обычных» механических примесей и тяжелых компонентов типа сульфида железа может быть рекомендована установка конусной ловушки ( рис. 16  ).

Нефтеловушки обеспечивают отделение значительной части углеводород-ных компонентов и механических примесей. Размеры нефтеловушки проектируются исходя из скорости движения потока  5 – 10 мм/с  и длительности пребывания воды в ней  около 2 ч. Нефтеловушки выполняются из железобето- на с двумя-четырьмя параллельными секциями, каждая из которых имеет ширину 3 – 6 м, длину 18 – 36 м и высоту 2,6 –3,6 м  при толщине слоя воды 1,2 – 2 м. Для выравнивания потока секции разделяют щелевой перегородкой. В состав оборудования входят  входные, распределительные и выходные трубопроводы, нефтесборный трубопровод с перемещающимся механизмом, сборный лоток, устройство для принудительного перемещения нефти, система для смыва и

удаления механических отложений. Нефтеловушки могут оснащаться системой подогрева улавливаемой нефти и другими механизмами.

Рис. 16 Схема размещения конусной ловушки в водоочистном резервуаре

 Размер удерживаемых глобул нефти – более 80 мкм. Эксплуатация данной ловушки весьма сложна. Поэтому в настоящее время отмечается их постепенное вытеснение из технологических схем  и замена другими средствами.

       Пескоотделители обеспечивают отделение крупной фракции механических примесей с размерами свыше 250 мкм. В составе сточных пластовых вод доля этой фракции, как правило, невелика и в большинстве реализованных проектов подготовки сточных вод пескоотделители не включены. Их применяют в редких случаях, когда общее содержание механических примесей составляет 500 мг / л и  свыше, при доле крупных фракций  более 0,2.

         Пруды-отстойники ( шламосборники, аварийные амбары) предназначены для отделения углеводородных компонентов и механических примесей. Расчетное время отстаивания составляет около 2 сут. Пруд – отстойник представляет собой земляное сооружение длиной до 200 м , шириной по зеркалу воды до 40 м и глубиной 1,5 – 2,5 м и обычно состоит из двух последовательно соединенных секций. Гидроизоляция  и предотвращение загрязнения подземных вод обеспечиваются различными способами ( табл. 1.5 ).

Параметры гидроизоляции прудов-отстойников

Таблица 1.5                                                                      

       Необходимость отвода больших площадей, трудность отбора нефти с зеркал пруда – отстойника, старение  улавливаемой нефти, загазирование окружающей среды углеводородами приводит, с одной стороны, к необходимости модернизации сооруженных объектов, с другой, - к постепенному вытеснению их из нефтепромысловой практики. Вариантом может быть строительство «быстрых»  прудов – отстойников и нефтеловушек.  На рис. 17 приведен один из вариантов такого отстойника, который обычно применяется для очистки опрессовочной воды, но может быть использован и для отстоя и очистки сточной пластовой воды.

Рис. 17  Система очистки опрессовочной воды

(а-разрез; б-схема потоков)

1-фильтры; 2,3-котлованы для отстоя; 4-откачка собранной нефти; 5-сброс очищенной воды

        Ускорение процесса подготовки сточной воды  здесь достигается за счет пропускания ее через гидрофобную среду, т.е. за счет совмещения процесса отстоя с процессом фильтрации. В качестве такой среды рекомендуется  использовать гидрофобный вспученный перлит.

        При адаптации  данного способа к условиям очистки сточных пластовых вод надо иметь ввиду следующее:

• фильтр для очистки опрессовочной воды рассчитан на разовое использование;
• метод сбора и вывода нефти с поверхности воды нетехнологичен;
• требуется наличие котлованов  или амбаров;
• не решен вопрос утилизации насыщенного нефтью фильтра, по крайней мере его сжигание, видимо, неприемлемо;
• нет технологии регенерации фильтра.

Достоинство такого метода очистки опрессовочной воды – высокая нефтепоглощающая способность фильтров на основе вспученного перлита.

   Центробежное отделение примесей – метод, обеспечивающий более низкую металлоемкость. На рис.  приведена схема гидроциклона. Исходная дисперсная  система  - сточная  вода с  высоким  содержанием  механических

      примесей – по тангенциальному вводу под     необходимым напором подается

     в цилин дрический корпус. Под  действием центробежных сил твердые части

     цы отбрасываются  к периферии и, двигаясь по спирали,

                               поступают вниз к патрубку отвода сгущен-

                           ной смеси и далее в цилиндрическую каме-

                         ру. Мелкие частицы с жидкостью, образуя

                        восходящий поток, выводятся через слив-

                 ной патрубок. Вблизи корпуса вследствие

        высокой скорости жидкости происходит раз-

        рыв потока с одновременным формирова-

         нием воздушного ядра с пониженным (ни-

        же атмосферного) давлением. Это способ-

       ствует  отстаиванию фугата, полученного в

               результате отжима осадка в  цилиндричес-

                кой камере  из полости герметичного кожу-

                 ха в выходящий поток через трубку. Концен-

           трация   фугата  не  выше  концентрации                  

            сырья, а количество – не более 10 % его

                    объема. Поэтому подпитка выходящей про-

                     дукции фугатом не снижает качество очист-

                      ки сточной воды.

           Рис. 18   Схема гидроциклона

1-цилиндрический корпус; 2-тангенциальный патрубок для подачи суспензии;

3-сливной патрубок; 4-конфузор; 5-трубка; 6-патрубок для отвода сгущенной

фракции ; 7-электро –привод; 8-шнек; 9-герметический кожух; 10-цилиндри -

ческая камера

Флотация сточных пластовых вод это метод, позволяющий проводить доочистку сточной воды до содержания примесей 4-30 мг/л.

Безнапорный флотатор конструкции Гипровостокнефть сооружен на основе вертикального стального нефтяного резервуара (рис. 19 ).  Объем флотационной камеры рассчитывается на 20 мин пребывания воды в ней, а отстойной камеры-на 3 ч.

Все способы и технические средства подготовки и очистки сточных пластовых вод реализуются в различных технологических схемах. Наибольшее распространение получили:

1)    установки предварительного сброса воды;

2)    системы очистки сточной воды в составе комплексной установки по подготовке промысловой продукции;

3)    установки по очистке пластовой воды в системе восстановления (увеличения) приемистости нагнетательных скважин;

4)    комплексные установки по очистке сточных промысловых вод.

Рис.  19     Схема флотатора для очистки сточных пластовых вод

1 – ввод сырья; 2 – вывод уловленной нефти; 3 – стальной вертикальный резервуар; 4 – отвод пены с флотированным материалом; 5 – кольцевой поток флотатора; 6 – флотационная камера; 7 – вывод очищенной сточной воды; 8 – вывод грязевых остатков; 9 – дегазатор на 10 л/м3 газа; 10 – штуцер на перепад давления 0,5 – 1,0 Мпа.