Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

ступени сепарации около 0,35 МПа. Давление на первой ступени сепарации аграничивается возможностями поддержания на максимально возможном уровне давления на устье скважин, или, более точное, максимальным -давлением на входе в выкидную линию. Давление на третьей ступени (или атмосферное) определяется требованиями, предъявляемыми к системе газосбора. Единственным давлением, при котором можно получить максимальный объем извлекаемой стабильной резервуарной нефти, является давление на второй ступени.

Таблица 6.4-8

Выбор наиболее оптимального давления для второй ступени сепарации может быть осуществлен экспериментально непосредственно на установке, расчетным путем с использованием констант равновесия, что требует много времени, или методом приближенных расчетов. Расчеты с использованием констант равновесия должны быть выполнены для ряда значений давления по методике, описанной в предшествующем разделе, однако эта процедура утомительна.

С использованием методов приближенного расчета такие расчеты можно выполнить быстро, но с меньшей точностью. Известно несколько методов приближенного расчета. Весьма приблизительно давление на второй ступени сепарации можно определить по формуле

(6.4-14)

Давление рз, рассчитанное по этой формуле, по сравнению с оптимальным обычно оказывается завышенным.

Более точные результаты для низкомолекулярных газожидкостных смесей можно получить по формулам, предложенным в 1958 г. Уиннери и Кэмпбеллом, Формула (6.4-15) применяется, когда молярная масса М

продукции по отношению к воздуху выше 1, а формула (6.4-16) - когда что значение меньше 1:

piepj-o"+2,96-104+0,057), (6.4-15)

р,=8Лр;"Ч-5,75- 104Л+0,028). (6.4-16)

Коэффициент А определяют по кривым, выражающим зависимости А от AfoTH (рис. 6.4-14). Эти формулы справедливы для случая, когда давление на третьей ступени сепарации равно атмосферному. Тогда погрешность не превышает ±5%.

Пример 6.4-4 (Уиннери и Кэмпбелл, 1958).

Таблица 6.4-9

Характеристика продукции скважины приведена в табл. 6.9-9. Пусть давление на первой ступени сепарации будет 3,47 МПа, а на третьей ступени - атмосферное. Какое будет наиболее приемлемое давление на второй ступени?

39.92 отн- 28,96 - ,38.

Zc+zc-fСз = 0,7. По рис. 6.4-14 определяется значение Л = 0,421. Так как Моти>1,

по формуле (6.4-15)

Pj = 16• 0.421 (34.5• 10»)".«88-1-2,96• 10»(0,421 -1-0,057) = 3,47• 10» Па = 0,347 МПа.

6.4.3. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СЕПАРАТОРОВ

Составы жидкости и газа, разделяемых в сепараторе, могут отличаться от расчетных потому, что при расчетах используются вспомогательные номограммы, с помощью которых нельзя точно моделировать реальные условия из-за того, что с жидкостью, выходящей из сепаратора, могут уноситься газовые пузырьки, а с газом - жидкость. Современные сепараторы конструируются таким образом, чтобы содержание жидкости в газе на выходе из сепаратора было менее 0,1 г/м.

В большинстве газожидкостных сепараторов основные элементы, обеспечивающие сепарацию, могут быть разделены на три группы. К первой группе относятся элементы, обеспечивающие грубое отделение нефти от газа, ко второй - каплеуловители и к третьей - аккуму-

ляторы нефти. Элементы первой группы обеспечивают первичное отделение нефти от газа в основном за счет использования центробежной или гравитационной силы. Они состоят из сепарирующего элемента на входе, полок, проходов для жидкости и части сепаратора, расположенного между поверхностью жидкости и входным патрубком (в вертикальных сепараторах) или выше поверхности жидкости (в горизонталь-ны и сферических сепараторах). Каплеуловители устанавливают на пути газового потока с целью отделения капелек жидкости. Каплеуловители бывают лопастного типа, в виде коалесцирующих набивок, или гидроциклонного типа. Аккумулятор нефти (жидкости) предназначен для сбора в нижней части сепаратора жидкостей, отделившихся из потока или сконденсировавшихся в сепараторе. Для предотвращения прорыва газа в нефтяной коллектор или подъема уровня жидкости выше предельного, а также для обеспечения достаточного времени пребывания для всплытия газовых пузырьков из жидкости в сепараторах предусматриваются регуляторы уровня.

По форме сепараторы могут быть вертикальными, цилиндрическими, горизонтальными одноемкостными или двухъемкостными, или сферическими. Ниже будут описаны характерные особенности этих сепараторов.

а) Вертикальные сепараторы

Продукция скважин поступает в вертикальный сепаратор через входной патрубок, устанавливаемый на уровне /з высоты аппарата. Входной патрубок может устанавливаться .в .радиальном (а) или тангенциальном (б) направлении (рис. 6.4-15). При тангенциальном вводе Ьолучают преимущество, так как разделение газа от жидкости происходит под воздействием центробежной силы, которая может превосходить гравитационную до двух порядков; кроме того, жидкость будет двигаться в сепараторе по спиральной линии по внутренней стенке, в то время как газ будет подниматься по центральному пространству вдоль оси сепаратора. Это значительно снижает вероятность загрязнения газа капельками жидкости по сравнению со случаем радиального ввода продукции. На рис. 6.4-16 показан сепарирующий элемент с радиальным вводом продукции. Многие изготовители выпускают сепараторы с сепарирующими элементами данной конструкции. Эта конструкция способствует ускорению разделения жидкости от газа непосредственно на входе в сепаратор. На рис. 6.4-17 показан вертикальный сепаратор. Продукция скважин поступает в сепарирующий элемент 2 через входной патрубок /. Выход нефти регулируется пневматическим клапаном 5, уп-{)авляемый поплавком 3 через пневматический пилотный клапан 4. Ко-лебание поплавка предотвращается щитом б. Капли жидкости из потока газа улавливаются уголковым каплеотбойником 7, откуда они стекают в целость сепаратора. Давление в сепараторе контролируется регулятором 9, установленным на газовой линии 8. Механические примеси, которые могут осаждаться в нижней части сепаратора,могут удаляться через дренажный патрубок 10: Защита аппарата от избыточного дав-"ления осуществляется при помощи рычажного или грузового предохра-