Сепарация

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ СИСТЕМЫ СБОРА И ПОДГОТОВКИ СКВАЖИННОЙ ПРОДУКЦИИ

2. Описание установки подготовки нефти ”Хитер-Тритер”

        Водонефтяная эмульсия, поступающая с кустов скважин, трудно поддается разделению на фазы за счет только лишь гравитационной силы. Для решения этой проблемы нагревают жидкость и создают дополнительные условия, для сепарации используя установку «Хитер-Тритер». Каждый комплект оборудования состоит из горизонтальной емкости, блока управле­ния и компьютерной мониторинговой системы. Емкость рассчитана на производительность 5000 тонн в сутки. Разделение продукции достигается за счет прохода жидкости по жаровым трубам, далее через блок пластин, на которых нефть и вода образуют крупные капли. После сварочных работ стальная емкость прошла испытание теплом и давлением с полуторакрат-ным запасом от проектного (7 кг/см2). Установка рассчитана для работы при температуре окружающей среды от -43*С до 149*С. С торца емкости находится блок управления с обвяз­кой и приборами для контроля, измерения и управления потоками жидкости в емкости.

   Установки такого типа успешно применяются как для тяжелых нефтей, так и для легких, с содержанием пластовой воды в нефти до 95%. Каждая такая установка разрабатывается индивидуально, в зависимости от физико-химической композиции обрабатываемой нефти, с тщательным подбором ее тепловой мощности и времени продолжительности процесса отстоя/обработки.

   Имеется ряд существенных преимуществ использования одной комплексной установки такого типа для одновременной сепарации нефти, газа и воды:

          1. Сепарация газа происходит при существующем давлении поступаемой нефти со скважины, что является оптимальным фактором при подборе компрессора, его входного давления и его мощности.
          2. Перечень необходимого оборудования для подготовки нефти сводится к минимуму, упрощая работу операторов и повышая при этом стабильность работы оборудования, что является особенно существенным для удаленных промыслов, на которых не всегда имеется постоянный обслуживающий персонал.
          3. Комплексная установка для одновременной сепарации нефти, газа и воды может полноценно функционировать без сбоя, независимо от объёма поступаемой нефти и ее давления , так как постоянно контролируется современной автоматической системой управления РLС (програмно-логический контроллер), включающий высокоэффективный электронный детектор интерфейса нефть/ вода и автоматический регулятор обратного давления.

          4. Нагреватель в комплексной установке подготовки нефти констукции Малони (хитер-тритер / деэмульсатор) состоит из специально разработанной нагревательной секции с жаровыми трубами типа "Двойного Потока" и является более эффективным и более надежным, чем раздельный огневой подогреватель прямого нагрева. В раздельном подогревателе прямого нагрева стандартного типа, где жаровые трубы находятся постоянно в среде отделившейся свободной пластовой воды, поступаемой из сепаратора первой ступени, при уменьшении ее объёма (в виду уменьшения поступаемой на обработку эмульсии или каких-либо проблемах в сепараторе первой ступени) и наличия постоянных высоких температур, создается значительный риск перегрева огневых труб, выпаривание жидкости в пар высокого давления, что может привести к опасной аварийной ситуации.
В отличии от этого, в установке конструкции Малони, жаровые трубы никогда не находятся в среде отделившейся свободной пластовой воды, а умеренная теплопередача от жаровых труб, расположенных в нефтяной фазе, обеспечивает равномерный нагрев нефтяной фазы.
          5. Одной из существенных особенностей Комплексной установки Хитер Тритер / деэмульсатор является применение определенного набора секций коалесценции типа "Очистное Соединение" ("Сlеап Кnit" - патент Маlопеу) - для нефтяной фазы - и одна или несколько секций типа "Разделительные/отбойные пластины" ("Interceptor Рlаtе" - патент Маlопеу) - для водяной фазы, которые являются высокоэффективным фактором сепарации нефти и воды и доведения качества их очистки до стандартных требований (базовое содержание воды в нефти - не более 5%).
   Секции обоих типов (или только одного типа) могут комплектоваться в различные комбинации, в зависимости от состава поступаемой эмульсии и требований к подготовленной нефти и воде. Благодаря применению таких секций, конструктивные габаритные размеры установок подготовки нефти типа "хитер-тритер" могут быть намного меньше стандартного/классического типа деэмульсаторов и отбойных сепараторов.

Для обеспечения функциональной надежности и продолжительной безопасной работы установки подготовки нефти, ее конструкция имеет ряд специфических особенностей:
          1. Двойная (дублированная) система жаровых труб (2 х 75 % тепловой мощности) - т.е. при выводе на ремонт одной жаровой трубы, вторая будет обеспечивать работу установки в режиме 75 % проектной тепловой мощности.
          2. Полная защита от коррозии, состоящая из внутреннего эпоксидного покрытия всей внутренней поверхности сосуда и протекторных анодов в водной фазе. Все внутренние части, которые не могут быть покрыты антикоррозийным составом (за исключением жаровых труб), сделаны из нержавеющей стали.
          3. Современная система контроля для управления работы горелки, электронная детекция интерфейса нефть/вода, регулирование давления - все это обеспечивает непрерывный текущий контроль и управление всеми рабочими функциями установки независимо от ее расположения.
          4. Техническое обслуживание и профилактический осмотр установки, проводимый примерно один раз в два года, заключается в проведении внутреннего и наружного осмотра сосуда и инспектирования состояния его деталей и антикоррозионного покрытия. В случае необходимости вытаскивания жаровых труб из сосуда и их обратной установки, установка подготовки нефти оборудована специальным тельферным роликовым приспособлением, позволяющим легко и быстро произвести эти операции.

3       Принцип работы установки подготовки нефти ”Хитер-Тритер”

    Процесс обработки нефти, осуществляемый на установках подготовки нефти конструкции Малони, базируется на многолетней апробированной конструктивной практике, которая использует единую комплексную установку – Хитер Тритер (сепаратор / деэмульсатор с подогревом), осуществляющий одновременно сепарацию нефти, газа и воды.

   Жидкость и попутный газ поступают в установку через входной штуцер, расположенный наверху емкости. Далее во входном отсеке происходит отделение газа от жидкости. Выде­лившийся газ поднимается и через экстрактор влаги поступает в выпускной газовый патру­бок. В экстракторе влаги вся жидкость в газе коагулируется и соединяется с жидкой фазой внизу емкости. Далее газ проходит через клапан-регулятор, контролирующий рабочее дав­ление и уровень нефти в установке.

Жидкость попадает на входной зонт – распределитель потока аппарата, по которому сте­кает с выделением свободной воды, и собирается в нижней части под жаровыми трубами.

Температура в жаровых трубах и топке поддерживается путем сжигания попутного газа, который поступает с узла подготовки топливного газа. Регуляторы и приборы, обеспечива­ющие контроль за пламенем и температурой, установлены в блоке управления.    

 Более стойкая эмульсия поднимается и нагревается вокруг жаровых труб, в процессе чего происходит ее быстрое разрушение. Коагулированные капли воды оседают и соединяются со свободной водой в нижней части аппарата. А объединяющиеся капли нефти поднимаются выше и через специальные перегородки попадают на коалесцирующие фильтры (коалесоры).

   Фильтры состоят из пакета специальных полипропиленовых профилированных пластин, рас­положенных друг над другом. В ламинарном режиме потока капельки нефти поднимаются к вер­хнему слою коалесора, образуя нефтяную пленку. Применение рифленых пластин, расположен­ных рядом друг с другом, создает большую коагуляционную площадь, на которой собираются капельки нефти. Эта секция способствует большему столкновению капель с образованием круп­ных глобул. Собравшаяся нефть поднимается наверх к нефтяной фазе, а вода, под действием силы тяжести, оседает в нижней части емкости. Обезвоженная нефть продолжает подниматься наверх и перетекает в сборный карман, откуда через патрубок выводится из аппарата.

   Вода, выделившаяся из эмульсии в жаровой секции и в коалесоре, оседает на дно ем­кости и соединяется со свободной водой. Затем вода движется по дну к концу аппарата и выходит из него через два патрубка сброса пластовой воды. (рис 2.1.) [2]

 4. ТРЕБОВАНИЯ К ИСПЫТАНИЮ

4. 1 .Сепараторы перед пуском а эксплуатацию, а также периодически в процессе эксплуатации, должны подвергаться гид­равлическим испытаниям в соответствии с требованиями

4.2.Величина пробного давления при гидроиспытании дол­жна соответствовать указанной в технической характеристике че­ртежа, прилагаемого к паспорту аппарата.

4.3.Гидравлические испытания аппарата должны проводиться преимущественно при положительной температуре окружающего воздуха. Разница температур металла и окружающего воздуха не должна вызывать выпадение влаги на поверхности аппарата если гидравлическое испытание будет проводиться при температуре окружающего воздуха ниже О град.С, должны быть приняты меры.

4.4.Испытания аппарата перед пуском в эксплуатацию должны проводиться до нанесения теплоизоляции.

4.5.Испытания аппаратов в зимнее время следует прово­дить в соответствии с "Регламентом проведения в зимнее время пуска, остановки и испытаний на плотность аппаратуры химичес­ких, нефтехимических заводов, а также газовых промыслов и газобензиновых заводов».

4.6.При заполнении аппарата жидкостью для гидравлических испытаний должно быть обеспечено полное удаление воздуха из аппарата и его элементов через воздушники или штуцера.

4.7.Повышение давления при гидравлическом испытании' должно осуществляться плавко, без гидравлических ударов

4.8.Испытание аппарата должно производиться по специаль­ным инструкциям, составленным с учетом обеспечения безопасного проведения испытаний.

4.9.При неудовлетворительных результатах испытаний обна­руженные дефекты должны быть устранены, а испытание повторено.

4.10.Устранение дефектов во время нахождения аппарата под давлением не разрешается.

4.11.По окончании гидравлических испытаний воздушники должны быть полностью открыты, а аппараты должны быть полностью освобождены от жидкости черев соответствующие дренажные устрой­ства.

Результаты проведении гидравлических испытаний дод­аны быть оформлены актом и занесены в паспорт аппарата

 5.Требование к пуску

 5.1. Ввод сепараторов в эксплуатацию осуществляется только при наличия разрешения на ввод технической инспекции, осуществляющей надзор за безопасной эксплуатацией аппаратов.

5.2. Перед пуском сепаратора необходимо проверить, надежность болтов и фланцевых соединений и крепление фундаментных болтов;

5.3. Проверить внешним осмотром состояния сепаратора, валорной арма­туры, правильность и надежность присоединения технологических трубопроводов и готовность к работе КИП.

5.4. отсутствие Временных заглушек на рабочих участках трубопровода;

5.5. надежность работы регулирующей, запорной и предох-
ранительной арматуры связанной о сепараторной по технологичес-
кой схеме.

5.6. Все подводящие и отводящие трубопроводы перед При­соединением к аппаратам должны бить очищены от грязи и мусора и продуты сжатым воздухом.

5.7. Перед пуском аппаратов в эксплуатацию необходимо
произвести удаление воздуха из полостей аппаратов продувкой
''Инертным газом. Вытеснение газовоздушной смеси считается законченным, когда содержание кислорода в газе, выходящем из ап­парата, составляет но более 2% по показаниям газоанализатора.

5.8. Повышение давления до рабочего-при-пуске и Пониже-
ние при остановке должно производиться постепенно при этой гид-
равлические удары не допускаются.

6.Порядок пуска и остановки сепаратора.

6.1.      Перед пуском аппарата вся арматура должна быть закрыта. Открыта арматура перед указателем уровня, камерами уровнемера я сигнализатора уровня и манометрами.

6.2.      Убедившись, что все операции  подготовке аппарата к пуску выполнены, необходимо приступить к следующему;

6.3.      Открыть запорную арматуру на трубопроводе входа газожидкостной смеет Плавно довести давление в аппарате до рабочего, постоянно наблюдая за показаниями манометра.

6.4.      При достижении рабочего давления открыть запорную арматуру на трубопроводе выхода газа. Давление на манометре до­лжно быть равно рабочему давлению, указанному в технической характеристике. Вели давление на манометре больше рабочего, аппарат должен быть отключен, газ отравлении устранена причина увеличения.

6.5.      Проверит перепад давления на струнном капле-уловителе. При нормальном расходе перепад не должен быть более 0.005 МПа.

6.6.      Подготовка жидкостных линий.

6.7.      При достижении жидкостью рабочего уровня открыть
валорную и регулирующую арматуру на линиях выхода жидкости и
настроить работу клапанов на автоматический режим

Остановка:

6.8.      Закрыть запорную арматуру на входе газожидкостной

смеси в аппарат.

6.9.      Закрыть запорную арматуру на выходе газа из аппа­рата.

6.10.   открыть запорную арматуру на выходе газа на факел, обеспечить плавное снижение давления и проследить по манометру падение давления до 0.

6.11.   Удалить жидкость и мехпринаси из аппарата жидкость   из указателей уровня и камер уровнемера.

6.12.   Пуск и остановку аппарата в зимнее время следует производить в соответствии с "Регламентом проведения в ахинее время пуска, остановки и испытаний на плотность аппаратуры хи­мических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих заводов, а также газовик промыслов к газобензиновых заводов" (см. прило­жение) .