Сепарация газа от нефти. Назначение и классификация сепараторов
Сепарация газа от нефти начинается как только давление снизится до давления насыщения. Это может произойти в пласте, в стволе скважины или в трубопроводах. Выделение газа из нефти будет увеличиваться с уменьшением давления. Выделившийся газ стремится в сторону пониженного давления: в пласте — к забою скважины, в скважине — к ее устью.
Разгазирование нефти при определенных регулируемых давлениях и температурах называется сепарацией.
Регулируя давление и температуру, можно создать условия для более полного отделения газа от нефти.
Сепарацию нефти осуществляют, как правило, в несколько ступеней.
Ступенью сепарации называется отделение газа от нефти при определенных давлении и температуре. Нефтегазовую (нефтеводогазовую) смесь из скважин сепарируют сначала при высоком давлении на первой ступени сепарации, где выделяется основная масса газа. Затем нефть поступает на сепарацию при среднем и низком давлениях, где она окончательно разгазируется.
Иногда для получения нефти необходимого качества на одной из ступеней сепарации нефть разгазируется под вакуумом; в этом случае сепарация называется вакуумной. Если при разгазировании нефть подогревается, сепарация называется горячей.
Число ступеней сепарации зависит от физико-химической характеристики пластовой нефти, требований, предъявляемых к товарной нефти, и в каждом конкретном случае определяется расчетом исходя из условия достижения наилучших технико-экономических показателей.
НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И КОНСТРУКЦИИ СЕПАРАТОРОВ
Отделение нефти от газа и воды производится с целью:
-получения нефтяного газа, который используется как химическое сырье или как топливо;
-уменьшения перемешивания нефтегазового потока и снижения за счет этого гидравлических сопротивлений;
-уменьшения пенообразования (оно усиливается выделяющимися пузырьками газа);
-уменьшения пульсаций давления в трубопроводах при дальнейшем транспорте нефти от сепараторов первой ступени до установки подготовки нефти (УПН).
Движение газонефтяной смеси по промысловому трубопроводу сопровождается пульсациями давления, например, если поток имеет пробковую структуру, то происходит попеременное прохождение пробок нефти и пробок газа. Возникающие циклические нагрузки на трубопровод приводят к возникновению трещин и разрушению трубопровода.
Сепараторы условно можно подразделить на следующие категории:
1. по назначению: замерные и сепарирующие;
2. по геометрической форме: цилиндрические, сферические;
3. по положению в пространстве: вертикальные, горизонтальные и наклонные;
4. по характеру основных действующих сил: гравитационные, инерционные, центробежные, ультразвуковые и т.д.
5. по технологическому назначению:
двухфазные — применяются для разделения продукции скважин на жидкую и газовую фазу;
трехфазные — служат для разделения потока на нефть, газ и воду;
сепараторы первой ступени сепарации — рассчитаны на максимальное содержание газа в потоке и давление I ступени сепарации;
концевые сепараторы — применяются для окончательного отделения нефти от газа при минимальном давлении перед подачей товарной продукции в резервуары;
сепараторы-делители потока — используются, когда необходимо разделить выходящую из них продукцию на потоки одинаковой массы;
сепараторы с предварительным отбором газа: раздельный ввод жидкости и газа в аппарат увеличивает пропускную способность данных аппаратов по жидкости и газу;
6. по рабочему давлению:
высокого давления — более 4 МПа;
среднего давления — 2.5 – 4 МПа;
низкого давления — до 0.6 МПа;
вакуумные — (давление ниже атмосферного).