Устаткування УПН - студопедія

Малюнок 2 - Нафтові емульсії

а - «старіння» нафтової емульсії: 1 - товщина броні, 2, 3 - емульгуючі речовини (природні ПАР), 4 - крапля води;

б - походження подвійного електричного заряду: 1 - позитивно заряджена частинка, 2 - негативно заряджена частинка, 3 - дисперсійнаСереда, 4 - частка води

  1. Що називається нафтовими емульсіями?
  2. За якими ознаками класифікують нафтові емульсії?
  3. Перерахувати основні фізико-хімічні властивості нафтових емульсій.
  4. Що таке стійкість нафтових емульсій?
  5. Які речовини називають природними емульгаторами?

Заняття 2 Технологія попереднього зневоднення і скидання води. Деемульгатори, їх класифікація

· Познайомити з деемульгатора;

· Вивчити установку з попередніми скиданням води типу УПС-3000 \ 6М

Сепараційні установки з попередніми скиданням пластової води призначені для розгазування і часткового (до 5-20% залишкового вмісту пластової води) зневоднення нафти перед подачею її на установку комплексної підготовки нафти.

Автоматизовані установки для сепарації з попередніми скиданням пластової води типу УПС конструкції ТатНІІнефтемаша і СПКБ Нафтохімавтоматика призначені для сепарації нафтового газу і скидання вільної пластової води, а також для оперативного обліку продукції свердловин і мають кілька модифікацій.

Модернізовані установки типу УПС-3000 \ 6М, УПС-6300 \ 6М і УПС-3000 \ 16М, УПС-6300 \ 16М спроектовані по одній технологічній схемі: конструкції їх подібні та мають уніфіковану систему КВП і автоматики. Різниця полягає в обсягах технологічних ємностей і діаметрах умовних проходів штуцерів і запірно-регулюючої арматури, а також в робочих тисках.

Установки типу УПС-3000 \ 6М, УПС-6300 \ 6М виконані в моноблоці і складаються з блоку сепарації і скидання води, запірно-регулюючої арматури та системи контролю та управління. Установки можна використовувати як на першій, так і на другому ступені сепарації. Якщо установки використовують на першого ступеня сепарації, то необхідна установка попереднього відбору газу перед надходженням продукції свердловин в технологічну ємність. Якщо установку використовують на другому ступені сепарації, то монтаж пристрою попереднього відбору газу не потрібно.

Блок сепарації і скидання води А суцільний сферичної перегородкою розділений на два відсіки - сепараційний Б і відстійний В. Продукція свердловин надходить в сепараційний відсік Б по соплу 1 і нефтеразлівной полиці 2, де відбувається відділення основного обсягу нафтового газу. Отделившийся нафтовий газ через регулятор рівня в сепараційному відсіку відводиться в відсік В, звідки через Каплевідбійники 4 і регулятор тиску надходить в газовий колектор.

Водонефтяная емульсія з сепарационного відсіку Б перетікає в відстійний відсік В під дією перепаду тиску між відсіками. Допустимий перепад тиску між відсіками Б і В не більше 0,2 МПа. Емульсія перетікає через каплеобразователь, на вході в який водонефтяная емульсія змішується з гарячою водою, яка надходить з УПН і містить залишковий деемульгатор. У каплеобразователе відбувається укрупнення крапель в результаті багаторазових зіткнень під дією турбулентних пульсацій. Якщо не використовують каплеобразователь, то гаряча вода з УПН подається в нафтогазопроводів за 200-300 м до входу в технологічну ємність. Водонефтяного емульсію вводять в відстійний відсік В через вхідний розподільник 3. Відстояна вода відводиться через перфоровану трубу 8, розташовану в нижній частині ємності. Попередньо зневоднена нафту відводиться через перфоровану трубу 7, розташовану у верхній частині ємності, і через штуцер 5 або 6. Штуцер 6 використовують при роботі отстойной секції в режимі неповного заповнення, а штуцер 5 - при роботі в режимі повного заповнення при незначних газових факторах.

Система контролю і управління здійснює регулювання рівня нафту-газ і нафту-вода, тиску в технологічній ємності, вимір витрат попередньо збезводненої нафти, води, що скидається і гарячої води, сигналізацію граничних (аварійних) тисків і рівня нафти в ємності і відключення установки при їх досягненні, вимірювання тиску і температури.

При паралельній роботі допускається використання не більше двох установок.

Технічна характеристика УПС-3000 \ 6М

Пропускна здатність по сировині, м 3 Робочий тиск, МПа Робоча температура, о С Обводненість надходить продукції, що виходить з установки,% Потужність, споживана системою контролю і управління, кВт Довжина-ширина-висота, мм Маса, кг

0,6 до 20 1,5 17750-5345-4956

Для руйнування нафтових емульсій застосовуються деемульгатори, основне призначення яких - витіснити з поверхневого шару крапель води емульгатори - природні ПАР, що містяться в нафті і воді. Потім деемульгатор утворює гідрофільний адсорбційний шар, в результаті чого крапельки води при зіткненні зливаються в більш великі краплі і осідають. Деемульгатори слід подавати на забій свердловин і здійснювати "внутрішньосвердловинним" деемульсаціі. При подачі деемульгатора на забій свердловин зазвичай емульсія В / Н перетворюється в емульсію Н / В.

Деемульгатори, що застосовуються для руйнування емульсії типу В / Н, діляться на дві групи: на іоногенні (утворюють іони у водних розчинах) і неіоногенні (не утворюючих іонів у водних розчинах).

До першої групи належать НЧК - нейтралізований чорний контакт і НКГ - нейтралізований кислий гудрон. Вони малоефективні і в даний час майже не застосовуються.

Неіоногенні деемульгатори поділяються на водорозчинні та нефтерастворімие. До водорозчинних належать деемульгатори вітчизняного виробництва типу проксанол і проксамін. До нефтерастворімим Деемульгатор вітчизняного виробництва відносяться діпроксамін 157, імпортного виробництва - дісолван, сепарол і т.д. Неіоногенні деемульгатори синтезують на основі продуктів реакції окису етилену або окису пропілену зі спиртами, жирними кислотами і алкіфеноламі.

Переваги неіоногенних деемульгатора:

· Не взамодействия з розчиненими в пластовій воді солями металів і не утворюють твердих опадів;

· Питома витрата їх значно нижче (5-50 г \ т).

Фізико-хімічна характеристика реагентів-деемульгатора

Щільність при 20 о С, кг \ м 3

  1. Для чого призначені автоматизовані установки типу УПС?
  2. З яких блоків складається УПС?
  3. Для чого застосовуються деемульгатори?
  4. Що розуміють під ефективністю деемульгатора?
  5. Перерахувати реагенти-деемульгатори.

Заняття 3 Основні методи руйнування нафтових емульсій. устаткування УПН

· Вивчити основні методи руйнування нафтових емульсій;

· Розглянути обладнання УПН

Існують наступні основні методи руйнування нафтових емульсій:

· Внутрішньотрубна (колійна) деемульсація;

· Фільтрація через тверді пористі тіла;

· Термохімічна підготовка нафти;

Внутрішньотрубна деемульсація. Руйнування нафтової емульсії відбувається в трубах на шляху руху по стовбуру свердловини, викидний лінії і збірного колектора аж до УПН. Принцип простий і полягає в наступному: в міжтрубний простір експлуатаційних свердловин або в початок збірного колектора дозувальним насосом (15-20 г \ т) подається деемульгатор, який сильно перемішується з цієї емульсією в процесі її руху до УПН і руйнує її. Ефективність внутрішньотрубної деемульсаціі залежить від ефективності самого деемульгатора, інтенсивності та тривалості перемішування емульсії з ПАР, кількості води, що міститься в емульсії, температури змішування.

Гравітаційний відстій. Відбувається за рахунок різниці щільності пластової води і нафти в герметизованих відстійниках і сировинних резервуарах. Гравітаційний відстій може застосовуватися також без нагріву емульсії, коли нафта і вода не піддаються сильному перемішуванню і в нафти практично відсутні емульгатори, обводненість при цьому становить близько 60%.

Центрифугування. Значну силу інерції, яка виникає в центрифузі, можна використовувати для розділення рідин з різною щільністю. Поділ водонафтових емульсій в центрифугах - виключно ефективний метод, який ще не знайшов практичного застосування і знаходиться в стадії експерименту.

Фільтрація. Нестійкі емульсії іноді успішно розшаровуються при пропущенні їх через фільтруючий шар (гравій, бите скло, скловата і ін.). Дана деемульсація заснована на явищі селективного змочування. Розміри фільтрів, що мають вигляд колон, залежать від обсягу прокачується емульсії, її в'язкості і швидкості руху. Нафтова емульсія вводиться в колону знизу і проходить через фільтр, де вода утримується і скидається через низ колони, а нафта вільно проходить і відводиться через верх. Застосовується в поєднанні з термохімічними методами.

Термохімічні установки - ТХУ. Складаються з сепараторів-деемуль-саторі, відстійників-електродегідраторов та іншого обладнання. Око-ло 80% всієї видобутої обводненной нафти обробляється на ТХУ, до переваг яких відносяться гранична простота установки (теп-лообменнік, відстійник і насос), порівняно низька чутливість режиму роботи установки до значної зміни вмісту води в нафті, можливість заміни деемульгатора в міру зміни характе-ристики емульсії без заміни обладнання та апаратури.

Електродегідрірованіе. Електродегідратори застосовуються для знесолення середніх, важких і в'язких нафт.

Устаткування УПН - студопедія

Малюнок 3 - емульгованих краплі води в електричному полі. Силові лінії а - в чистій нафти; б - в нафти з полярними краплями води

Устаткування УПН - студопедія

Малюнок 4 - Перетин горизонтального електродегідратора 1 і 2 - електроди; 3 - ізолятори; 4 - трансформатор високої напруги; 5 - вихід знесоленої і збезводненої нафти; 6 - роздатковий колектор; 7 - скидання відокремленої води

Принцип роботи: якщо безводну нафту налити між двома пласкі-ми паралельними електродами, що знаходяться під високою напругою, то виникає однорідне електричне поле, силові лінії якого паралельні один одному (рисунок 3, а). При заміні безводної нафти емуль-сией типу В / Н розташування силових ліній змінюється і однорідність поля порушується (рисунок 3, б), в результаті дисперговані краплі поля-ризуется і витягуються уздовж силових ліній з утворенням в вершинах крапель води електричних зарядів, протилежних зарядів на електродах. Відбувається спочатку впорядкований рух, а потім зіткнення крапель води. Ефективність руйнування емульсій в поле пе-ремінного струму значно вище, ніж в поле постійного: струму.

Розроблені типові горизонтальні електродегідратори: 1ЕГ-160 і 2ЕГ-160/3. Перший електродегідратор (рисунок 4) має два електроди, другий - три.

Емульсія подається в ЕГ через маточник 6, потім вона проходить шар відстояної води, рівень якої підтримується автоматично на 20-30 см вище маточника. У цій зоні нафтова емульсія піддається водній промивці, в результаті якої вона втрачає основну масу со-Оленою води. Потім емульсія, піднімаючись у вертикальному напрямку з невеликою швидкістю, послідовно піддається обробці сну-чала в зоні слабкої напруженості електричного поля між рівнем відстояної води і нижнім електродом 1. а потім в зоні сильної напруженості між електродами 1 і 2.

Працює ця установка в такий спосіб. Нафта, газ і вода по промисловому збірному колектору 1 під тиском 1-1,5 МПа на-спрямовуються в сепаратор першого ступеня 2 з попереднім відбором газу. Газ з сепаратора по газопроводу 4 надходить в ежектор 9, а з нього під власним тиском - на ГПЗ 13. обводнених нафту з сепаратора 2 направляється у відстійник 3, де відбувається попередньо-вування руйнування емульсії і скидання по водоводу 35 відокремилася по-ди в резервуар з гідрофобним рідинним фільтром 33. у відстійнику повністю зруйнувати емульсію і відокремити воду від нафти неможливо, частина цієї води (до 4%) разом з нафтою у вигляді емульсії надходять в теплообмінник 6, в якому вона нагрівається за рахунок гарячої нафти, що виходить з д еемульсатора (печі) 7. У печі 7 емуль-ся нагрівається до температури 40-70 ° 0 за рахунок спалювання газу в топці, в результаті чого виділяються з нафти вуглеводневі гази. Го-рячая нефтегазоводяная суміш проходить міжтрубний простір теп-лообменніка 6 і направляється в сепаратор другого ступеня 8. Газ з сепаратора другого ступеня 8 подається в ежектор 9, зруйнована від нагрівання в печі емульсія потрапляє в каплеобразователь 10, покликаний укрупнити краплі води до розмірів, здатних осідати і відділятися від нафти. Остаточно нафту від води відділяється в відстійнику по зневодненню нафти 12. Гаряча вода з ПАР з відстійника 12 забира-ється насосом 31 і подається в змішувач 36, в який одночасно нагнітається деемульгатор дозувальним насосом 37. Суміш гарячої води з деемульгатора направляється в лінію, що сполучає сепаратор 2 з відстійником попереднього скидання води 3.

Дозувальним насосом 37 деемульгатор може подаватися також в збірний колектор 1 і перед теплообмінником 6. У тому випадку, якщо емульгованих нафту в герметизированной системі збору рухається не за рахунок тиску на гирлах свердловин, а сировинним відцентровим насосом, то деемульгатор потрібно подавати на прийом цього насоса, а збірний колектор, який з'єднує БДНС з УПН, використовувати як каплеобразователь.

При подачі деемульгатора в збірний колектор (пунктирна лінія) відстань від точки введення деемульгатора до сепаратора або відстійника повинно бути не менше 100-150 м. Таку відстань дозволяє здійснювати ефективне перемішування емульсії з ПАР і швидке її розшарування.

Зневоднена практично повністю в відстійнику 12 нафту (до 1%) містить в собі ще багато солей (до 1000 мг / л). Тому ця нафта з відстійника 12 направляється в змішувач, куди по лінії 25 подається прісна вода для її знесолення. Потім нафту, ретельно перемішана з прісною водою, надходить в електродегідратор 24, призначений для знесолення середніх і важких вузьких нафт. З електродегідратора 24 обезсолена і зневоднена нафту направляється в автомат кількості і якості товарної нафти 16, де спеціальні прилади контролюють допустиме в нафти кількість води і солей. Якщо нафта опиниться некондиційної (води> 1% і солей> 100 мг / л), то автоматично закривається кран 20 і відкривається кран 19, ця нафта надходить в резервуар 15, з якого насосом 14 подається в теплообмінник 6 і піч 7. Якщо нафта кондиційна , то вона надходить на третю сходинку сепарації - кінцевий сепаратор 18, з якого самопливом по нафтопроводу 21 потрапляє в парк товарних резервуарів 22. Звідти забирається насосами головної станції 23 і по магістральному нафтопроводу 26 транспортується на НПЗ.

Устаткування УПН - студопедія

Малюнок 5 - Принципова схема УПН, застосовувана при герметизированной системі збору

Відокремилася вода в Електродегідратори 24 скидається в розрізі-рвуар 33, де вона остаточно звільняється від крапельок нафти і за-вибирається насосом 32 для подачі її на КНС. Там встановлені насоси високого тиску 30 (до 20 МПа) для подачі води по водоводу 28 в нагнітальні свердловини 27 для ППД.

Нафта, що виділилася з пластової води в резервуарі 33, насосом 34 подається в змішувач 36, а потім в відстійник попереднього скидання води 3.

Теплообмінники. Існують кожухотрубчасті і "труба в трубі".

Піч ПТБ-10. Призначена для нагрівання нафтових емульсій в промислових умовах.

Блок нагріву БН-5,4 нафтової емульсії з відстійниками і каплеобразователем. Призначається для інтенсивного нагріву і пере-мешіванія емульсії з ПАР, в результаті чого відбувається її зруйнований-ня. Каплеобразователь призначається для доведення ПАР до капі-лек пластової води і руйнування "бронюють" оболонок.

Ежектори. У нафтовій промисловості застосовуються в якості змішувачів промивної води при обессоливании нафти, а також відбирання-ра низьконапірного газу високонапірним. У газовій промисловості - для відбору також низьконапірного газу високонапірним.

Відстійники. Призначаються для відділення води від нафти при подачі в них частково або повністю зруйнованої емульсії. Відстій-ники можуть використовуватися для попереднього скидання води при сильно обводненной нафти або після печей для остаточного зневоднення нафти. В даний час є велика кількість відстійних-ков для попереднього і остаточного відділення води від нафти. Всі вони відрізняються деякими конструктивними елементами.

  1. Перерахувати основні методи руйнування нафтових емульсій.
  2. Від чого залежить ефективність внутрішньотрубної деемульсаціі?
  3. Яким чином працює електродегідратор?
  4. Які існують теплообмінники?
  5. Для чого призначаються відстійники?

Схожі статті