Ефективність процесу сепарації залежить від ступеня очищення нафтового газу від крапельної рідини і рідини від газу, що характеризується: коефіцієнтами виносу рідини потоком газу ЯЖ. газу потоком рідини Кг. граничної середньою швидкістю газу у вільному перетині сепаратора Vг.max і часу затримки рідини в сепараторі t3. Коефіцієнтами виносу рідини і газу і показники досконалості сепараторів Vг.max і t3 залежать від фізико-хімічних властивостей нафти і нафтового газу, їх витрат, робочих тисків і температур, здатності нафти до вспениванию, рівня рідини в сепараторі, конструктивних особливостей сепаратора.
Коефіцієнтами виносу рідини і газу визначаються за формулами:
де qж - об'ємний витрата крапельної рідини, що буря потоком нафтового газу з сепаратора, м 3 / год; qг - об'ємна витрата газу, що буря потоком рідини з сепаратора, м3 / год; Qж - об'ємна витрата рідини на виході з сепаратора, що визначаються при робочих тисках і температурах сепарації, м 3 / год; Qг - об'ємна витрата газу на виході з сепаратора, м 3 / год.
1) за призначенням - вимірювальні і сепаруючі;
2) по геометричній формі і положенню в просторі - циліндричні, сферичні, вертикальні, горизонтальні і похилі;
3) за характером прояву основних сил - гравітаційні, інерційні (жалюзійні), відцентрові і ультразвукові;
4) по робочому тиску - високого тиску - 6,28 МН / м 2
(64 кгс / см 2), середнього 2,45 МН / м 2 (25 кгс / см 2), низького тиску
0,588 МН / м 2 (6 кгс / см 2) і вакуумні;
5) за кількістю обслуговуваних свердловин - індивідуальні та групові.
Розрахунок вертикального гравітаційного сепаратора
Розрахунок цих сепараторів ведеться для газової і рідкої фаз. для газової
фази розраховується пропускна здатність сепаратора Vг. при відомих
діаметрі сепаратора Dс. термобаричних умов в ньому (Рс; Тс) і властивостей
З огляду на осадження в газовому потоці рідких і твердих частинок в полі
сили тяжіння, максимальна пропускна здатність по газу.
де # 965; г.max - максимальна пропускна здатність сепаратора по газу, витрата
якого приведений до нормальних умов, м 3 / добу; dж - діаметр краплі жид-
кістки, м (dж = 1 × 10 -4 м); Рс - тиск в сепараторі, Па; Тс - температура в
сепараторі, К; # 956; г - в'язкість газу, Па · с.
Виходячи з умов спливання бульбашок газу в рухомій в сепара-
торі нафти, максимальна допустима здатність сепаратора, м3 / добу.
де dг - діаметр бульбашки газу, (приймається dг = 1 # 903; 10 -3 м)
# 956; н - в'язкість нафти, Па · с.
Завдання 2.1. Розрахувати пропускну здатність вертикального гравітаційного сепаратора діаметром D з = 1,2 м. Рідка фаза - нафта щільністю # 961; = 860 кг / м 3 (при тиску в сепараторі Рс = 1,5 МПа, температура Тс = 295 К) і в'язкістю при цих умовах # 956; н = 7 мПа # 903; с. Щільність газу в нормальних умовах # 961; го = 1,30 кг / м 3. В'язкість газу в умовах сепаратора # 956; г = 1,35 # 903; 10 -5 Па # 903; с. Коефіцієнт сверхсжімаемості Z прийняти рівним 1.
Рішення: Обчислимо щільність газу при умовах сепарації
За формулою (2.3) розрахуємо максимальну пропускну здатність
сепаратора по газу
Пропускну здатність по рідини розрахуємо за формулою (2.4)
При заданому умови в даному сепараторі можна буде сепарувати нафту до 6400 м 3 / сут. з газовим фактором до 626 м 3 / м 3.
Підібрати горизонтальний сепаратор можна за такою методикою.
В основу базового варіанту апаратів прийнятий нормальний ряд ємностей 25, 50, 100 і 200 м 3 на робочий тиск 0,6; 1,6; 2,5; 4,0 МПа різного кліматичного і корозійного виконання. Сепаратори оснащені різними конструктивними елементами, формулюють зони введення, відстою, виведення продукції.
Обсяг сепаратора V розраховується з урахуванням навантаження по рідини і часу перебування в сепараторі
де Q - навантаження по рідини, м 3 / хв .;
t - час перебування, хв .;
С - коефіцієнт заповнення обсягу апарату рідиною, рівний 0,5, коливається від 0,4 до 0,6D.
Орієнтовні час перебування рідини в апараті в завісімо-
сті від типу нафт і характеру технологічного процесу.
Таблиця 2.1 - Орієнтовні час перебування рідини в апараті
Щільність кг / м 3