Опис технологічного обладнання

2.1 Розрахунок та вибір елементів технологічного комплексу

2.1.1 Огляд існуючої номенклатури свердловин та вибір замірної установки

Розглядувана ділянка Яблунівського НГКР складається з 8 свердловин. Згідно максимальних показників, котрі забезпечуються однією з них здійснюється вибір елементів групової замірної установки.

Свердловина №18 (лінія №1): 3, 7 МПа, = 34, 5 м³/добу по рідкій фазі, та = 265000 м³/добу по газоподібній;

- свердловина №20 (лінія №2): 7, 1 МПа, = 38 м³/добу по рідкій фазі, та = 283400 м³/добу по газоподібній;

- свердловина №29 (лінія №3): 9, 1 МПа, = 52 м³/добу по рідкій фазі, та = 291000 м³/добу по газоподібній;

- свердловина №28 (лінія №4): 8 МПа, = 33, 3 м³/добу по рідкій фазі, та = 246200 м³/добу по газоподібній;

- свердловина №47 (лінія №5): 7, 5 МПа, = 36, 5 м³/добу по рідкій фазі, та = 231000 м³/добу по газоподібній;

- свердловина №42 (лінія №6): 7, 2 МПа, = 29, 8 м³/добу по рідкій фазі, та = 225000 м³/добу по газоподібній;

- свердловина №38 (лінія №7): 9 МПа, = 34, 8 м³/добу по рідкій фазі, та = 251000 м³/добу по газоподібній;

- свердловина №39 (лінія №8): 3, 45 МПа, = 32, 8 м³/добу по рідкій фазі, та = 261000 м³/добу по газоподібній;

Тобто, сумарний дебіт по рідкій складовій буде дорівнювати:

м³/добу.

Сумарний дебіт по газовій складовій буде дорівнювати:

Зважаючи на необхідність забезпечення належного запасу за пропускною здатністю, а також виконання вимог безпеки обираємо для підготовки середовища 2 сепаратори. Проведемо вибір необхідного типорозміру цих апаратів.

2.1.2 Підбір сепаратора за пропускною здатністю по рідкій складовій

Аналізуючи розглядувані показники робимо висновок, що пропускна здатність розглядуваного сепаратора повинна задовольняти технологічно необхідним параметрам.

За даними технічного завдання, цей показник по рідкій складовій (конденсат та інші зріджені вуглеводні) не повинний бути меншим за 291, 7 м³/добу для кожного з сепараторів.

Попередньо обираємо сепаратор ССП-2/6, 3. Розраховуємо його пропускн3 здатність при заданих умовах.

Вихідні дані:

– робочий тиск у сепараторі МПа;

– густина рідини в умовах сепаратора кг/м³;

– густина рідини при стандартних умовах кг/м³;

– внутрішній діаметр сепаратора м;

– робоча температура у сепараторі К;

– коефіцієнт стисливості газу .

Пропускна можливість по рідкій складовій для сепаратора згідно з [5, 7, 31]визначається за емпіричною формулою

, (2.1)

де – пропускна здатність сепаратора при стандартних умовах ( МПа і К), м³/доб;

– внутрішній діаметр сепаратора, м, згідно завдання = 2 м;

– робочий тиск у сепараторі, МПа, МПа;

– об’ємний ККД сепаратора, для заданих умов = ;

– робоча температура у сепараторі, К, К;

– коефіцієнт надстисливості газу, при нормальних умовах, ;

– швидкість руху газу у сепараторі, м/с

, (2.2)

де – швидкість осідання частинок рідини у вуглеводневому потоці, м/с.

Швидкість визначається за формулою

, (2.3)

де – діаметр крапельки рідини, м;

– коефіцієнт динамічної в’язкості рідини при і , згідно [31] Па·с;

– густина рідини в умовах сепаратора, кг/м³;

– густина рідини при стандартних умовах, кг/м³;

– критерій Рейнольдса, який визначають через критерій Архімеда

, (2.4)

де – усереднена густина крапельки рідини у сепараторі (задається технологічно), кг/м³;

– прискорення вільного падіння, що дорівнює = 9, 81 м/с².

Згідно [31] = 1, 17.

Отже,

м/с;

м/с;

м³/доб.

Отже, обраний попередньо сепаратор ССП-2/6, 3 здатний забезпечити необхідні показники за пропускною здатністю по рідині (більше за 291, 7м³/добу).

2.1.3 Розрахунок сепаратора ССП-2/6, 3 на пропускну здатність по газу

Пропускна здатність по газу розглядуваного сепаратора ССП-2/6, 3повинна задовольняти технологічно необхідним параметрам. За даними розрахунків, цей показник не повинний бути меншим за м³/добу.

Максимальна пропускна здатність по газу, витрата якого приведена до нормальних умов визначається згідно формули, м³/добу

, (2.5)

де: – максимальна пропускна здатність сепаратора по газу, витрата якого приведена до нормальних умов; м³/добу;

– внутрішній діаметр сепаратора; = 2м;

– робочий тиск в сепараторі; = 6, 3× 10⁶ Па;

– щільність рідини; = 917кг/м³;

– робоча температура у сепараторі; К;

– в’язкість газу в умовах сепаратора; = Па× с.

Щільність газу в умовах сепаратора, кг/м³, визначається за формулою

, (2.6)

де – щільність газу в нормальних умовах, = 1, 33 кг/м³;

– атмосферний тиск; = 0, 1 МПа.

Звідси, за формулою (2.6)

кг/м³.

Тоді,

м³/добу.

Тобто, пропускна здатність сепаратора ССП-2/6, 3( м³/добу) нас задовольняє, бо вона є більшою за м³/добу.

2.2 Опис підібраного обладнання

2.2.1 Структура комплексу для збору і підготовки вуглеводневої сировини Яблунівського НГКР

Розглядуваний технологічний комплекс (рис. 2.1) призначений для підготовки продукції газових свердловин, склад яких характеризується вмістом супутніх води та конденсату, проведення вимірювання основних технічних та технологічних показників та створенні оптимальних умов роботи свердловин.

В цілому, призначення даного технологічного комплексу полягає в зборі, підготовці та наданні товарних якостей вуглеводневій сировини.

Продукція свердловин надходить до комплексу по напірних лініях 1 (№1-№8). Далі вона спрямовується трубопроводами до первинних сепараторів та іншого обладнання.

Протягом технологічного циклу проводяться процеси охолодження чи підігріву вуглеводневої сировини, що дозволяє ефективно розділювати потік середовища на фракції.

Технологічний комплекс оснащений метанольним господарством, має насичену запірною та регулювальною апаратурою обв'язку.

Характерна наявність значної кількості ємностей, які працюють з корозійно активним середовищем та під тиском.

Конденсат, котрий відокремили від газу зберігається в ємностях (рис. 2.1).

Для транспортування та нагнітання рідин на установці застосовуються насоси 19-24. Серед них також використовують насоси-дозатори, які здатні закачувати метанол чи інші хімічні реагенти у визначеній кількості.

Рисунок 2.1 – Комплекс для підготовки газу ЯблунівськогоНГКР:

1 – продуктивні газоконденсатні свердловини; 2 – блок перемикання напрямків руху потоків; 3 – привідний гідравлічний циліндр; 4 – лічильний вузол 5 – сепаратор гідроциклонний двохсекційний СГД-6; 6 – сепаратор вертикальний газовий СГ-5, 5; 7 – лічильник рідинний нафтовий " Сапфір"; 8 – насос приводу елементів гідросистеми; 9 – фільтр газовий, 10 – сепаратор горизонтальний двохфазний типу НГ; 11 – насос дотисний НМ нафтовий; 12 – апарати деемульсаційні Т 1-400; 13 – герметизовані резервуари для конденсату 14 – резервуар для відділеної води; 15 – насос дотисний НВП водяний; 16–резервуар для зберігання рідкої вуглеводневої сировини; 17 – насос підпірний НМП; 18 – насос для трубопровідного транспортування легких фракцій; 19 – сепаратор вертикальний газовий; 20 – конденсатозбірник; 21 – установка осушення та очищення газу; 22 – компресорна станція; 23 – регулятор тиску газовий РД; 24, 25 – засувка плоско шиберна; 26 – електронасос для перекачування конденсату

Зважаючи на сумарну продуктивність свердловин по рідині та газу на промислі застосовують два сепараторі ССП-2/6, 3. Обидва таких апарати оснащуються системою теплового обміну, яка дозволяє проводити як підігрів середовища так і його охолодження. Напрям теплового потоку визначається технологічною необхідністю.

Якщо необхідно проводити підігрів сепараторів до робочої температури в зимовий період, особливо при запуску після регламентних робіт за температур оточуючого середовища –10⁰С та нижче, застосовують прокачування через теплообмінники підігрітого теплоносія.

Коли сепаратор застосовується в умовах створення оптимальних умов для відділення рідкої складової газового потоку, застосовується прокачування через теплообмінник охолодженого газу, що сприяє конденсації продукції.

Рідка продукція свердловин додатково стабілізується на апаратах стабілізації.

Сепаратори другої лінії ССП-2/6, 3та апарати стабілізації продукції оснащені теплообмінниками, котрі дозволяють підтримувати температуру в них на заданому рівні.

Зібраний газовий конденсат зберігається в резервуарах. Він транспортується туди насосами.

Вода, котра була виділена та підготована спрямовується до станції регенерації.

Газ рухається трубопроводами через блок підготовки газу до компресорних установок.

Далі він проходить через лічильну установку товарного газу та спрямовується до газової мережі.

Сірчаний газ спалюється на факельній лінії.

Всі трубопроводи оснащені засувками та запобіжними клапанами. Кількість конденсату, що надійшла до резервуарів контролюється витратоміром.

2.2.2 Опис конструкції сепаратора ССП-2/6, 3

Підібраний розрахунковим шляхом сепараторССП-2/6, 3(рис. 2.2) є сферичною посудиною зі сферичним днищем. Розглядуваний сепаратор середовищ має уведення продукції свердловин через заспокоювач.

Призначення сепаратора полягає в розділенні продукції свердловин, котра надходить до нього на газ, воду, «легку» та «важку» рідку вуглеводневу сировину.

При введенні газорідинної вуглеводневої сировинидо апарату через заспокоювач поліпшуються умови виділення газу з рідкої фази.

Газ, що виділився з нафти, піднімаючись у верхню частину сепаратора (у фільтраційно-каплеуловлюючу секцію), зустрічає на своєму шляху капле відбійні жалюзі, які змінюють напрям його руху, і за рахунок цього відділяються захоплені ним частинки нафти. Останні прилипають до поверхні жалюзів і у міру накопичення утворюють нафтову плівку, яка поступово стікає до низу і далі вловлюється вловлювачами «легкої» та «важкої» нафтових фаз.

Рідина збирається в нижній частині сепаратора і відводиться з нього через патрубки виведення води, «легкої» та «важкої» нафтових фаз.

Механічні домішки осідають на дно апарату у відстійнику. Видалення їх проводиться під час роботи сепаратора по спеціальній трубі, а під час зупинки – через люк-лаз.

Постійний рівень рідини підтримується гідравлічним затвором, що перешкоджає потраплянню газу до мережі збирання рідини.

Обслуговування сепаратора зводиться до підтримування в ньому встановленого тиску і підтримування в справному стані регулятора рівня, запобіжного клапана, манометра, фільтра-краплеутворювача, а також очищення стінок обладнання.

Рисунок 2.2 – Сепаратор ССП-2/6, 3

У разі осадження парафіну й механічних домішок, сепаратор пропарюють з подальшим скиданням розплавленого парафіну через дренажну лінію в спеціальні каналізаційні колодязі.

2.2.3 Допоміжне обладнання сепаратора ССП-2/6, 3. Клапан ППК5Р-50-63

До допоміжного обладнання ємності відноситься запобіжний клапан, конструкцію якого ви можете побачити на рисунку 2.3.

Рисунок 2.3 – Клапан запобіжний ППК5Р-50-63

Клапан запобіжний ППК5Р призначений для захисту устаткування від неприпустимого перевищення тиску вище встановленого і застосовуються на резервуарах, котлах, місткостях, посудинах і трубопроводах для автоматичного скидання робочого середовища в атмосферу або трубопровід, що відводить. Після зниження тиску до потрібної межі запобіжний клапан припиняє скидання середовища (технічні дані, розрахунок пропускної спроможності). Запобіжні клапани призначені для рідкої і газоподібної, хімічної або нафтової робочих середовищ. Норми герметичності в затворі по ГОСТ 9789 – 75.

Клапан запобіжний пружинний – прямої дії, напрям подачі середовища – під золотник. Зусилля стислої пружини притискає золотник до сідла, при перевищенні тиску робочого середовища понад встановлену величину на золотник діє протилежно спрямована сила, яка стискує пружину і відкриває прохід для скидання робочого середовища. Після зниження тиску перед клапаном до тиску зворотної посадки, золотник під дією зусилля пружини знову притискається до сідла, припиняючи скидання середовища [19].

РН – тиск налаштування, найбільший, надмірний тиск на вході в клапан, при якому забезпечується задана герметичність в затворі.

Тиск повного відкриття клапанів рівний:

(РН+0, 5) кгс/см² – при тиску налаштування від 0, 5 до 3 кгс/см²;

1, 15 РН кгс/см² – при тиску налаштування понад 3 кгс/см² до 60 кгс/см²;

1, 1 РН кгс/см² – при тиску налаштування понад 60 кгс/см².

По марках сталі клапани запобіжні виготовляються в двох виконаннях:

– корпус – сталь 20Л, золотник, сідло – із сталі 20Х13 (умовне позначення типу 17С.);

– корпус – сталь 12Х18Н9ТЛ, золотник, сідло із сталі 12Х18Н9Т з наплавленням ЦН – 12 (умовне позначення типу 17нж). Пружина в усіх виконаннях виготовляється із сталі 50ХФА. Для перевірки справності дії клапана в робочому стані клапани ППКР мають пристрій для ручного відкривання і продування клапана, клапани ППК – без пристрою для ручного відкривання. Приєднувальні розміри і розміри поверхонь ущільнювачів фланців клапанів по ГОСТ 12815-80.

Клапан DN50 PN63 кгс/см² виготовляються з різьбовим штуцерно-торцевим приєднанням: М48х2 на вході, М56х2 на виході.

2.3 Висновки до розділу

В процесі роботи над розділом був здійснений розрахунок сумарного дебіту розглядуваної ділянки та зроблений вибір сепараційного обладнання для підготовки вуглеводневої сировини. Розрахована пропускна здатність підібраного сепаратора. Описана конструкція сепаратора ССП-2/6, 3 та клапана запобіжного ППК5Р – 50 – 63.