Оборудование для подготовки нефти и газа

Оборудование для подготовки нефти и газа применяется на промыслах, установках сбора и перерабатывающих объектах для разделения многокомпонентного потока на углеводородную, водную и газовую фазы. Технологическая схема может включать сепарацию, отстаивание, обезвоживание, обессоливание, дегазацию, очистку пластовой воды, дозирование реагентов и безопасный отвод сбросных компонентов.

Подготовка нефти и газа на промысловых объектах

Состав технологической линии определяют по дебиту скважин, газовому фактору, обводненности, содержанию механических примесей, давлению, температуре и требуемому качеству товарного продукта. В типовых решениях применяют нефтегазовые сепараторы, отстойники, буферные аппараты, трехфазные разделители, газоочистные сосуды, флотаторы, факельные узлы и блоки химической обработки.

Многоступенчатая схема позволяет последовательно снижать давление, удалять свободный газ, разрушать эмульсию и отделять пластовую воду. Количество ступеней выбирают расчетом, поскольку слишком резкое дросселирование увеличивает пенообразование и унос капель, а недостаточная выдержка ухудшает качество разделения фаз.

Нефтегазовые сепараторы для первичного разделения продукции скважин

Сепарационные аппараты принимают смесь после системы сбора и обеспечивают выделение свободной газовой фазы из жидкой части. Для этого используют изменение скорости потока, гравитационное осаждение, поворот струи, сетчатые коалесцирующие элементы и центробежные устройства. Горизонтальное исполнение удобно при значительном жидкостном объеме, вертикальное — при ограниченной площади и повышенной доле газа.

СНГ предназначен для предварительной дегазации непенистой нефти и может работать при температуре до +100 °С. Для сетчатых газосепараторов ГС указываются рабочие давления до 8,0 МПа, а центробежные СЦВ рассчитаны на еще более высоконапорные режимы. Конкретный аппарат подбирают по расчетной производительности и физическим свойствам поступающей смеси.

Сепарационное оборудование и выполняемые операции:

• выделение свободной газовой фазы из поступающего потока;
• снижение пенообразования перед последующими стадиями;
• удаление капельной жидкости из газового тракта;
• стабилизация гидравлического режима технологической линии;
• предварительное отделение механических примесей;
• создание условий для дальнейшего обезвоживания;
• сбор конденсата в предусмотренных полостях;
• направление разделенных компонентов по самостоятельным контурам.

Отстойники нефти для обезвоживания и обессоливания

Горизонтальные аппараты ОГ, ОН и ОГН-П используют для гравитационного расслоения эмульсий. Внутри корпуса скорость движения уменьшается, укрупненные капли воды осаждаются, а углеводородная часть собирается в верхней зоне. Перегородки, распределители и коалесцирующие устройства выравнивают движение и повышают эффективность при заданном времени пребывания.

ОГ выпускаются в объемах 25–200 м3 с рабочими давлениями 1,0, 1,6 или 2,5 МПа и производительностью до 15000 м3/сут. ОН рассчитаны на выделение газа и воды из эмульсии, а варианты ОГН-П имеют двухсекционную компоновку с внутренними перегородками. Температурный режим большинства подобных сосудов находится в пределах от -60 до +100 °С.

Трехфазные разделители ТФС-Г и ТФС-Л

Трехфазная подготовка объединяет выделение газа, воды и жидких углеводородов в одном корпусе. ТФС-Г выполняют в горизонтальном цилиндрическом исполнении с эллиптическими днищами; модификация может оснащаться подогревом. Типовая производительность находится в диапазоне 1500–6000 м3/сут при рабочих давлениях до 3,0 МПа.

ТФС-Л предназначен для одновременного разделения трех фаз без обязательного встроенного нагрева и применяется при расходе до 12000 м3/сут. Эффективность зависит от времени пребывания, устойчивости межфазных уровней, свойств эмульсии и корректной работы автоматического регулирования. Уровнемеры и исполнительная арматура должны исключать прорыв одной фазы в другой контур.

Аппараты трехфазной подготовки и основные параметры:

Аппараты очистки пластовой воды и буферные дегазаторы

После отделения водной фазы требуется удалить остаточные углеводороды, газовые включения и механические загрязнения. Для этой задачи применяют ОВ, ОГВ-Г, ОГЖФ и ОВН. Гидрофобные и жидкостные фильтры улучшают извлечение нефтяных капель, а спокойный режим внутри цилиндрического корпуса способствует дополнительному расслоению.

БДВ используют для дегазации воды и вывода остаточной эмульсии, БДН — для очистки жидких углеводородов от газа и пластовой воды перед дальнейшим этапом. Буферная емкость одновременно сглаживает колебания расхода, поэтому последующее насосное и измерительное оснащение работает в более стабильном гидравлическом режиме.

Гидромеханическая очистка пластовой воды:

• удаление свободных нефтяных капель;
• отделение газа перед закачкой или утилизацией;
• осаждение взвешенных частиц;
• фильтрация через гидрофобную жидкую фазу;
• выравнивание расхода перед насосными агрегатами;
• снижение содержания загрязнений до проектных значений;
• подготовка к системе поддержания пластового давления;
• стабилизация межфазных уровней средствами КИПиА.

Блоки дозирования реагентов для химической обработки потока

Дозировочные установки вводят деэмульгаторы, ингибиторы коррозии и другие реагенты с заданным расходом. БДР может включать до четырех насосных агрегатов и до трех резервуаров объемом до 10 м3. Для одного из типовых исполнений указываются производительность до 6300 л/ч и давление на выходе до 40 МПа.

Модульная компоновка предусматривает емкостную часть, рабочий и резервный дозировочный насос, трубопроводную обвязку, запорную арматуру, КИПиА и шкаф управления. Электрооборудование выполняют во взрывозащищенном исполнении. Нержавеющие стали применяют там, где химическая активность реагента требует повышенной коррозионной стойкости.

Факельные сепараторы и системы безопасного сброса газа

Перед направлением сбросного потока к факельной установке необходимо удалить жидкий конденсат, способный нарушить устойчивость горения. ФС выполняют в виде горизонтального цилиндрического сосуда с эллиптическими днищами. Для типовых исполнений приводятся объемы 4–200 м3, давление не более 4,0 МПа и производительность до 3000 м3/сут.

Факельная установка предназначена для контролируемого сжигания отходящих газов при пуске, остановке или аварийном сбросе. Конструкция может быть вертикальной открытой либо горизонтальной закрытой. Расчет включает тепловое излучение, бездымность, устойчивость пламени, высоту ствола, расход, состав смеси и безопасное расстояние до соседних объектов.

Материалы корпусов и защита нефтепромысловых аппаратов

Для сварных сосудов применяют стали, сохраняющие прочность при расчетной температуре и допускающие надежное изготовление соединений. Для северных условий широко используется 09Г2С; также применяются Ст35 и 16ГС. При повышенной коррозионной активности возможны нержавеющие или двухслойные материалы с учетом требований проекта.

Наружные и внутренние поверхности защищают лакокрасочными, полимерными либо битумными покрытиями. Система выбирается по составу среды, температуре, месту размещения и сроку эксплуатации. Дополнительно предусматриваются теплоизоляция, обогрев, площадки обслуживания, лестницы, опоры и молниезащита, если это требуется условиями объекта.

Комплектация установок подготовки углеводородов:

• корпусные аппараты с эллиптическими днищами;
• внутренние распределители и коалесцирующие элементы;
• запорная и регулирующая арматура;
• датчики уровня, температуры и давления;
• предохранительные устройства;
• насосные агрегаты и дозировочные узлы;
• трубная обвязка на раме или в модуле;
• шкафы управления и взрывозащищенная электрика.

Установки подготовки нефти и газа для промысловой эксплуатации

Компоновку выбирают как единую технологическую цепочку, а не как набор отдельных сосудов. Расчет начинается с состава поступающей продукции и требований к конечным фазам, после чего определяют число ступеней, время отстоя, поверхность раздела, допустимую скорость газа, тепловую мощность и дозу химического реагента.

Для северного исполнения учитывают минимальную температуру воздуха, ветровую и снеговую нагрузку, возможность замерзания водной фазы и необходимость теплоизоляции. Автоматизация должна поддерживать межфазные уровни, контролировать давление и обеспечивать защитные отключения. Такой подход повышает устойчивость промысловой схемы и снижает риск уноса жидкости в газовую линию или воды в товарный продукт.