Нефтегазовые сепараторы: разновидности и применение

21.11.2018

Сепарационные установки – одна из важнейших составляющих системы очистки сырья на нефтегазодобывающих, перерабатывающих предприятиях, в нефтехимической промышленности и в других отраслях, где требуется разделять нефтяные эмульсии.

Нефтегазовый сепаратор (НГС) – это агрегат, в котором «черное золото» отделяется от растворенного в ней газа или воды. Также в этом устройстве нефть и газ очищаются от механических примесей, различных взвешенных частиц, конденсата, эмульгаторов и аэрозолей. С помощью НГС производится обессоливание непенистой сырой нефти.

Процесс очищения нефти в ходе сепарации основывается на действии центробежной силы, которая разделяет суспензию на твердую и жидкую фазу. По основной трубе сырье подается в верхнюю часть барабана, Там оно очищается от тяжелых элементов. Затем жидкость вытесняется в каналы тарелкодержателя, и далее – в сепарационную камеру.

В результате этих операций достигается выход трех основных продуктов нефтепереработки:

  • товарной нефти;
  • сепарированного попутного нефтяного газа;
  • очищенной пластовой воды (в устройствах со сбросом воды).

Использование сепараторов снижает коррозионное воздействие добытой нефтяной эмульсии на магистральные трубопроводы, по которым её транспортируют на перерабатывающие предприятия. Кроме того, полученные при первичной очистке продукты находят применение в различных производствах.

Разновидности сепараторов нефти, их особенности и преимущества

По расположению в пространстве различаются следующие виды НГС:

  • вертикальные;
  • горизонтальные;
  • гидроциклонные.

Вертикальный сепаратор – это емкость цилиндрической формы, корпус которой оснащен короткими трубками для подачи пластовой жидкости и выведения жидкой и газовой фаз. Конструкция включает также приспособления для предохранения и регуляции, а также специальные устройства для отделения жидкостей. Преимущество этих конструкций в том, что с их помощью можно точно определить объем субстанции. Это, в свою очередь, позволяет применять более простые средства для регулирования работы сепаратора. Такие конструкции легко очищать, поэтому их предпочтительно использовать, если продукция скважин содержит песок и другие твердые примеси. В целом вертикальные сепараторы продуктивнее горизонтальных аналогов, но они более дорогие. Их рекомендуется эксплуатировать на производствах с большими мощностями.

Горизонтальный сепаратор наиболее востребованный вид этого оборудования, в том числе из-за доступной цены. Он состоит из емкости с двумя наклонными полками, пеногасителя, отделителя жидкостей и элемента, предотвращающего появление воронки в процессе дренажа нефти. Горизонтальный нефтегазосепаратор оборудован также трубкой для ввода пластовой жидкости, штуцерами для выхода фаз и люк-лазом. Относительно вертикального варианта такого же объёма он имеет более высокую производительность по газу. Это объясняется тем, что его площадь в диаметральном сечении значительно больше, поэтому на всплытие пузырьков газа и жидкости уходит меньше времени. Кроме того, горизонтальные конструкции легче монтировать и обслуживать. Они оптимально подходят для очистки небольших объёмов сырья, а также пластовой жидкости с большим количеством растворенного газа. Чтобы добиться максимальной эффективности при эксплуатации горизонтальных НГС, нефть в ходе сепарации перемешивают, повышают температурный режим и снижают давление. Недостатком этого вида оборудования считается то, что оно занимают большую площадь, поэтому его сложнее устанавливать в море или на болоте.

Гидроциклонный НГС представляет собой горизонтальное емкостное оборудование, состоящее из одноточных гидроциклонов – аппаратов в форме цилиндра с тангенциальным вводом сырья, внутри которых находятся направляющий патрубок и отдел перетока. Главное достоинство этой разновидности – минимальные первоначальные вложения средств на единицу пропускной способности по газу. К недостаткам относится сложность в изготовлении, которая объясняется необходимостью штамповки и последующей сварки отдельных заготовок (лепестков).

Классификация по другим критериям

По форме сепараторы бывают цилиндрические и сферические. По числу фаз – двух- и трехфазные. По показателям рабочего давления - до 0,6 Мпа; от 0,6 до 2,5 Мпа; выше 2,5 Мпа.

По принципу проявления основной силы, осуществляющей сепарацию, аппараты делятся на следующие категории:

  • гравитационные. В них вещества с меньшим удельным весом (газы) поднимаются вверх, а тяжелые опускаются на дно. Продуктивность и скорость процесса зависят от показателей давления, периода цикла и особенностей рабочей среды. Особенно эффективно очистка происходит в условиях турбулентного движения жидкости. Производительность агрегата можно увеличить, установив на входе депульсатор.
  • центробежные. Очистка осуществляется за счет воздействия центробежной силы.
  • гидроциклонные (тарельчатые) успешно эксплуатируются в местах месторождения нефти;
  • инерционные. Работа обусловлена разными силами инерции частиц в сепарируемой жидкости. Вследствие этого тяжелые элементы вытесняются к стенкам емкости, после чего оседают на дне.

Выбирая сепарационное оборудование, следует учитывать такие параметры, как свойства пластовой жидкости и ее количество, тип потока, стойкость, давление и температурный режим.

Вернуться обратно
ОПУБЛИКОВАТЬ В СОЦ.СЕТЯХ