Что такое сепаратор нефти и газа?
Сепаратор для добычи нефти и газа представляет собой сосуд высокого давления, который используется для разделения текучих компонентов потока нефтяных и газовых скважин как на газообразные, так и на жидкие компоненты.
Сепараторы могут быть установлены как на береговом перерабатывающем предприятии, так и на морской платформе. Сепараторы также используются во многих областях применения, включая бензиновые установки, до и после компрессоров, а также для улавливания жидкости в газопроводах. Их также можно найти на приемных устройствах установок осушения, установках осушения газа и различных других типах оборудования, заполненного осушителем.
На нефтяных и газовых объектах или технологических установках больше сепараторов, чем на любом другом типе технологического оборудования. Иногда их называют скрубберами, улавливателями шлама, FWKO, центрифугами и многими другими названиями. Однако все упомянутые выше емкости, предназначенные для разделения газа и свободных жидкостей, преследуют одну и ту же основную цель.
Сепараторы https://wigit.ru/separator-filtertechnik-s11130/ можно классифицировать по двум основным конфигурациям; положение емкости и / или количество жидкостей, подлежащих разделению.
Классификация сепараторов
Каждая из ориентаций резервуара (горизонтальная или вертикальная) может быть 2-фазной или 3-фазной.
Ориентация
Существует много типов сепараторов, успешно используемых в полевых условиях, но чаще всего, в зависимости от условий, в которых они размещены, их можно разделить на следующие категории:
- Горизонтальный
- Вертикальный
- Сферические
Горизонтальный сепаратор
Горизонтальные сепараторы представляют собой универсальные емкости, которые могут использоваться в тех случаях, когда для эффективного разделения недостаточно силы тяжести или давления газа. Эти емкости схожи по форме и конструкции с вертикальными контакторами, с системой сбора, расширительным барабаном и пакетами лотков, как описано выше.
Горизонтальные сепараторы могут быть доступны диаметром от примерно 3 футов (1 м) до 15 футов (5 м), с высотой от 16 футов до 120 футов (от 5 м до 37 м). При соотношении газ/жидкость примерно до 150 куб. м/баррель (0,02 м3/тонна) горизонтальные сепараторы хорошо работают, если они оснащены внутренними лотковыми пакетами.
В некоторых случаях горизонтальные сепараторы использовались для обработки расхода газа/жидкости до 1 ММСКФ/8 ММскф (150 м3/мтон). Горизонтальные сепараторы доступны в широком диапазоне номинального давления и при необходимости могут быть оснащены другими функциями, такими как лотки, водосливы и т.д.
Вертикальные сепараторы
Вертикальные сепараторы могут работать с большим диапазоном скоростей потока газа и жидкости. Вертикальные контакторы являются наиболее популярным типом сепараторов для обслуживания добычи на морских платформах, но они также могут использоваться в некоторых наземных установках, где сила тяжести недостаточна для отделения жидкостей от газового потока.
Контакторы имеют двухфазный перепад давления по всему корпусу, что обеспечивает более равномерное распределение жидкостей по верхней и нижней поверхностям. В контакторах используется система сбора, которая собирает свободные жидкости в расширительном барабане при возникновении всплеска. Уровень в этом барабане должен постоянно поддерживаться ниже уровня лотков, чтобы предотвратить повторное попадание свободных жидкостей в поток паровоздушной среды.
Из-за большего расстояния по вертикали между уровнем жидкости и выходом газа существует меньшая склонность к повторному испарению жидкости в газовую фазу. Сепараторы этого типа сложнее и дороже изготавливать и транспортировать в конфигурациях, устанавливаемых на полозьях, и для заданной емкости газа требуется сепаратор большего диаметра, чем горизонтальный резервуар.
Однако существуют некоторые недостатки, связанные с вертикальными сепараторами, которые необходимо учитывать. Емкость имеет большой объем и, следовательно, занимает больше места, чем сферические сепараторы; кроме того, требуется больше трубопроводов для подсоединения.
Сферические сепараторы
Сферические сепараторы предлагают недорогую и компактную компоновку резервуаров. Они с легкостью справляются с большими нагрузками на пары и жидкости. Они особенно подходят для удаления песка и других свободных жидкостей (осадка), а также газовых потоков среднего и большого диаметра (примерно до 12 дюймов [DN 300 мм]).
Сферические сепараторы отличаются низкой стоимостью, простотой в эксплуатации, компактностью и т.д. Компромисс заключается в снижении эффективности при низких соотношениях газ / жидкость. Вот почему в наши дни они не очень распространены.
Категории фаз сепаратора
Типичная система с несколькими эффектами состоит из нескольких отдельных емкостей, соединенных последовательно, с одним или несколькими отводами пара между каждой емкостью. Каждая ступень, как правило, оснащена верхним паропроводом, нижним угловым трубопроводом для подачи жидкости из предыдущей ступени в разделительную секцию и паровой магистралью, которая подает тепло на последнюю ступень.
Существует два типа «категорий фаз», в которых разделители могут быть сгруппированы:
- Двухфазный газожидкостный сепаратор
- Трехфазный сепаратор нефти/газа/воды
Двухфазные сепараторы
В двухступенчатых сепараторах, также известных как сосуды двойного действия, используются два сепаратора, соединенных последовательно. Первый резервуар отделяет жидкость от паров, поступающих из предыдущего резервуара, и эти жидкости используются для очистки второй ступени. Эти типы емкостей имеют отдельную паропроводную линию на более высоком уровне, чем у одноступенчатой установки, чтобы обеспечить зону для продувочных паров.
Трехфазные сепараторы
В трехфазных сепараторах используется быстрое вертикальное отпаривание для извлечения газовых компонентов из сложной смеси газов, паров, жидкостей и твердых веществ. Трехфазный сепаратор состоит из двух вертикально расположенных камер, разделенных кольцевой зоной, в которой установлены радиальные лопасти.
Высокоскоростной поток пара пропускается через радиальные лопасти для улавливания струи в камере внизу. Очищенная сырая нефть собирается в нижней камере, в то время как газ поступает через открытые щели в верхнюю камеру.
Этот тип сепаратора лучше всего использовать в сочетании с резервуаром, содержащим только газ или только жидкость, чтобы 3-фазный сепаратор мог полностью отделить все три жидкости. Когда резервуар такого типа соединен между двумя 2-фазными резервуарами, он обычно служит в качестве устройства для разделения нефти / воды / твердых частиц, при этом на высоких скоростях происходит незначительная очистка.