Введение 7
1 Аналитическая часть 10
1.1 Характеристика скважинной продукции и сепарированной
нефти 10
1.2 Особенности системы сбора и подготовки продукции скважин.11
1.3 Факторы, влияющие на работу сепараторов 14
1.4 Общая классификация сепараторов 16
1.5 Примеры сепараторов, их конструкция и работа 17
1.5.1 Вертикальный сепаратор 17
1.5.2 Горизонтальный сепаратор 21
1.5.3 Сепараторы первой ступени с предварительным сбросом
воды 24
1.5.4 Сепараторы центробежные (гидроциклонные) 32
1.5.5 Преимущества и недостатки различных типов
сепараторов 34
1.6 Заключение 37
2 Конструкторско-технологический раздел 39
2.1 Разработка принципиальной технологической схемы
сепаратора 41
2.2 Материальный баланс 44
2.3 Тепловой расчёт 45
2.4 Технологический расчёт 46
2.5 Механический расчёт 54
3 Эксплуатация и ремонт нефтегазового сепаратора 62
3.1 Особенности эксплуатации и обслуживания сепаратора 62
3.2 Ремонт корпуса сепаратора 65
3.3 Неразрушающий контроль нефтегазовых сепараторов 66
3.4 Гидравлические испытания нефтегазового сепаратора 68
3.4.1 Оформление результатов испытаний 68
3.4.2 Подготовка к контролю 70
3.4.3 Порядок контроля 72
3.4.4 Оформление результатов контроля 73
Заключение 74
Список использованных источников 75
Продукция, которая поступает из нефтяных и газовых скважин, не является чистыми нефтью и газом. Вместе с нефтью из скважин также поступает попутный газ, пластовая вода и твёрдые частицы механических примесей (затвердевшие остатки цемента, горные породы).
Пластовые воды являются сильно минерализованной средой, что приводит к повышенному коррозийному износу труб и резервуаров. Твёрдые частицы также вызывают износ оборудования. Попутный (нефтяной) газ в дальнейшем может использоваться как топливо и сырьё. [1]
Таким образом нефть перед подачей в нефтепровод следует подвергать специальной подготовке, для её обезвоживания, обессоливания, удаления механических частиц и дегазации.
Для этого используются различного рода сепараторы. В одних случаях сепараторы применяются для довольно грубого разделения нефти и попутного газа, и тогда они называется трапами или гравитационными сепараторами. Отличия сепараторов от трапов в том, что в сепараторах обрабатывается газожидкостная смесь с высоким газосодержанием, а в трапах — газожидкостная смесь с малым газосодержанием. Разделение в трапах газа и жидкости достигается в основном за счёт действия гравитационных сил. В конструкциях трапов иногда встречаются коагулирующие устройства и отбойные козырьки, что повышает эффективность трапов, так как к действующим на сепарируемые частицы гравитационным силам добавляются силы инерции. Несмотря на всё вышесказанное, эффективность сепарации в трапах изредка превышает 80%. [2]
Данная выпускная работа посвящена выбору нефтегазового сепаратора, его разработки и расчёту. В работе предложена модификация нефтегазового сепаратора. Также уделено внимание схеме сепарации системы подготовки нефти и газа.
Цель работы: Повышение эффективности процесса сепарации на этапе подготовки нефти и газа.
Задачи работы:
- изучить процесс сепарации нефти и газа;
- проанализировать состав скважинной продукции;
- проанализировать все виды конструкции сепараторов и выбрать оптимальный;
- выбрать технологическую схему сепарации системы подготовки;
- разработать конструкцию нефтегазового сепаратора;
- выполнить необходимые расчёты;
- разработать мероприятия по эксплуатации и ремонту нефтегазового сепаратора.
В ходе выполнения выпускной работы:
- проанализирован состав скважинной продукции;
- изучен процесс сепарации нефти и газа;
- проанализированы конструкции существующих нефтегазовых сепараторов, в результате был выбран горизонтальный трёхфазный сепаратор первой ступени.
- разработана технологическая схема сепарационной установки, включающая в себя три последовательно соединённых трёхфазных сепаратора, одного дегазатора и 6 центробежных насоса.
- разработана конструкция нефтегазового сепаратора, в котором было выдвинуто решение установить полочную коалесцирующую насадку;
- выполнены прочностной расчет сепаратора и расчет материального баланса сепарации. По исходным данным был рассчитан корпус сепаратора с внутренним диаметром D = 3,0 м и длиной L = 13,0 м.
- разработаны мероприятия по эксплуатации и ремонту нефтегазового сепаратора.
Таким образом, все задачи выпускной работы выполнены и цель достигнута.
