Введение
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Основные характеристики водонефтяных эмульсий 10
1.2 Способы разделения водонефтяных эмульсий 12
1.3 Технологическое оборудование для разделения водонефтяной эмульсии 19
1.4 Патентно-информационный раздел 32
1.4.1 Аппарат для обезвоживания нефти (SU 663417) 32
1.4.2 Аппарат для обезвоживания и обессоливания нефти (RU 41987) 35
1.4.3 Деэмульсатор для обезвоживания и обессоливания нефти (SU 489516) 42
1.5 Деэмульгаторы. Применение нанопорошковых материалов для разделения
эмульсий 45
1.5.1 Применение деэмульгаторов 45
1.5.2. Классификация деэмульгаторов 47
1.5.3. Нанопорошковые материалы для разделения эмульсий 49
1.6 Заключение к литературному обзору и постановка задачи 51
2 КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 52
2.1 Исходные данные 52
2.2 Разработка технологической схемы установки 53
2.3 Разработка конструкции установки 54
2.4 Расчет основных параметров установки 55
2.4.1 Расчет основных геометрических параметров установки 55
2.4.2 Прочностные расчеты 62
2.4.3 Тепловой расчет 65
2.5 Заключение к конструкторско-технологическому разделу 68
3 ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ
РАЗДЕЛЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ 70
3.1 Обслуживание установки для разделения водонефтяных эмульсий 70
3.2 Ремонт оборудования. 72
3.3 Методы проверки оборудования 74
3.4 Ремонт стальных горизонтальных резервуаров 74
3.4.1 Причины снижения надежности конструкции резервуаров 75
3.4.2 Планово-предупредительный ремонт резервуаров 77
3.4.3 Осмотровой и текущий ремонт резервуаров 77
3.4.4 Капитальный ремонт резервуаров 78
3.4.5 Контроль качества ремонтных работ, приемка РВС после ремонта 79
3.5 Ремонт теплообменников 80
3.5.1 Неисправности теплообменника 80
3.5.2 Подготовка к ремонту стальных резервуаров 81
3.5.3 Текущий ремонт теплообменника 81
3.5.4 Средний ремонт теплообменника 82
3.5.5 Капитальный ремонт теплообменника 84
3.5.6 Техническое обслуживание. 84
3.6 Ремонт насоса для циркуляции суспензии 85
3.6.1 Возможные неисправности насоса-дозатора 85
3.6.2 Основные неисправности насоса, причины их образования и способы
устранения 87
3.6.3 Плановый осмотр насоса 88
3.6.4 Текущий ремонт насоса 89
3.6.5 Средний ремонт насоса 90
3.6.6 Капитальный ремонт насоса 91
3.7 Заключение к разделу эксплуатации и ремонта установки 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 93
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 95
Приложение А 97
Добыча нефти, к сожалению, неразрывно связана с добычей воды. Обводнение скважины вызывает ряд проблем, неблагоприятно влияющих на скважину при добыче нефти. Прорыв воды в скважину является причиной неполной добычи запасов нефтяного месторождения. Помимо этого, при подготовке добываемой продукции могут появиться большие проблемы, связанные с разделением нефти и воды.
На первоначальном этапе разработки нефтяных месторождений нефть, добытая из фонтанирующих скважин извлекается практически без содержания в ней воды. Но на каждом из месторождений наступает период, когда из пласта поступает обводненная нефть. Сначала содержание воды в ней небольшое, но далее оно возрастает все больше и больше. В итоге, практически две трети нефти добывается в обводненном состоянии.
При добыче нефти образуются водонефтяные эмульсии. Эмульсия- это дисперсная система, состоящая из двух фаз, которые не растворяются друг в друге. Причин их образования может быть множество. Например, нефть смешивается с водой при движении по стволу скважины, пластовая вода проникает в призабойную зону скважины, причиной также может быть разгазирование нефти.
Наличие воды в нефти порождает целый ряд серьезных осложнений при переработки и транспортировки. Водонефтяные эмульсии трудно поддаются разрушению и вызывают затруднения при транспортировки нефти, происходит усиленная коррозия оборудования. Присутствие большого количества воды в нефти может вызвать резкое повышение давления в установках перегонки нефти и снизить ее производительность. Помимо этого, значительно возрастает расход энергии.
Для разделения водонефтяных эмульсий применяют различные способы, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Эти методы характеризуются высокими капитальными и эксплуатационными затратами, нестабильным эффектом по разрушению эмульсий. Поэтому актуальными задачами являются совершенствование существующих и разработка новых эффективных методов разделения водонефтяных эмульсий.
Целью работы является разработка технологической установки для разделения водонефтяных эмульсий и повышение эффективности процесса разделения устойчивых водонефтяных эмульсий.
Основные задачи работы:
1. Исследование различных методов и конструкций технологических установок для разделения водонефтяных эмульсий.
2. Исследование влияния нанопорошковых деэмульгаторов на водонефтяные эмульсии.
3. Разработка технологической установки для разделения водонефтяных эмульсий.
4. Расчет основных параметров технологической установки.
Обезвоживание нефти имеет важное значение для охраны окружающей среды. Пластовая вода, отделенная от нефти на нефтяном промысле, закачивается обратно в нефтесодержащие горизонты для поддержания в них технологически необходимого пластового давления, чем исключается использование для этих целей огромных количеств пресной воды, запасы которой на земном шаре очень велики.
В данной работе была предложена конструкция технологической установки, которая позволит эффективно и быстро разделить водонефтяную эмульсию, что облегчит большое количество проблем связанных с образованием пластовой воды в нефти.
Таким образом, для разделения водонефтяных эмульсий в настоящее время применяются различные способы и устройства. При этом наиболее широко распространены термические способы, заключающиеся в предварительном нагреве эмульсии с последующим отстаиванием в отдельной ёмкости. Для повышения эффективности данного способа применяют, в основном, различные конструктивные элементы. Это, в свою очередь, приводит к усложнению конструкции аппарат и повышению капитальных затрат. Кроме того, существующие технологии деэмульсации характеризуются высокими затратами энергии на осуществление процесса разделения водонефтяных эмульсий. Также традиционные способы обезвоживания нефтей не всегда позволяют получать товарную нефть за небольшие промежутки времени
