Строение и функции нефтегазового сепаратора

     4. Способность нефти образовывать пену и ее стойкость к разрушению. Пенообразующие нефти исключительно трудно сепарируются и пока нет широкого выбора эффективных средств (кроме силикона) по предотвращению образования стойких пен в сепараторах. Пены разрушаются в сепараторах в основном механическим способом и реже физико-химическим (силикон).

     5. Конструктивные элементы внутреннего устройства сепараторов. Они, как и все перечисленные выше факторы, играют при сепарации нефти от газа исключительно большую роль.

     6. Обводненность нефти. Наличие в нефти воды и возможность получения стойких вязких эмульсий.

     Таким образом, видно, что на  пропускную способность нефтяных  сепараторов оказывает влияние  большое число факторов, учесть  или регулировать которые не  представляется возможным. Для  расчета сепараторов существуют  методики отдельных конструктивных элементов сепараторов (жалюзей, отбойников, центробежного эффекта и т. п.). На пропускную способность по нефти и газу довольно точно можно рассчитать только вертикальный гравитационный сепаратор без всяких внутренних отбивающих или коалесцирующих устройств, могущих существенно улучшить его сепарирующую способность.  
 
 

5.1 Расчет вертикального гравитационного сепаратора по жидкости 

     Он сводится к тому, чтобы скорость  подъема уровня жидкости υ_Ж в нем меньше скорости всплывания газовых пузырьков, т.е. 

                                                  υ_Ж < υ_Г                                                          (5.1)

         

     Скорость всплывания пузырьков  газа υ_Г в жидкости обычно определяется по формуле Стокса, заменим в ней абсолютную вязкость газа µ_Г на абсолютную вязкость жидкости μ_Ж.

     Учитывая соотношение (5.1), пропускную  способность вертикального сепаратора  по жидкости, можно записать                   

                                                               (5.2)

или 

                                                                   (5.4)

   

     После  подстановки в данную формулу  s = 0.785 D²  и ускорения свободного падения g получим 

                                             (5.5)          

 При расчетах  сепараторов на пропускную способность  для определения плотности газа в условиях сепаратора необходимо пользоваться формулой

                                   (5.6)

– ρ₀ – плотность газа при нормальных условиях, кг/м³_;

–  р и р₀ – соответственно давление в сепараторе и давление при нормальных условиях, Па;

– Т₀ и Т– абсолютная температура при нормальных условиях (Т₀=273^оС) (Т=273+ t) соответственно, К;

– z – коэффициент, учитывающий отклонение реальных газов от идеального. 
 

6 ПРЕИМУЩЕСТВА И  НЕДОСТАТКИ РАЗЛИЧНЫХ  СЕПАРАТОРОВ 

     Часто перед проектировщиками  встает такой вопрос, сепаратор  какого типа запроектировать  к установке на УПН или на  БДНС.

     Вертикальные имеют то преимущество, что они позволяют достоверно определить объем жидкости, что обуславливает применение более простых средств для регулирования его работы. Процесс очистки таких сепараторов прост, поэтому их рекомендуют использовать тогда, когда в продукции скважин содержится песок.

     В горизонтальном сепараторе  такого же объема, что и вертикальный, производительность по газу больше, поскольку площадь его в диаметральном  сечении в несколько раз превышает площадь вертикального сепаратора. Поверхность раздела фаз газ - жидкость в горизонтальном сепараторе велика, поэтому требуется меньше времени для всплытия пузырьков газа в жидкости. Горизонтальные сепараторы монтировать и обслуживать намного проще, чем вертикальные, но они требуют большей площади, что является существенным недостаткам, когда месторождение расположено в море или на болоте (Самотлор).

     У сферических сепараторов первоначальные  капитальные вложения на единицу  пропускной способности по газу  наименьшие, что является основным  их преимуществом. Однако существенный их недостаток – трудность в изготовлении, связанная с необходимостью штамповки отдельных заготовок (лепестков), а затем их сварки.

     В таблице 1 проведено сравнение  основных преимуществ и недостатков  сепараторов различных типов. Меньшая цифра показывает большие преимущества. 

                                                                                                       
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

    Таблица 1

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

__________

  * Первоначальные капитальные вложения на единицу производительности по газу

** Потребная площадь на единицу пропускной способности по газу.

Библиографический список 
 

     1. Лутошкин Г. С.. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. Учебник для техникумов. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1983.—224 с.

     2. Тронов В. П.. Сепарация газа и сокращение потерь нефти. Казань: «Фэн», 2002.—408 с.

     3.  Молчанов Г. В., Молчанов А. Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. Учебник для ВУЗов.  – М.: Недра, 1984, 464 с.