Сеператор

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университеті

Тақырыбы: Сеператор

Орындаған: Амангельди Жасулан

Қабылдаған: Нұрман А.

Қызылорда, 2016ж

Мұнай-газ сепараторы - мұнай кәсіпшілігінде мұнай газын мұнайдан бөлуге арналған құрылғы.

Пішіні (цилиндрлік, сфералық), кеңістіктегі орны (вертикаль, горизонталь), негізгі күштерінің байқалу сипаты (гравитациялық, инерциялық, орталықтан тепкіш), жұмыс қысымының шамасы (0, 6 Мпа-ға дейінгі төмен қысымды, 0, 6-2, 5 Мпа-ға дейінгі орташа қысымды, 2, 5 Мпа-дан астам жоғары қысымды), бөлінетін фазалар саны (екі фазалы, үш фазалы) бойынша ажыраталады. Үш фазалы сепаратор мұнай мен газды ғана емес, қойнауқаттық ажыратады. Атқаратын қызметіне, конструкциясы мен көлеміне, ұңғыма өнімінің физикалық-химиялық қасиеттеріне қарай өткізу мүмкіндігі 500 ден 20 мың м ³ /тәулікке (сұйық бойынша) жетеді.

Мұнай және газ сепараторының пайда болуынының алғашқы кезеңдерінде олардың көптеген кемшілігі анықталды. Мұнай және газ сепараторының өзіндік ерекшеліктері коп Сепаратор негізінен көлденең және тігінен орналасқан болып, сонымен қатар екі және үш фазалы болып бөлінеді

Мұнайды газ сепарациялау сұйық фазадан мұнай тәрізді фазаны бөліп алу процесін атайды. Сепарация қысымды түсіргенде және температураны көтергенде, сондай-ақ мұнайдағы көмірсутекті және басқа компоненттердің мұнай үстіндегі кеңістікке төмен концентрациясының молекулярлық диффузиясы жүреді. Сепарацияланған газды шығару белгілі бір қысым мен температура сақталатын сепараторларда орындалады. Сепарацияланған газды шығарудың әрбір осындай пункті газды сепарациялау сатысы деп аталады. Бөлінетін газ бен сұйықтық артық қысымға ие екенін ескере отырып, фазалардың сепарациясын қысымда жұмыс істейтін сауыттарды сепарацияларда орындау қажет.

Сепаратордың атқаратын негізгі міндеті мұнайдан суды және газды бөлу болып саналады. Сұйықтықтарды бөліп қана қоймай ол сұйықтықтарды тазалайды. Дипломдық жоба бойынша өнімділігі 3000м3/тәулік үшфазалы сепараторды негіздеу.

Ресейде шығарылатын МЕСТ 15150 бойынша шағарылатын НГСВ1-3000 атымен таныс - бұл сепаратордың өндірісте атауы НГСВ болып табылады. Диаметрі 3000 мм, ұзындығы 15240 мм. Жұмыстық қысымы 0, 6 Мпа кей жағдайларда ол қысымнан кішкене ауытқуы мүмкін. Бұл сепаратор Ресей Федерациясында және басқа мемлекеттерде жасалады. Жасалуы бойынша сепаратордың ішкі бөлшектері МЕСТ 5520-79 бойынша жасалады.

Өндірісте қолданылатын мұнай және газ сепатарорлар цилиндр пішінді қораптан тұрады ішкі болшектері ретімен орнатылыды. Тасымалдау және монтаж жұмыстары аса көп уақыт алмайды, тек орнатау және іску қосар алдындағы жұмыстар біраз уақыт алады.

Қазіргі кезде сепаратордың өнімділігін арттыру және ұзақ мерзімділігін сақтау барысында коптеген жұмыстар жасалуда. Мысал ретінде бөлшектерін мадернизациялау және жасалу технологиясын өзгертуде.

Сепаратордың көлемін және салағын азайту, сонымен қатар өнімділігін және сұйықтықтарды бөлу сапасын сақтап қалу барысында көптеген мәселер қарастырылуда. Cепаратордың жконструкциясын жобалау мақсатында көптеген мәселелер қарастырылды және сепараторлырдың жұмыс істеу барысында біршама кемшіліктері қарастырылда. Мысал ретінде алар болсақ сепараторды тасымалдау, құрастыру, орнату сиақты және жұмыс істеу барысында шламның кесірінен сұйықтықты бөлу дарежесі әлсірейді. Осы сиақты ауқымды маселелерді шешеімін табу мақсатында мұнай-газ саласы бойынша коптеген паттентер шыгып жатыр.

Үш фазалы сепраторлар көлденең әрі тігінен бағытта болуы мүмкін. Көлденең орналасқан үш фазалы сепаратордың принциптік құрылғысы Бұл суретте ұңғымалық өнім сепаратордың сыйымды ыдысына түсіп, кіріс қалқасына соғылатыны, бұл ағын импульсінің күрт төмендеуіне әкелетіні көрсетілген. Сұйықтық пен газдің біріншілік бөлінуі осы қалқада жүреді; сондай-ақ екі фазалы сепарациядағы секілді, кіріс қалқасы арқылы көп фазалы қоспа өткеннен кейін, сұйықтық тамшылары сұйық фазаның құрамындағы газдың ағынымен әкетіледі, ал газ көбікшелері - сұйықтықтан жүзеді. Көптеген жағдайларда, кіріс қалқасының құрылымында мұнай-су екі фазалы қоспасын газ-мұнай бөлімінің деңгейінен төмен беретін ағынды түтік қондырғысы қарастырылған. Мұнайдан суды газы, судан мұнайды бөлуге арналған кондырғы. Жөндеу жұмыстары бір жылда екі рет жүргізіледі. Монтаждалу жағына келсек барлық бөлшектері болтпен гайка арқылы құрастырылыды және сол бойынша ажыратылыды

Дипломдық жұмыстың мақсаты үш фазалы сепараторды негіздеу сонымен қатар модернизация жасау арқылы сепаратордың өнімділігін және, сұйықтықтарды бөлу сапасын арттыру болып табылады. Салмағын және көлемін азайтса тасымалдау, жондеу, орнату, монтаж жұмыстары аз уақыт аралығында жүзеге асады

Мұнай газ сепараторын негіздеу және түрлерін қарастыру

Мұнай-газ сепараторы - мұнай кәсіпшілігінде мұнай газын мұнайдан бөлуге арналған құрылғы. Пішіні (цилиндрлік, сфералық), кеңістіктегі орны (тігінен және көлденең орналасқан), негізгі күштерінің байқалу сипаты (гравитациялық, инерциялық, орталықтан тепкіш), жұмыс қысымының шамасы (0, 6 Мпа-ға дейінгі төмен қысымды, 0, 6-2, 5 Мпа-ға дейінгі орташа қысымды, 2, 5 Мпа-дан астам жоғары қысымды), бөлінетін фазалар саны (екі фазалы, үш фазалы) бойынша ажыраталады. Үш фазалы сепаратор мұнай мен газды ғана емес, қойнауқаттық ажыратады. Атқаратын қызметіне, конструкциясы мен көлеміне, ұңғыма өнімінің физикалық-химиялық қасиеттеріне қарай өткізу мүмкіндігі 500 ден 20 мың м ³ /тәулікке (сұйық бойынша) жетеді.

Мұнайды газ сепарациялау деп сұйық фазадан (мұнай) га тәрізді фазаны бөліп алу процесін атайды. Сепарация қысымды түсіргенде және температураны көтергенде, сондай-ақ мұнайдағы көмірсутекті және басқа компоненттердің мұнай үстіндегі кеңістікке төмен концентрациясының молекулярлық диффузиясы жүреді. Сепарацияланған газды шығару белгілі бір қысым мен температура сақталатын сепараторларда орындалады. Сепарацияланған газды шығарудың әрбір осындай пункті газды сепарациялау сатысы деп аталады. Бөлінетін газ бен сұйықтық артық қысымға ие екенін ескере отырып, фазалардың сепарациясын қысымда жұмыс істейтін сауыттарды (сепарацияларда) орындау қажет.

Екі фазалы сепаратор - газды фазаны сұйық фазадан бөліп алу үшін ең қарапайым құрылғы (қолдануға рұқсат етілгендерден) . Сепараторлар горизонтальді және вертикальді болады.

Әрекет етуші күштердің сипатына байланысты сепараторлар бөлінеді:

Гравитациялық, онда фазалардың бөлінуі газ сұйықтығы немесе газдың қатты бөлшектерінің тығыздығының айырмашылықтары есбеінен жүреді.

Саптамалық сепараторлар, онда фазалар ауырлық күші мен инерция есебінен бөлінеді.

Орталықтан тепкіш, онда бөліну орталықтан тепкіш және инерциялық күштердің есебінен жүреді.

Формасы және кеңістікте орналасуы бойынша сепараторлар бір немесе екі сыйымдылықпен цилиндрлік көлденең орналасқан ; цилиндрлік тік орналасқан; сфералық.

Әртүрлі құрылымдағы көптеген сепараторлар бар, бірақ бәрібір, олар келесі секциялардан тұрады.

Әртүрлі шой (oтбойный насадка) құрылғылардан (саптама) - керамикалық сақина, жапқыштар (жалюз), өрілген сымды тордан пакеттер және т. б. Тамшылық сұйықтықты газдан бөлім алу тиімдлігінің критерийі сұйықтықтың салыстырмалы алып кетуінің шамасы болып табылады, ол 0-50 мг/м ³ газ шегінде болуы қажет.

Шой (oтбойный насадка) саптамалары жұмысының тиімділігі бірнеше факторларға байланысты болады, олардан негізгілері: газдың шоғырлануының рұсқат етілетін жылдамдығы, газбен түсетін сұйықтықтың белгілі бір мөлшері, көлденең кесінді ауданы бойыша саптаманың біртекті жүктелуі. Аталған секцияларда орындалатын функциялардан басқа, сепараторлардың конструкциясында көбіктің пайда болуының алдын алатын және оны сөндіретін, сондай-ақ газ-сұйықтық ағынының пульсациясының сұйықтық пен газ сепарациясына зиянды әсерін төмендететін элементтер қарастырылуы тиіс.

Су ұңғыма өнімінің құрамында жарып өткеннен кейін үшінші араласпайтын фаза - су пайда болады. Суландыру көмегімен кен орнын өңдегенде пласттық қысымды ұстап тұру ұңғымалық өнімі судың концентарциясының жоғарылауына шарасыз алып келеді. Суланудың белгілі бір критикалық деңгейіне жеткенде кен орнынәрі қарай эксплуатациялау рентабельсіз болып табылады. Сондықтан тасымалдау жүйесінің дұрыс конфигурациясы, суды тазалау және қотару кен орнын өңдеу уақытын ұзартуға, соған сай, мұнайды толық шығаруға мүмкіндік береді. Ұңғымалар мен мұнайды дайындау жүйесі арасындағы қашықтықтың ұзаруы ұңғымалар бұтасынан мұнайды дайындау қондырғысына дейінгі жолда алдын ала бөлу бойынша қондырғыларды құру қажеттілігіне еріксіз алып келеді.

Суды алдын ала түсіру қондырысы ұңғымалар бірлестігінен ЖОП (мұнай жинаудың орталық пункті) не дейінгі аралықта орналасады және мұнай жинаудың бар жүйесінің өткізу қабілетін жоғарылатуға мүмкіндік береді. Осылайша, үш фазаны үлестіру міндеті кен орнын өңдеу процесінде туындайды. Бұл операцияны екі сепараторда (мұнай/газ және мұнай/су) кезекті жүзеге асыруға немесе бір үш фазалы сепараторды қолдануға болады. Екі нұсқа да техникалық схемаларда қолданыс тапты, олардың әрқайсысының оң және теріс сипаттары бар.

Тік орналасқан сепараторды қарастыру

Көлденең орналасқан кесіндеме жағдайындағы секілді, тік орналасқан сепараторда фазалардың алдын ала бөлінуі кіріс қалқасында жүзеге асырылады. Сұйықтық сұйықтықты жинау секциясына қарай төмен жылжиды және содан кейін ыдыстың төменг бөлігіндегі келте құбыр арқылы ыдыстан шығады. Мұнайдан бөлінген газ көбікшелері сұйықтық ағынына қарама-қарсы бағытта жүзеді және сепаратордың газды секциясына түседі. Деңгей реттеуіштері горизонтальді сепаратордағы секілді жұмыс істейді.

Кіріс қалқасында бөлінген газ жоғарыға қарай вертикальді газдың шығу келте құбыры бағытына жылжиды. Гравитациялық сепарация секциясына газ әкеткен сұйықтық тамшылары фазалар бөлімінің шегіне төмен қарай вертикальді түседі. Газ ыдыстан шығудан бұрын тамшы тоқтатқыштан өтеді. Қысым горизонтальді сепаратордағыға аналогты реттеледі.

Сепаратордың типін таңдау (колденең немесе тік орналасқан) газдық факторды есепке ала отырып орындалады. Тік орналасқан сепараторлар қоспаларды бөлу немесе өте жоғары не өте төмен газдық факторлармен бөлу үшін сай келеді. Нақты вертикальді сепараторлар осы екі жағдайда қолданылады, өйткені көлденең орналасқан кескіндемеде фазалар бөлімінің деңгейін реттеу тік орналасқандікіне қарағанда күрделірек. Бұдан басқа, вертикальді сепараторлар қондыру үшін аз орынды талап етеді, бұл, мысалы, платформада орналасқан мұнайды дайындау жүйесін жобалағанда принциптік фактор болып табылады. Сонымен қатар, вертикальді сепаратор механикалық қоспалардан (құм, проппант, тұздар, асфальтендер және т. б. ) оңайлау (горизонтальдімен салыстырғанда) тазаланады.

Көлденең орналасқан сепараторлар орташа газды фактормен мұнай-газ ағындарын бөлу үшін мұнай өнеркәсібінде кеңінен қолданыс тапқан. Олардың ең үлкен артықшылығы орнатудағы жеңілдік және көбік түзудің жоғары тенденциясы бар ұңғымалық өнімді өңдеу қабілеті болып табылады. Фазалар бөлімінің беткейінде көбіктер түзілу процесі кіріс қалқасы арқылы флюидтің өтуінде түзілген немесе сұйықтықты жинау секциясында тікелей бөлінетін газ көбікшелерімен шақырылады. Көбік түзу процесі сепаратордың өткізгіш қабілетінің төмендеуіне дәне оның жұмысының төмендеуіне әкелетіндігін атап кету қажет. Көлденең орналасқан сепараторлар көбік түзілу процесімен жақсы айналысады, қйткені сепатордың горизонтальді бағытталуында екі фаза арасындағы бөлім беткейінің ауданы үлкен болады.

Үш фазалы сепраторлар көлденең әрі тігінен бағытта болуы мүмкін. Көлденең орналасқан үш фазалы сепаратордың принциптік құрылғысы 9-суретте көрсетілген.

Бұл суретте ұңғымалық өнім сепаратордың сыйымды ыдысына түсіп, кіріс қалқасына соғылатыны, бұл ағын импульсінің күрт төмендеуіне әкелетіні көрсетілген. Сұйықтық пен газдің біріншілік бөлінуі осы қалқада жүреді; сондай-ақ екі фазалы сепарациядағы секілді, кіріс қалқасы арқылы көп фазалы қоспа өткеннен кейін, сұйықтық тамшылары сұйық фазаның құрамындағы газдың ағынымен әкетіледі, ал газ көбікшелері - сұйықтықтан жүзеді. Көптеген жағдайларда, кіріс қалқасының құрылымында мұнай-су екі фазалы қоспасын газ-мұнай бөлімінің деңгейінен төмен беретін ағынды түтік қондырғысы қарастырылған.

Тігінен және көлденең орналасқан үш фазалы сепаратордың принциптік құрғылсы көрсетілген. Кіріс тесігі арқылы үш фазалы ағын сепараторға кіреді. Кіріс қалқасынан өткеннен кейін бірден бөлінген газ газ камерасына өтеді, ал мұнай мен су ағынды түтік арқылы сепаратордың төмнгі бөлігіне түседі, онд қоспа құрамдық фазаларға бөлінеді.

1-сурет- Тігінен орналасқан сепаратордың жұмыстық принципі

$C:\Users\Ерканат\Desktop\Суреттер\длл.png$

Көлденең орналасқан сепаратор

1-суретте горизонтальді екі фазалы сепаратор құрылғысы схемалық түрде бейнеленген. Флюид ағыны сепаратордың сыйымды ыдысына түседі және кіріс қалқасына соғылады, бұл ағын импульсінің күрт төмендеуіне әкеледі. Ауырлық күшінің әсерінен га әкеткен сұйықтықтың ірі тамшылары фазала бөлімінің шекарасына түседі.

Сұйықтық сыйымды ыдыс арқылы өтіп, біршама уақыт сұйықтықты жинау бөлімінде тұрады, бұл сұйықтықен үлкейген газ көбікшелері беткейде жүзуі және газдың негізгі көлеміне қосылып үлгеруі үшін қажет. Бұл секция кіріс ағынының пульсациясы болған жағдайда буферлік алмасуды да қамтамасыз етеді. Сонан соң, сұйықтық деңгей өлшеуішпен басқарылатын деңгейді реттеу клапаны арқылы сыйымды ыдыстан шығады. Деңгей өлшеуіш сыйымды ыдыста деңгейдің жоғарылауын жазады, соған сай клапан ашылады.

1. 2-сурет - Көлденең орналасқан сепаратор құрылғысының схемасы

$C:\Users\Ерканат\Desktop\Суреттер\Безымянный.png$

Газ қалқадан өткеннен кейін, сұйықтықтың үстінде екіншілік сепарацияның секциясы бойынша көлденең жылжиды. Газ осы секция арқыл өту кезінде, газда қалған сұйықтықтың майда тамшылары ауырлық күшінің әсерінен шөгеді және фазалар бөлімінің шегіне түседі.

Алайда сұйықтық тамшыларының бірқатар бөлігінің диаметрі соншалықты кіші, олар гравитациялық сепарацияның секциясы арқылы газ өткен уақытта шөгіп үлгермейді. Газ сыйымды ыдыстан шыққанға дейі, ол коалесценциялаушы секция немесе тамшы тоқтатқыш арқылы өтеді.

Мұнай өндіру өнеркәсібіндегі мұнайды сепарациялау

Мұнай жер асты қойнауынан әр түрлі қоспалармен бірге айдалынады. Оның құрамында: ерме су, газ және т. б. қосылыстар болады. Сондықтан мұнайды сепарациялау қажет болады. Мұнай-газды сепарация - мұнайдың құрамындағы газды мұнайдан айыру. Сепарациядан шыққан газ сұйықсыз шығуы қажет, ал сұйықтық газсыз шығуы керек. Сепаратор температура -600C-тан бастап +400С-қа дейін жұмыс жасайды. Жалпы сыйымдылық көлемі 1-100 м3 болуы мүмкін. Мұнай-газды сепараторлар геометриялық пішініне қарай 2 бөлінеді: - цилиндірлік; - сфералық.