Отстойники и электродегидраторы. Электрообессоливающие промысловые установки.

Для отстоя нефтяных эмульсий после нагрева их в блочных или стационарных пёчах применяются отстойники. Наиболее распространены отстойники с нижним распределенным вводом сырья и вертикальным его движением в отстойнике (ОГ-200, ОГ-200С, ОВД-200) и отстойник с радиальным вводом сырья и горизонтальным его движением в от­стойнике (ОБН).

Отстойник типа ОГ-200 (ОГ­200С, ОГ-200П) (рис. 4.8) предназначен для отстоя нефтяных эмульсий с целью их разделения на составляющие - нефть и пластовую воду. Допускается применение установки для подготовки легких и средних нефтей, не содержащих сероводород и другие агрессивные в коррозионном отношении компоненты. В шифре приняты следующее обозначения: ОГ - отстойник горизонтальный; первая цифра - вместимость емкости (м³); С - с сепарационным отсеком.

Отстойник ОГ-200С представ­ляет горизонтальную стальную ци­линдрическую емкость диаметром 3400 мм с эллиптическими днищами. При помощи перегородки 3 емкость разделена на два отсека, из которых левый I является сепарационным, а правый II-отстой­ным. Левый и правый отсеки емко­сти сообщаются друг с другом при помощи двух распределителей, представляющих собой стальные трубы 8 с наружным диаметром 426 мм, снабженные отверстиями в верхней части. Над отверстиями распределителей располагаются распределители эмульсии коробчатой формы 7, имеющие на своих боковых гранях отверстия.

В верхней части сепарационного отсека находится сепаратор газа 2, соединенный при помощи фланцевого угольника со штуцером выхода газа 10, расположенным в левом днище.

В верхней части правого отсека размещены четыре сборника нефти 4, соединенные с коллектором и штуцером выхода отстоявшейся нефти. В нижней части этого отсека имеется штуцер 6 для уда­ления отделившейся воды.

 

Рисунок 4.8 – Отстойник ОГ-200С

 

Подогретая нефтяная эмульсия через штуцер 1 поступает в распределитель, расположенный в верхней части сепарационного отсека I. При этом из обводненной нефти выделяется часть газа, находящаяся в ней как в свободном, так и в растворенном состоянии. Отделившийся газ через штуцер 10 сбрасы­вается в сборную сеть. Уровень жидкости в сепарационном от­секе регулируется при помощи регулятора межфазного уровня, поплавковый механизм которого врезается в люк 9. Дегазиро­ванная нефть из сепарационного отсека поступает в два кол­лектора 8, находящиеся в отстойном отсеке 11.

Из коллекторов нефть поступает под коробчатые распределители и через от­верстия, просверленные в их боковых поверхностях, направля­ется тонкими струйками под уровень пластовой воды в отсеке. Благодаря наличию коробчатых распределителей нефть приоб­ретает вертикальное движение по значительной площади агре­гата. Обезвоженная нефть всплывает вверх и поступает в сбор­ники 4, расположенные в верхней части отстойного отсека, и че­рез штуцер 5 выводится из аппарата. Отделившаяся от нефти пластовая вода поступает в правую часть отстойника и через штуцер 6 с помощью поплавкового регулятора межфазного уровня сбрасывается в систему подготовки промысловых вод.

 

Отстойник ОВД-200 (рис.4.9) представляет собой горизонтальную стальную цилиндрическую емкость диаметром3400 мм. Он оснащен распределителем эмульсии 2, сборником нефти 1 и воды 4, выполненными из перфорированных труб.

Распределитель эмульсии состоит из двух гребенок (двух­сторонних) с четырьмя трубами в ряду. По нижним образующим труб распределителя расположены отверстия, под которыми установлены У-образные отбойные устройства 3.

Рисунок 4.9 – Отстойник ОВД-200

 

Такое расположение отверстий предотвращает процесс накопления
грязи и механических примесей в трубах и способствует равномерному отводу выделяющейся воды. Отбойные устройствапредназначены для гашения кинетической энергии струй вытекающей эмульсии, равномерного распределения их по сечению аппарата и предотвращения перемешивания нижележащихслоев воды.

Принцип работы отстойника основан на гравитационномотстое и на эффекте промывки эмульсии как в слое дренажной воды, так и в промежуточном слое высококонцентрированной эмульсии. Эти слои выполняют роль своеобразного коалесцирующего фильтра.

Блочные деэмульсаторы. В блочных деэмульсаторах (типа УДО, УД) совмещаются процессы нагрева водонефтяной эмульсии и их отстоя, т.е. обезвоживания и обессоливания нефти.

 

Рисунок 4.10 – Установка УДО-2М

 

Блочный автоматизированный деэмульсатор УДО-2М (рис. 4.10) состоит из блоков нагрева и отстоя, блока тепло­обменников, блока КИП и реагента. Блоки нагрева и отстоя размещены в горизонтальной цилиндрической емкости, которая разделена вертикальными перегородками на четыре отсека: два нагревательных В и Е и два отстойных С и Д. Нефтяная эмульсия 1, в которую предварительно введен реагент -деэмульгатор, поступает в нагревательный отсек В, внутри которого кольцевой перегородкой 1 образовано две полости (наружная и внутренняя). Во внутренней полости размещены жаровые трубы 8 двух нагревателей 7. Нефтяная эмульсия сначала проходит сверху вниз во внешней полости, подогреваясь от перегородки 1, затем через щель, выполненную в нижней части перегородки, попадает во внутреннюю полость нагревательного отсека В, заполненную водой, проходит через слой горячей воды, нагревается до температуры 80 °С и по перепускным трубам 3 перетекает во второй нагревательный отсек Е. Здесь также имеется кольцевая перегородка с щелью внизу. Эмуль­сия совершает аналогичное движение сверху вниз по внешней полости отсека Е и снизу вверх по внутренней полости, на­греваясь до температуры 100 °С от воды, которая получает теплоту от жаровых труб 8.

Сверху внутренней полости по коллектору 5 подается прес­ная вода для обессоливания нефти.

Из нагревательного отсека Е нагретая нефтяная эмульсия через отверстия в вертикальной перегородке перетекает а отсек Д, из которого с помощью раздаточных труб 9 вводятся в основной отстойный отсек С. В этом отсеке с помощью коалесцирующего фильтра 10 из древесной стружки осуществляется окончательное отделение воды от нефти III.

Нефтяной газ II, выделяющийся в нагревательных и отстойных отсеках, очищается от капельной нефти в сепараторах 4 и направляется на установку подготовки газа. Вода V, отделяемая в отсеках, выводится снизу с помощью сифона, поддерживающего требуемый уровень раздела воды и нефти, и направляется на установку по подготовке воды. Нагреватели, установленные в отсеках В и Е, состоят из гор сточного уст­ройства 7, у-образной жаровой трубы 8 и дымовой трубы 6. В отсеке В предусмотрен змеевик 2 для подогрева топливного газа IV.

 

Электродегидраторы предназначены для глубокого обезвоживания и обессоливания нефти. Электродегидратор типа 1ЭГ-160 (рис. 4.11) представляет собой горизонтальную цилиндрическую емкость, в которой имеются два электрода 1 в форме решетчатых прямоугольных рам, подвешенных параллельно и занимающих почти все горизонтальное сечение аппарата. Расстояние между электродами может изменяться от 20 до 40 см. Электроды через подвесные проходные изоляторы 3 подсоединены к высоковольтным выводам двух трансформаторов 5 типа ОМ-66/35 мощностью по 50 кВА. Каждый установлен наверху технологической емкости. Напряжение между электродами может составлять 11,33 и 44 кВ. Для ограничения силы тока и защиты электрооборудования от короткого замыкания в цепь первичной обмотки трансформаторов включены реактивные катушки 4 типа РОС-50/50. Реактивные катушки обладают большой индуктивностью, поэтому при возрастании тока происходит перераспределение напряжений, и разность потенциалов между электродами уменьшается.

Рисунок 4.11 – Электродегидратор 1ЭГ-160

 

Нагретая нефтяная эмульсия I, содержащая реагент-деэмульгатор и до 10% пресной воды, поступает через два распределителя эмульсии 6 под слой отделившейся воды и поднимается вверх. После перехода через границу раздела «вода - нефть» нефтяная эмульсия попадает сначала в зону низкой на­пряженности электрического поля, образующейся между ниж­ним электродом и поверхностью отделившейся воды, а затем в зону высокой напряженности между верхним и нижним электродами. Под действием электрического поля капли воды, содержащиеся в нефти, поляризуются, взаимно притягиваются друг к другу, коалесцируют, укрупняются и осаждаются. Обезвоженная и обессоленная нефть II выводится сверху аппарата через сборник нефти 2, а отделившаяся вода III - снизу.