27,28,29,30. Промысловая подготовка газа. Сепарация газа от углеводородного конденсата, воды и механических примесей.
Природный газ, поступающий из скважины, может содержать в своем составе механические примеси (частицы породы, песок, окалины), различное количество паров воды, воду в жидком состоянии, углеводородный конденсат, углекислый газ (СО2), сероводород (H2S).
Присутствие в газе твердых частиц приводит к образивному износу труб, арматуры, засорению контрольно-измерительных приборов. Конденсат тяжелых углеводородов оседает в пониженных точках газопроводов, уменьшая их проходное сечение. Наличие водяных паров в газе приводит к коррозии трубопроводов и оборудования, а также к образованию гидратов.
Сероводород является вредной примесью, а в присутствии влаги способен образовывать растворы сернистой и серной кислот, что увеличивает скорость коррозии труб, арматуры.
Углекислый газ снижает теплоту сгорания газа, и также приводит к коррозии металла.
Задачами промысловой подготовки газа являются его очистка от мехпримесей, тяжелых углеводородов, паров воды, сероводорода и углекислого газа.
Природный газ очищается от капелек жидкости (углеводородный конденсат, вода) и частиц породы, выносимых с газом из скважины в специальных аппаратах, которые называются сепараторами (т.е. в сепараторе происходит отделение жидкой или твердой фазы от паровой).
Сепараторы на газоконденсатных месторождениях включаются на различных участках схемы: их устанавливают на УКПГ (установках комплексной подготовки газа) или ГП (газосборном пункте).
Сепараторы подразделяют:
по геометрической форме – на цилиндрические и шаровые;
по положению в пространстве – вертикальные, горизонтальные и наклонные;
по назначению – на замерные и рабочие;
по принципу действия на:
гравитационные, в которых капельки жидкости и частицы породы оседают за счет сил тяжести;
инерционные, в которых указанные частицы оседают за счет сил инерции;
насадочные, в которых используются силы адгезии (прилипания);
сепараторы смешанного типа, в которых для отделения частиц и капелек жидкости используются все перечисленные силы.
Сепараторы основных типов имеют 4-ре секции:
каплеотбойная (I); 2) разделительная (II); 3) осадительная (III);
4) отстойная (IV).
Рисунок 11.4 – Схема вертикального гравитационного сепаратора.
|
Эффективность работы сепаратора определяется коэффициентом сепарации. Коэффициент сепарации – это отношение массы уловленной в сепараторе твердой или жидкой фазы к массе этой же фазы, поступившей в сепаратор. Осаждение капель жидкости в гравитационном сепараторе (рис. 11.4) происходит в основном за счет сил гравитации. Конструктивно они представ-ляют собой сосуды большего, чем трубопровод диаметра, в которых скорость восходящего потока газа достаточно мала (0,08 – 0,15 м/с). Эффективность разделения газожидкостного потока в таких сепараторах тем выше, чем больше размер капель жидкости в газовом потоке и ниже скорость самого потока в сепараторе.
|
||
Рисунок 11.5 – Циклонный сепаратор |
В инерционных сепараторах (рис. 11.5) эффект осаждения из газа частиц породы и капелек жидкости достигается за счет использования центробежных сил. Такие сепараторы называют циклонными. Принцип их работы основан на том, что газожидкостной поток с большой скоростью (10-25 м/с) вводится в тангенциальный патрубок, имеющий небольшой наклон к горизонту. За счет центробежной силы тяжелые капельки жидкости осаждаются на стенке корпуса циклона и в виде пленки стекают вниз, а газ, более легкий, чем жидкость, отжимается к центру циклона. Жидкость, не успевшая осесть в корпусе циклона и унесенная потоком газа по трубке, оседает и по сливной трубе направляется в конденсатосборник. |
|
|
Рис. 11.6. Жалюзийный сепаратор: 1 – жалюзийная насадка; 2 – движение капелек жидкости между пластинами жалюзи. |
Жалюзийный сепаратор (рис. 11.6) представляет собой аппарат с жалюзийной насадкой, которая имеет волнистую форму. В волнистых жалюзи поток плавно изменяет направление, а частицы дисперсной фазы под действием центробежных сил оседают на вогнутых поверхностях, стекают по ним вниз аппарата. На рисунке 11.6. приведен вид сверху (А-А) пластин жалюзийной насадки и траектория капель жидкости, движущихся между этими пластинами. Частицы жидкости, содержащиеся в потоке газа, проходящем между пластинами, ударяются о них и прилипают. По мере накопления капелек на пластинах, жидкость стекает в виде пленки в нижнюю часть сепаратора. Для правильного выбора сепаратора производят расчет пропускной способности сепараторов по газу, расчет на прочность, учитывая условия разработки и добычи газа конкретного месторождения.
|
|
|
