Из нефтяных скважин в общем случае извлекается сложная смесь, состоящая из нефти, попутного нефтяного газа, воды и механических примесей (песка, окалины и проч.).
В таком виде транспортировать продукцию нефтяных скважин по магистральным нефтепроводам нельзя. Во-первых, вода — это балласт, перекачка которого не приносит прибыли. Во-вторых, при совместном течении нефти, газа и воды имеют место значительно большие потери давления на преодоление сил трения, чем при перекачке одной нефти. Кроме того, велико сопротивление, создаваемое газовыми шапками, защемленными в вершинах профиля и скоплений воды и пониженных точках трассы. В-третьих, минерализованная пластовая вода вызывает ускоренную коррозию трубопроводов и резервуаров, а частицы механических примесей — абразивный износ оборудования.
Целью промысловой подготовки нефти является ее дегазация, обезвоживание, обессоливание и стабилизация, причем дегазация нефти осуществляется непосредственно на кустовых площадках автоматизированных групповых замерных установках и газосепараторах, а обезвоживание, обессоливание и стабилизация — на установках комплексной подготовки нефти (УКПН).
Кроме того, на УКПН производится так же и очистка и подготовка пластовой воды для повторного использования в системе повышения пластового давления.
Окончательно дегазированная, обезвоженная нефть поступает в товарный парк, а оттуда – на головную нефтеперекачивающую станцию магистрального нефтепровода.
пластовая вода,попутный (нефтяной) газ
Пластовая вода
Технически и экономически целесообразно нефть перед подачей в магистральный нефтепровод подвергать специальной подготовке с целью ее обессоливания, обезвоживания, дегазации, удаления твердых частиц .
На нефтяных промыслах чаще всего используют централизованную схему сбора и подготовки нефти (рис.1.1).
Сбор продукции производят от группы скважин на автоматизированные групповые замерные установки (АГЗУ).
От каждой скважины по индивидуальному трубопроводу на АГЗУ поступает нефть вместе с газом и пластовой водой. На АГЗУ производят учет точного количества поступающей от каждой скважины нефти, а также первичную сепарацию для частичного отделения пластовой воды, нефтяного газа и механических примесей с направлением отделенного газа по газопроводу на ГПЗ (газоперерабатывающий завод).
Частично обезвоженная и частично дегазированная нефть поступает по сборному коллектору на центральный пункт сбора (ЦПС).
Сбор, подготовка, транспортировка и хранение нефти и газа
... наличии воды до 0,1%. Эти и другие причины указывают на необходимость подготовки нефти к транспорту. Собственно подготовка нефти включает: обезвоживание и обессоливание нефти и полное или частичное ее разгазирование. На нефтяных ... -прежнему — важнейший источник денег для страны. 1. Сбор и подготовка нефти и газа Природный газ находится в земле на глубине от 1000 метров до нескольких километров. ...
Обычно на одном нефтяном месторождении устраивают один ЦПС. Но в ряде случаев один ЦПС устраивают на несколько месторождений с размещением его на более крупном месторождении. В этом случае на отдельных месторождениях могут сооружаться комплексные сборные пункты (КСП), где частично производится обработка нефти. На ЦПС сосредоточены установки по подготовке нефти и воды. На установке по подготовке нефти осуществляют в комплексе все технологические операции по ее подготовке. Комплект этого оборудования называется УКПН – установка по комплексной подготовке нефти.
Рис. 1.1. Схема сбора и подготовки продукции скважин на нефтяном промысле:
1 – нефтяная скважина; 2 – автоматизированные групповые замерные установки (АГЗУ);
3 – дожимная насосная станция (ДНС); 4 – установка очистки пластовой воды; 5 – установка подготовки нефти; 6 – газокомпрессорная станция; 7 – центральный пункт сбора нефти, газа и воды; 8 – резервуарный парк
Обезвоженная, обессоленная и дегазированная нефть после завершения окончательного контроля поступает в резервуары товарной нефти и затем на головную насосную станцию магистрального нефтепровода.
УКПН представляет собой небольшой завод по первичной (промысловой) подготовке нефти (т.е. дегазация, обезвоживание, обессоливание, стабилизация).
В сырую нефть (рис. 1.2), поступающую по линии I, подается деэмульгатор (по линии II).
Насосом 1 нефть направляется в теплообменник 2 , в котором нагревается до 50 ? 60°С горячей стабильной нефтью, поступающей по линии III, после стабилизационной колонны 8 , Подогретая нефть в отстойнике первой ступени обезвоживания 3 частично отделяется от воды и проходит через смеситель 4 , где смешивается с пресной водой, поступающей по линии V, для отмывки солей, и направляется в отстойник второй ступени 5 и по линии VI в электродегидратор 6. Отделенная вода отводится по линиям IY. При необходимости улучшения степени обессоливания применяют несколько смесителей, отстойников и электродегидраторов, включенных последовательно. Обессоленная нефть насосом 14 направляется в отпарную часть стабилизационной колонны 8 через теплообменник 7 . Нагрев нефти в теплообменнике 7 до 150?160 0 С осуществляется за счет тепла стабильной нефти, поступающей непосредственно снизу стабилизационной колонны 8 , В стабилизационной колонне происходит отделение легких фракций нефти, которые конденсируются и передаются на ГПЗ. В нижней (отпарной) и верхней частях стабилизационной колонны установлены тарелочные устройства, которые способствуют более полному отделению легких фракций.
Внизу отпарной части стабилизационной колонны поддерживается более высокая температура (до 240 0 С), чем температура нефти, поступающей вверх отпарной части. Температура поддерживается циркуляцией стабильной нефти из нижней части стабилизационной колонны через печь 13 . Циркуляция стабильной нефти осуществляется насосом 12 по линии X. В печи 13 может также подогреваться часть нестабильной нефти, которая затем подается вверх отпарной колонны по линии XI. В результате нагрева из нефти интенсивно испаряются легкие фракции, которые поступают в верхнюю часть стабилизационной колонны, где на тарелках происходит более четкое разделение на легкие и тяжелые углеводороды. Пары легких углеводородов и газ по линии VII из стабилизационной колонны поступают в конденсатор-холодильник 9 , где они охлаждаются до 30°С, основная их часть конденсируется и накапливается в емкости орошения 10 . Газ и несконденсировавшиеся пары направляются по линии VIII на горелки печи 13 . Конденсат (широкая фракция легких углеводородов) насосом 11 и перекачивается в емкости хранения, а часть по линии IX направляется вверх стабилизационной колонны на орошение. Часто для перемещения нефти от АГЗУ до ЦПС применяют ДНС – дожимную насосную станцию, т.к. пластового давления оказывается недостаточно. На ЦПС расположены также установки по подготовке воды – УПВ, на которой вода, отделенная на УКПН от нефти, подвергается очистке от частиц механических примесей, окислов железа и т.д. и направляется в систему поддержания пластового давления (ППД).
По моделированию «Колонна Ректификация Т-100/1» » Мы с АГНИ
... нефть, применяют перегонку с ректификацией. Процесс ректификации проводится в ректификационных колоннах ... нефти; - атмосферной перегонки нефти; - вакуумной перегонки мазута. КОЛИЧЕСТВО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ, ЛИНИЙ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ 1. Электрообессоливание нефти осуществляется по одноступенчатой схеме. Предназначено для удаления солей и пластовой воды из нефти. 2. Разогрев нефти ... работы ректификационной колонны ...
В системе ППД подготовленная вода с помощью кустовых насосных станций (КНС) под большим давлением (до 20?25 МПа) через систему трубопроводов-водоводов подается к нагнетательным (инжекционным) скважинам и затем в продуктивные пласты.
Рассмотрим основные принципы технологических процессов промысловой подготовки нефти и воды. Продукция нефтяных скважин прежде всего подвергается процессу сепарации (отделению от нефти газа, а также воды).
Сепарацию нефти выполняют в специальных агрегатах-сепараторах, которые бывают вертикальными и горизонтальными. Вертикальный сепаратор (рис. 1.3) состоит из четырех секций.
Рис. 1.2. Технологическая схема УКПН:
1 – насос; 2 – теплообменник; 3 – отстойник (ступень обезвоживания);
4 – смеситель (с чистой водой); 5 – отстойник (1 ступени); 6 – электродегитратор;
7 – теплообменник (150 – 160 0 С); 8 – стабилизированная колонна (отпарная); 9 – холодильный конденсатор (до 30 0 С); 10 – емкость орошения; 11, 12 – насос; 13 – печь; 14 – насос
Горизонтальный сепаратор
1 – входной трубопровод; 2 – вилка для предварительного отбора газа; 3 – каплеуловитель (сепаратор газа); 4 – жалюзийные насадки; 5 – газопровод с регулятором давления «до себя»; 6 — предохранительный клапан; 7 – корпус сепаратора; 8 – поплавок; 9 – пеногасители; 10 — наклонные полки
Горизонтальные сепараторы, Горизонтальный сепаратор
Обезвоживание и обессоливание нефти – взаимосвязанные процессы, т.к. основная масса солей сосредоточена в пластовой воде и удаление воды приводит одновременно к обессоливанию нефти.
Обезвоживание нефти затруднено тем, что нефть и вода образуют стойкие эмульсии типа «вода в нефти». В этом случае вода диспергирует в нефтяной среде на мельчайшие капли, образуя стойкую эмульсию. Следовательно, для обезвоживания и обессоливания нефти необходимо отделить от нее эти мельчайшие капли воды и удалить воду из нефти. Для обезвоживания и обессоливания нефти используют следующие технологические процессы: гравитационный отстой нефти, горячий отстой нефти, термохимические методы, электрообессоливание и электрообезвоживание нефти. Наиболее прост по технологии процесс гравитационного отстоя. В этом случае нефтью заполняют резервуары и выдерживают определенное время (48 ч и более).
Осушка газа методом абсорбции
... переработки газов. В практике осушки углеводородных газов применяют абсорбционные и адсорбционные методы, причем из абсорбционных чаще всего используют осушку гликолями (этиленгликоль, диэтиленгликоль и триэтиленгликоль), а из адсорбционных силикагелем или цеолитами (природными ...
Во время выдержки происходят процессы коагуляции капель воды, и более крупные и тяжелые капли воды под действием сил тяжести (гравитации) оседают на дно и скапливаются в виде слоя подтоварной воды.
холодной нефти
Более эффективны методы химические, термохимические, а также электрообезвоживание и обессоливание. При химических методах в обводненную нефть вводят специальные вещества, называемые деэмульгаторами. В качестве деэмульгаторов используют ПАВ. Их вводят в состав нефти в небольших количествах от 5?10 до 50?60 г на 1 т нефти. Наилучшие результаты показывают так называемые неионогенные ПАВ, которые в нефти не распадаются на анионы и катионы. Это такие вещества, как дисолваны, сепаролы, дипроксилины и др. Деэмульгаторы адсорбируются на поверхности раздела фаз «нефть-вода» и вытесняют или заменяют менее поверхностно-активные природные эмульгаторы, содержащиеся в жидкости. Причем пленка, образующаяся на поверхности капель воды, непрочная, что отмечает слияние мелких капель в крупные, т.е. процесс коалесценции. Крупные капли влаги легко оседают на дно резервуара. Эффективность и скорость химического обезвоживания значительно повышается за счет нагрева нефти, т.е. при термохимических методах, за счет снижения вязкости нефти при нагреве и облегчения процесса коалесценции капель воды.
аппараты-электродегидраторы
В то же время легкие углеводороды являются ценным сырьем и топливом (легкие бензины).
Поэтому перед подачей нефти из нее извлекают легкие низкокипящие углеводороды. Эта технологическая операция и называется стабилизацией нефти. Для стабилизации нефти ее подвергают ректификации или горячей сепарации. Наиболее простой и более широко применяемой в промысловой подготовке нефти является горячая сепарация, выполняемая на специальной стабилизационной установке. При горячей сепарации нефть предварительно подогревают в специальных нагревателях и подают в сепаратор, обычно горизонтальный. В сепаратор из подогретой до 40?80 0 С нефти активно испаряются легкие углеводороды, которые отсасываются компрессором и через холодильную установку и бензосепаратор направляются в сборный газопровод. В бензосепараторе от легкой фракции дополнительно отделяют за счет конденсации тяжелые углеводороды.
Рисунок 1.5. Электродегидратор ЭГ-200-10.
Вода, отделенная от нефти на УКПН, поступает на УПВ, расположенную также на ЦПС. Особенно большое количество воды отделяют от нефти на завершающей стадии эксплуатации нефтяных месторождений, когда содержание воды в нефти может достигать до 80%, т.е. с каждым кубометром нефти извлекается 4 м 3 воды. Пластовая вода, отделенная от нефти, содержит механические примеси, капли нефти, гидраты закиси и окиси железа и большое количество солей. Механические примеси забивают поры в продуктивных пластах и препятствуют проникновению воды в капиллярные каналы пластов, а следовательно, приводят к нарушению контакта «вода-нефть» в пласте и снижению эффективности поддержания пластового давления. Этому же способствуют и гидраты окиси железа, выпадающие в осадок. Соли, содержащиеся в воде, способствуют коррозии трубопроводов и оборудования. Поэтому сточные воды, отделенные от нефти на УКПН, необходимо очистить от механических примесей, капель нефти, гидратов окиси железа и солей, и только после этого закачивать в продуктивные пласты. Допустимые содержания в закачиваемой воде механических примесей, нефти, соединений железа устанавливают конкретно для каждого нефтяного месторождения. Для очистки сточных вод применяют закрытую (герметизированную) систему очистки.
Добыча нефти и газа на Ярино-Каменноложском, Кокуйском и Уньвинском ...
... либо (в редких случаях) устанавливают забойный штуцер. Режим работы скважины (дебиты нефти. газа и воды, давление забойное и устьевое) зависит от характеристики самой ... центрального запорного устройства 50−150 мм. Фонтанная арматура скважин морских месторождений с подводным устьем имеют специальные конструкции для дистанционной сборки ... Полазна), Уньвинское и Сибирское (г. Березники) и Кокуйское (г. ...
В герметизированной системе в основном используют три метода: отстой, фильтрования и флотацию. Метод отстоя основан на гравитационном разделении твердых частиц механических примесей, капель нефти и воды. Процесс отстоя проводят в горизонтальных аппаратах – отстойниках или вертикальных резервуарах-отстойниках. Метод фильтрования основан на прохождении загрязненной пластовой воды через гидрофобный фильтрующий слой, например через гранулы полиэтилена. Гранулы полиэтилена «захватывают» капельки нефти и частицы механических примесей и свободно пропускают воду. Метод флотации основан на одноименном явлении, когда пузырьки воздуха или газа, проходя через слой загрязненной воды снизу вверх, осаждаются на поверхности твердых частиц, капель нефти и способствуют их всплытию на поверхность. Очистку сточных вод осуществляют на установках очистки вод типа УОВ-750, УОВ-1500, УОВ-3000 и УОВ-10000, имеющих пропускную способность соответственно 750, 1500, 3000 и 10000 м 3 /сут. Следует отметить, что установка УОВ-10000 состоит из трех установок УОВ-3000. Каждая такая установка состоит из четырех блоков: отстойника, флотации, сепарации и насосного.
отстойник (
Все оборудование системы сбора и подготовки нефти и воды поставляют в комплектно-блочном исполнении в виде полностью готовых блоков и суперблоков.
Рис. 1 6. Схема отстойника ОГ-2000С
1.5. Стабилизация нефти
Добываемые нефти могут содержать в различных количествах растворенные газы (азот, кислород, сероводород, углекислоту, аргон и другие) и легкие углеводороды. При движении нефти от забоя скважины до нефтеперерабатывающего завода из-за недостаточной герметизации систем сбора, транспорта и хранения часто полностью теряются растворенные в ней газы и происходят значительные потери легких нефтяных фракций. При испарении легких фракций, таких как метан, этан и пропан, частично уносятся и более тяжелые углеводороды (бутан, пентан и др.).
Как известно, чем чаще нефть контактирует с атмосферой и чем продолжительней контакт с ней, тем больше потери легких фракций.
Предотвратить потери нефти можно путем полной герметизации всех путей движения нефти. Однако несовершенство существующих систем не позволяет практически сделать это.
Следовательно, необходимо газы и легкие фракции нефти отобрать в условиях нефтепромысла и направить их для дальнейшей переработки, тем самым снизить способность нефти к испарению. Основную борьбу с потерями нефти необходимо начинать с выхода ее из скважины.
стабилизацией
В настоящее время для стабилизации нефти на промыслах используют в основном метод сепарации. Применяют сепараторы различных конструкций, из которых наибольшее распространение получили гравитационные, жалюзийные и центробежные (гидроциклонные).
Выпускной квалификационной работы «Технологическая установка ...
... метод. Суть данного метода в предварительном нагреве нефти и добавлении пеногасителя, что позволит провести более качественную очистку нефти от растворѐнных газов. Основными задачами выпускной работы ... воды и газа от нефти производится с целью: 1. получения нефтяного газа, для последующего использования, как топливо и химическое сырье; 2. уменьшение перемешивания нефти, газа и воды, ...
В гравитационных сепараторах осаждение капельной и твердой взвесей из газового потока происходит под действием силы тяжести. Высокая степень разделении газа и жидкости достигается при очень малых скоростях газа. Установленная практикой оптимальная скорость газа, при которой степень отделения нефтяной взвеси составляет 75—85%, равна 0,1 м/с при давлении 6 МПа.
Жалюзийные сепараторы позволяют достичь более высокой степени очистки газа от взвешенной нефти, чем гравитационные. Установленная на выходе такого сепаратора жалюзийная насадка отбивает значительную часть капелек нефти, не осевших под действием гравитационной силы.
В гидроциклонных сепараторах отделение газа от нефти происходи за счет отбрасывания центробежной силой более тяжелых капель нефти к периферии, т.е. к стенкам сепаратора, по которым она стекает вниз.
Процесс комплексной подготовки нефти является вредным производством, так как нефть и отделенный от нее нефтяной газ, применяемый деэмульгатор, являются токсичными и вредными веществами.
Из–за утечки углеводородных газов, за счет разгерметизации оборудования, возможны отравления людей. Также возможен взрыв и пожар.
Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.567 – 96 класс вредности I, ширина защитной зоны 2000 м.
При работе на высотных лестницах, установках возможны падения людей.
Общее руководство работ по охране труда и ответственность за состояние техники безопасности возлагаются на соответствующие подразделения, обслуживающие УКПН, на начальника и главного инженера.
Начальники служб и подразделений в пределах, закрепленных за ними объектов должны обеспечить создание безопасных условий труда, проводить инструктаж и обучение персонала безопасными методами работы, контролировать выполнение правил и инструкций по технике безопасности и пожарной безопасности, обеспечивать рабочих инструкциями по профессиям и по видам работ, а рабочие места необходимыми плакатами. Инструкции по безопасным методам ведения работ должны пересматриваться и переутверждаться один раз в три года, а также при введении новых правил и норм, типовых инструкций, изменении техники и технологии.
Организация и производство работ на объектах УКПН должны учитывать специфику производства, определяемую опасными свойствами газа и конденсата: токсичностью, испаряемостью, способностью электризоваться, взрывоопасностью, пожароопасностью, коррозионной активностью.
Каждый рабочий и инженерно-технический работник обязан немедленно докладывать своему непосредственному руководителю о замеченных им нарушениях и неисправностях оборудования.
Пожарная профилактика и средства пожаротушения
По НПБ 105 – 95 все производственные помещения УКПН относятся к категории А, степень огнестойкости здания I. Стены изготовлены из железобетона, кирпича, предел огнестойкости зданий и несущих конструкций 2 часа.
На случай возникновения пожара предусмотрено по два эвакуационных выхода из каждого здания, шириной не менее 1 метра и высотой не менее 2 метров. Для тушения пожара применяются первичные средства тушения пожара: ящики с песком, кошма, пенные огнетушители ОХП – 10, ОХП – 15, ОВГ – 100 и ОУ – 2, ОУ – 8, которые находятся на каждой установке и в зданиях у выхода.
Курсовая работа по вентиляции кинотеатра скачать бесплатно без регистрации
... связанных с регулированием и наладкой смонтированных систем вентиляции, на воздуховодах предусмотрены специальные лючки с заглушками. ... = 300), чел. Расчет Поступления углекислого газа ведется по следующей формуле: где: - поступления углекислого газа от одного человека ( = 23), ... в помещения продуктов горения (дыма) во время пожара предусмотрены противопожарные клапаны. 3. Расчет воздухообмена. 3.1. ...
УКПН оборудован лафетными стояками, системами пожарного водопровода. При пожаре включаются противопожарные насосные станции. Наружная установка по периметру оснащена пеногенераторными стояками, системами паротушения 10 атм. паром.
Мероприятия по предупреждению пожара:
Индивидуальные средства защиты
Весь обслуживающий персонал обеспечивается индивидуальными средствами защиты:
Для обеспечения нормальных метеоусловий и снижения концентрации вредных веществ на складе реагентного хозяйства, в операторной и насосной предусмотрены естественная и искусственная вентиляция. Естественная вентиляция осуществляется через вентиляционные короба, искусственная вентиляция – общая приточно – вытяжная. В насосной, компрессорной, на складе химреагентов, операторной кратность воздуха К = 3 ч – 3 . Также в насосной предусмотрена вентиляция с восьмикратным воздухообменом, которая приводится в действие автоматически, когда концентрация взрывоопасного вещества – углеводородного газа, в воздухе на 20% меньше, чем нижний концентрационный предел его воспламенения. Предусмотрено включение с наружи автомеханическую вентиляцию.
Воздуховоды изготавливают из не искрящего и нержавеющего материала, чтобы не возникло статистических зарядов. Воздуховоды заземляют.
Для поддержания в зимнее время нормальной температуры в помещениях используют водяное отопление с температурой греющей воды 80 0 С.
При добыче нефти на поверхность вместе с ней извлекается большое количество пластовой высокоминерализованной воды.
В нефтяном газе может содержаться сероводород и углекислый газ (содержание сероводорода в воздухе 3мг/л опасно для жизни человека).
Извлеченную на поверхность пластовую воду отделяют путем отстоя от нефти и закачивают снова в пласт через нагнетательные или специально пробуренные поглощающие скважины. Нефтяной газ, содержащий H 2 S и СО2 , идет на сжигание на факел или на собственные нужды, то есть в печь.
В целях защиты атмосферного воздуха от загрязнения, сброс газа с ППК предусматривается через дренажную емкость на факел для сжигания.
С целью охраны водоемов от попадания загрязненных стоков, все промышленные стоки направляются по системе трубопроводов на очистные сооружения с последующей подачей их в систему поддержки пластового давления.
По охране окружающей среды проводятся мероприятия:
и т.д.
