Цех подготовки и перекачки нефти

- подтоварная вода: нефть  – 0,1%; вода – 99,9%.

Обозначим: Qнот = Н – количество некондиционной нефти из блока отстоя, кг/ч; Qвот = В – количество пластовой воды из блока отстоя, кг/ч.

Тогда составим систему уравнений:

 

Qсеп . Rнсеп = 0,995 . Н + 0,001 . В

Qсеп . Rвсеп = 0,005 . Н + 0,999 . В.

 

Решая эту систему, получаем

 

Таким образом, количество некондиционной нефти и количество пластовой  воды после блока отстоя, соответственно равны

Qнот = 44,7116 т/ч, в том числе:

- нефть – 0,995.Qнот= 44,488 т/ч;

- вода – 0,005.Qнот= 0,2236 т/ч.

Qвот = 71,2763 т/ч, в том числе:

- вода 0,999.Qвот= 71,2050 т/ч;

- нефть – 0,001.Qвот= 0,0713 т/ч.

 

Данные по расчету блока  сепарации второй ступени и сброса воды заносим в табл. 3.3.1

Таблица 3.3.1 Материальный баланс сброса воды

Приход				Расход
	% масс	т/ч	т/г		% масс	т/ч	т/г
Эмульсия				Обезвоженная нефть	38,42
в том числе:
нефть	38,6173255	44,937	377475	в том числе:
вода	61,3826745	71,429	600000	нефть	99,5	44,49	373686,66
				вода	0,5	0,22	1877,82
				Всего	100	44,71	375564,47
				Подтоварная
				вода	61,25
				в том числе:
				вода	99,9	71,21	598108,64
				нефть	0,1	0,07	598,71
				Всего	100,0	71,28	598707,35
				Газ	0,32	0,38	3175,3
Итого	100,00	116,37	977475	Итого	100,0	116,37	977475

 

3.4 Общий материальный баланс установки

 

На основе материальных балансов отдельных стадий составляем общий  материальный баланс установки подготовки нефти, представленный в табл. 3.4.1 /6,5/

 

Таблица 3.4.1 Общий материальный баланс установки

		Приход				Расход
	% масс	т/ч	т/г		% масс	т/ч	т/г
Эмульсия				Подготовленная	37,56
в том числе:				нефть
нефть	40	47,619	400000	в том числе:
вода	60	71,429	600000	нефть	99,5	44,49	373686,66
				вода	0,5	0,22	1877,82
				Всего	100,00	44,71	375564,47
				Газ	2,57	3,06	25704
				Подтоварная	59,87
				вода
				в том числе:
				вода	99,9	71,21	598108,64
				нефть	0,1	0,07	598,71
				Всего	100	71,28	598707,35
Итого	100	119,05	1000000	Итого	100,00	119,05	1000000

4. Описание и расчёт отстойника

 

Исходя из состава входящей нефти, производительности месторождения  и требований Когалымского НПЗ к  качеству нефти, поступающего со скважин, а также в связи с истечением срока службы отстойников, было решено, что более целесообразно вместо двух отстойников ОГ -100, для разделения водонефтяной эмульсии мною был выбран стандартный отстойник ОГ-200С объёмом 200м³ , который помимо отстоя нефтяных эмульсий с целью разделения последних на составляющие их нефть и пластовую воду обеспечивает дополнительную сепарацию газа, находящегося в нефти как в свободном так и в растворенном состоянии. Допускается применение установки для подготовки легких и средних нефтей, содержащих сероводород и другие коррозионно-активные компоненты. В шифре приняты следующие обозначения: ОГ - отстойник горизонтальный; число - объем емкости (в м3); С - с сепарационным отсеком.

Отстойник ОГ-200С (рис. 2) представляет собой горизонтальную стальную цилиндрическую емкость диаметром 3400 мм с эллиптическими днищами.

Рис. 2. Схема отстойника ОГ-200С  

 

Перегородкой 3 емкость разделена на два отсека, из которых левый I - сепарационный, а правый II - отстойный. Отсеки сообщаются друг c другом при помощи двух распределителей, представляющих собой стальные трубы 8 с наружным диаметром 426 мм, снабженные отверстиями, расположенными 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 11, расположенным в левом днище. В верхней части отстойного отсека расположены четыре сборника нефти 4, соединенные с коллектором и штуцером выхода отстоявшейся нефти. В нижней части этого отсека имеется штуцер 6 для удаления отделившейся воды.

Подогретая нефтяная эмульсия через штуцер 1 поступает в распределитель, расположенный в верхней части сепарационного отсека. При этом из обводненной нефти выделяется часть газа, находящегося в ней как в свободном, так и в растворенном состоянии. Отделившийся газ через штуцер 11 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 попадает в два коллектора 8, находящихся в отстойном отсеке. Над коллекторами находятся распределители эмульсии 7. Из коллекторов нефть поступает под коробчатые распределители и через отверстия, просверленные в их боковых поверхностях, вытекает тонкими струйками под уровень пластовой воды в отсеке. Благодаря наличию коробчатых распределителей нефть приобретает вертикальное движение по значительной плошади аппарата. Обезвоженная нефть всплывает вверх и попадает в сборник 4, расположенный 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 сточных вод.

Отстойник ОГ-200С поставляется комплектно с контрольно-измерительными приборами, позволяющими осуществлять автоматическое регулирование уровней  раздела «нефть - газ» и «нефть - пластовая  вода» в отсеках, а также местный  контроль за давлением среды в  аппарате, уровней раздела «нефть - газ» и «нефть - пластовая вода». Техническая характеристика отстойника ОГ-200С приведена ниже./2,5/

 

Рабочая среда                                         нефть, газ, пластовая вода

Рабочее давление, МПа                                                                     0,6

Температура среды, °С                                                                      до 100

Объем аппарата, м³                                                                            200

Габариты, мм:           

 длина                                                                                        23800           

 ширина                                                                                    6660           

 высота                                                                                           5780

Масса, кг                                                                                             48105

Материал        Сталь 08х18Н10Т

 

Рассчитаем количество аппаратов, необходимых для обслуживания Ватьеганского  месторождения.

Температура обезвоживания 40-45°С,

давление 1,2-2,5 кгс/см² (0,12-0,25 мПа),

время отстоя эмульсии 30-60 минут,

Рассчитаем производительность аппарата в минуту по формуле :

Q = , (4.1)

где Q - производительность аппарата, м³/мин, м³/час;

V - объём аппарата, м³;

с – коэффициент заполнения объёма аппарата жидкостью, равен 0,6;

t- время пребывания, мин

Q = = 4 м³/мин = 240 м³/час

 

Рассчитаем объемный расход потока по формуле :

υ_ж = , (4.2)

 

где υ_ж - объёмный расход потока, м³/сут;

n- количество аппаратов, шт;

1,2 - коэффициент запаса, применяемый,  если будет дополнительная подача  жидкости;

Q - производительность аппарата, м³/мин, м³/час.

υ_ж = = 4 800 м³/сут

Из расчёта видно, что  пропускная способность одного отстойника, объёмом 200 м³ 4 800 м³/сут (4 228 т/сут). Таким образом одного аппарата достаточно для обслуживания данного месторождения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В проекте рассмотрены теоретические основы обезвоживания нефти и основные способы разрушения нефтяных эмульсий. Разработана принципиальная технологическая схема дожимной насосной станции с установкой предварительного сброса воды, а также рассчитаны материальные балансы первой и второй ступени сепарации, сброса воды и общий материальный баланс установки, из которого следует, что содержание воды в нефти после подготовки уменьшилось с 60 до 0,5 % мас., что удовлетворяет требованиям предъявляемым Когалымским НПЗ для нефтей, поступающих со скважин на дальнейшую переработку. Установлены и рассчитаны основные показатели работы отстойника для разделения водонефтяной эмульсии, а также количество аппаратов, необходимых для обслуживания Ватьеганского месторождения:

Рабочая среда                                         нефть, газ, пластовая вода

Рабочее давление, МПа                                                                     0,6

Температура среды, °С                                                                      до 100

Объем аппарата, м³                                                                            200

Габариты, мм:

            длина                                                                                        23800

            ширина                                                                                    6660

            высота                                                                                      5780

Масса, кг                                                                                             48105

Производительность, м³/сут       4800

Количество аппаратов, шт       1

Материал        Сталь 08х18Н10Т

 

 

 

5. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. Изд. 2 перераб, и доп. М., Недра, 1979, с. 319.
2. Расчет технологических установок системы сбора и подготовки скважиной продукции. С.А. Леонтьев, Р.М. Галикеев, О.В. Фоминых.: Учебное пособие. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2010
3. Сбор, подготовка и хранение нефти. Технология и оборудование. Учебное пособие. / А.Р. Хафизов, Н.В. Пестрецов, В.В.Чеботарев и др. ; Под ред. А.Р.Хафизова, Н.В. Пестрецова, В.В. Шайдакова. 2002,с. 551.
4. Ахметов С.А., Ишмияров М.Х., Кауфман А.А. Технология переработки нефти, газа и твердых горючих ископаемых. СПб.: Недра. 2009. 827 с.
5. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки. Справочник. М.: Химия, 1979, 566 с.
6. Савельев С.Д. Отчет по производственной практике в Филиале ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени. 2012.