Совершенствование конструкции сепаратора системы подготовки нефти и газа
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время нефть и газ по-прежнему являются наиболее важными видами топлива, доступными на нашей планете, и они играют важную роль в нашей повседневной жизни благодаря своему влиянию на политику государств и ее широкого практического применения. Нефть химическое соединение растворима в органических растворителях, в обычных условиях нерастворима в воде, но может образовывать с ней стойкие эмульсии. В технологии для отделения от нефти воды и растворённой в ней соли проводят обезвоживание и обессоливание.
нефть представляет собой многокомпонентную коллоидную систему, то есть жидкость, в которой взвешены мицеллы — полутвёрдые сгустки высокомолекулярных смол, асфальтенов и карбенов, не растворимых в жидких углеводородах при обычных температурах — а также, зачастую, углистые (состоящие из карбенов и карбоидов) и минеральные частицы и вода.
В состав нефти входит около тысячи индивидуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды (более 500 веществ, обычно
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 8
1.Анализ процесса подготовки нефти и газа. 12
1.1 Промысловая подготовка нефти и газа 12
1.2 Подготовка нефти к транспортировке 14
1.3 Процессы подготовки газа 16
1.4 Анализ Реконструкция системы подготовки нефти и газа 19
1.5. Основные процессы промысловой подготовки нефти 20
2. Процесс разделение нефти и газа в сепараторах системы подготовки нефти и газа 21
2.1. Принцип работы нефтегазового сепаратора 21
2.2 Классификация сепараторов системы подготовки нефти и газа. 25
2.3. Вертикальный сепаратор 26
2.4 Горизонтальный сепаратор 28
2.5 Патентный обзор существующего сепарационного оборудования 32
3.Обзор конструкций насадок и их применения в сепараторах для переработки нефти и газа. 42
3.1 Жалюзийные насадки 42
3.2 Сетчатые насадки 43
3.3 Применение жалюзийных пакетов 52
3.4 Сборка и разборка каплеуловительной секции в сепараторе 53
4.Основные методы совершенствования конструкции сепаратора системы подготовки нефти и газа. 55
4.1 Уменьшение занимаемого объема оборудования 56
4.2. Расчет нефтегазового сепаратора 59
4.3. Проектирование и усовершенствование горизонтального нефтегазового сепаратора и его комплектующих 63
4.4. Определение скорости в свободном сечении сепаратора и на входе в жалюзийную насадку и в жалюзийном канале 68
4.5. Определение критической скорость газа в жалюзийной насадке 72
4.6. Определение минимального размера капли, осаждаемой в жалюзийной насадке 75
4.7. Прочностной расчет сепаратора 75
4.8. Усовершенствование конструкции нефтегазового сепаратора с помощью программной платформы solidworks 80
4.8.1 Создание цифровой модели горизонтального сепаратора 80
4.8.2. Создание сборки 84
4.8.3. Создание чертежей 88
4.8.4. Прочностной анализ методом конечных элементов 91
4.9 Оптимизационный расчет 95
4.9.1. Расчетная схема 95
4.9.2. Создание модели 96
4.9.3. Прочностной анализ базовой модели 98
4.9.4. Оптимизация корпус сепаратора 101
4.9.5. Анализ полученных результатов 105
4.9.6 Модернизация жалюзийного пакета 105
4.9.7. Расчет скорости газа в жалюзийном пакете сконструированном сепараторе 109
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 113
Список использованных источников 115
Список использованных источников
1. В.А. Слышенков, А.В. Деговцов Оборудование для сбора и подготовки нефти и газа.
2. Зиберт Г.К., Запорожец Е.П., Зиберт А.Г., Валиуллин И.М., Андреева Н.Н. Технологические процессы и методы расчета оборудования установок подготовки углеводородных газов: Учебное пособие. – М.: Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина, 2015. – 447с.: ил.
3. Ивановский В.Н., Мерициди И.А., Куликова И.С. Оборудование для сбора и подготовки газа на промыслах: Учебное пособие. – М.: Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина, 2014. – 421с.: ил.
4. Патент № 2429049. Сепаратор для очистки газа// Крючков С.А., Жиздюк В.А., Оплетаев В.М./ Заявка на изобретение 2005114122/06, от 11.05.2005. Опубл. – 27.12.2007.
5. Патент № 22362821. Аппарат для очистки газа от жидких и твердых примесей. // Бессонный А.Н., Котлов Г.М., Прилуцкий А.И./ Заявка на изобретение 2003116949, от 29.05.2003. Опубл. – 20.09.2004.
6. Патент №2440173. Газожидкостный сепаратор жалюзийного типа. / Бессонный Евгений Анатольевич (RU), Машковцев Павел Дмитриевич (RU), Сидоров Виктор Михайлович (RU)./ Опубл. – 05.02.2006.
7. Патент №256327. Аппарат для разделения и дегазации жидкости. / Зиберт Генрих Карлович (RU), Зиберт Алексей Генрихович (RU), Валиуллин Илшат Минуллович (RU)./ Заявка на изобретение 2013119214/05, от 25.04.2013. Опубл – 20.11.2014.
8. Виды сепараторов нефти и газа. Спецнефтьмаш. URL: https://snmash.ru/articles/222-vidy-separatorov-nefti-i-gaza.html
9. Описание горизонтального сепаратора. Ремстроймаш. URL: https://www.npommz.ru/blog/vidy-separatorov-nefti
10. Большаков В.П., Бочков А.Л., Лячек Ю.Т., Твердотельное моделирование деталей в САD-системах: AutoCAD, КОМПАС-3D, SolidWorks, Inventor, Creo. -СПб, Питер, 2015. – 480 с.
11. Веб-справка САПР SolidWorks (http://help.solidworks.com/HelpProducts.aspx)
12. Веб-справка САПР КОМПАС-3D (http://k-dss.ru/upload/iblock/094/09488a102edac92b0c7ef93bbee9d03f.pdf)
13. Решетов Д.Н. (1992) Детали машин: Атлас конструкций. В 2-х ч.
14. Анурьев В.И. Справочник конструктора
Подготовка нефти и газа включает ряд технологических процессов, направленных на отделение нефти от воды, газа, механических примесей и солей, для использования отдельно или для утилизации, таким образом, процесс разделения компонентов является одной из важнейших операций по переработке нефти и газа.
В систему сбора продукция скважин поступает в виде водонефтяной эмульсии, для разделения которой необходима подача специальных деэмульгаторов. Процесс разделения продукции может быть совмещен с транспортом, при этом деэмульгатор вводится в продукцию на групповых замерных установках (ГЗУ). В процессе движения происходит разделение эмульсии на нефть и воду, на ДНС вода и газ удаляются, а частично дегазированная и обезвоженная нефть транспортируется в пункт подготовки нефти и газа. Отделенная вода поступает по соответствующим трубопроводам на пункт подготовки воды и далее в систему поддержания пластового давления (ППД), а попутный газ в систему сбора и подготовки химреагентов газа. Доведение нефти до товарной кондиции подготовки и перекачки нефти (ЦППН). Основным способом подготовки нефти является термохимическое отстаивание, в процессе которого продукция нагревается до температуры 70- 90°C, в неё вводится деэмульгатор, и она проходит несколько ступеней осуществляется