УДК 543.4:544.2

А.Р. Хакова

МОДЕРНИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ

COMPREHENSIVE MODERNIZATION OF INSTALLATION OF PREPARATION OF OIL

Ключевые слова: флюиды, установка подготовки нефти, транспорт газа, применение эжекторов, девонская нефть

Рассмотрена

установка

комплексной

подготовки

нефти.

Выявлен

недостаток

существующих

установок

комплексной подготовки нефти – транспорт газа с аппаратов происходит раздельно компрессорной станцией и

приводит

к

высоким

энергетическим

и

эксплуатационным

затратам.

Для

их

снижения

в

данной

статье

предлагается применение на установках комплексной подготовки нефти эжекторов. Они позволяют произвести

совместный транспорт газа по одному общему магистральному газопроводу с сепараторов с разным давлением.

Keywords: fluids, oil treatment unit, gas transport, application of ejectors, devonian oil

The installation of complex oil treatment is considered. A shortage of existing installations for complex oil treatment has

been identified - gas transport from the apparatus is carried out separately by the compressor station and leads to high

energy and operational costs. To reduce them, this article suggests the use of ejectors in complex oil treatment plants.

They make it possible to carry out joint gas transportation along one common main gas pipeline from separators with

different internal pressures.

Флюиды,

которые

поступают

со

скважин, нуждаются в очистке. Так флюид

состоит из нефти, воды, газа и различных

механических примесей.

Рисунок1-Пример флюидов, получаемых со

скважин

Рисунок2-Эмульсия:а)прямая; б)обратная

Установка комплексной подготовки

нефти

нужна

для

того,

чтобы

проводить

полный комплекс подготовки сырой нефти,

которая

получена

с

пластов

девона,

и

получать

товарную,

стабильную

нефть,

а

т а к ж е

ш и р о к и е

ф р а к ц и и

л е г к и х

углеводородов,

нефтяной

растворитель

парафинов и нефтяного печного топлива.

Обычно,

установка

комплексной

подготовки

нефти

представляет

собой

комплекс оборудования, который включает

н а с о с ы ,

с е п а р ат о р ы ,

о т с т о й н и к и ,

конденсаторы,

резервуары-отстойники,

теплообменники

и

другие

элементы

оборудования. [1]

Рисунок2- Сепаратор, один из элементов

оборудования УКПН

На

сегодняшний

день

существует

ряд

актуальных

проблем

в

нефтяной

о т р а с л и ,

н а п р и м е р ,

т а к и е

к а к

предварительное обезвоживание продукции

скважин

на

месторождениях,

утилизация

попутного

газа,

измерение

параметров

продукции нефтяных скважин.

Если

анализировать

решения,

которые применяются к данным проблемам,

то можно заметить, что в них отсутствуют:

–

р е ш е н и я

в о п р о с о в

п о

совместному сбросу воды и поддержанию

пластового давления;

–

возможно сть

расположения

установок

предварительного

сброса

воды

неподалеку,

примерно

в

5-10

км,

от

нефтеперекачивающей

станции,

для

подготовки

сырой

нефти

до

товарных

кондиций;

– улучшение первичной подготовки

продукции скважин и системы сбора, для

того,

чтобы

сократить

ко л и ч е с т в о

дожимных

насосных

станций,

которые

находятся на близких расстояниях друг от

друга;

–

п р и м е н е н и е

технико-

технологических

решений,

которые

предусмотрены для утилизации попутного

газа

в

соответствие

с

лицензионными

требованиями;

–

характеристики

каче ства

и

измерение количества продукции скважин

до

того,

как

сдают

товарную

нефть

на

нефтеперекачивающие

станции,

а

также

обеспечение метрологических показателей

на

скважине,

при

подготовке

продукции

скважин

в

системе

сбора,

на

установках

п о д г о т о в к и

н е ф т и ,

у с т а н о в к а х

предварительного сброса воды, то есть на

каждом этапе добычи. [2]

В данной статье будет рассмотрена

модернизация

Карабашской

установки

комплексной

подготовки

нефти

«НГДУ

Лениногорскнефть».

Целью

модернизации

установки

комплексной

подготовки

нефти

является

с н и ж е н и и

э н е р г е т и ч е с к и х

и

эксплуатационных

затрат

на

транспорт

газа.

К о г д а

н е ф т ь

д в и ж е т с я

в

аппаратах,

то

давление

газа

постепенно

уменьшает ся,

в

связи

с

этим

д л я

д а л ь н е й ш е г о

т р а н с п о р т а

г а з а

с

неодинаковым

давлением

для

подготовки

и

переработки

требуется

использовать

вакуум-компрессорную

станцию.

[3]

Н е д о с т ат ком

с у щ е с т ву ю щ и х

установок

комплексной

п од гото в к и

нефти

является

низкая

экономичность,

т. к .

т р а н с п о рт

г а з а

п р о и сход и т

с

а п п а р а т о в - в а к у у м о в

р а з д е л ь н о -

компрессорной

станцией.

Рисунок1-установка

комплексной

подготовки

нефти

Поставленная задача решается за счет

того,

что

известная

установка

комплексной

п о д г о т о в к и

н е ф т и ,

с о д е р ж а щ а я

п о с л е д о в а т е л ь н о

с о е д и н е н н ы е

трубопроводами

сепаратор

первой

ступени

сепарации,

отстойник

предварительного

обезвоживания,

трубчатую

печь,

сепаратор

второй

ступени

сепарации,

отстойник

второй

ступени

обезвоживания,

сепаратор

третьей

ступени

сепарации,

электродегидратор

и

с е п а р а т о р

г о р я ч е й

с е п а р а ц и и

и

с т а б и л и з а ц и и ,

с н а б ж е н а

ч е т ы р ь м я

основными

и

двумя

дополнительными

эжекторами, при этом вход сопла каждого из

о сновных

эжекторов

соединен

общим

газопроводом

с

патрубком

выхода

газа

сепаратора

первой

ступени

с епарации,

камера

смешения

четвертого

по

ход у

движения

не фт и

о сновного

эж е к т о р а

соединена

газопроводом

с

патрубком

выхода

газа

сепаратора

горячей

сепарации

и

стабилизации,

камера

смешения

третьего

основного

эжектора

соединена

газопроводом

с

патрубком

выхода

газа

сепаратора

третьей

ступени

сепарации,

камера

с м е ш е н и я

второго

основного

эжектора

соединена

газопроводом

с

патрубком

выхода

газа

сепаратора

второй

ступени

сепарации,

выход

четвертого

основного

эжектора

соединен

газопроводом

с

камерой

смешения

второго

по

ходу

движения

нефти

дополнительного

эжектора,

вход

сопла

которого

соединен

газопроводом

с

выходом

третьего

основного

эжектора,

выход

второго

дополнительного

эжектора

соединен

газопроводом

с

камерой

с м е ш е н и я

п е р в о го

д о п о л н и т е л ь н о г о

эжектора,

вход

сопла

которого

соединен

газопроводом

с

выходом

второго

основного

эжектора,

а

выход

первого

дополнительного

эжектора

соединен

газопроводом

с

камерой

смешения

первого

основного

эжектора,

выход

которого

соединен

с

магистральным

г а з о п р о в о д о м

т р а н с п о р т а

г а з а

н а

дальнейшую подготовку и переработку. [4].

На

чертеже

схематически

изображена

установка

комплексной

подготовки

нефти.

Установка

содержит

сепаратор

1

первой

ступени

сепарации,

отстойник

2

предварительного

обезвоживания,

трубчатую

п ечь

3 ,

с е п а р ато р

4

вто р о й

с т у п е н и

сепарации,

отстойник

5

второй

ступени

обезвоживания,

сепаратор

6

третьей

ступени

сепарации,

электродегидратор

7,

сепаратор

8

го р я ч е й

с е п а р а ц и и

и

с т а б и л и з а ц и и ,

с о е д и н е н н ы е

п о с л е д о в а т е л ь н о

трубопроводами

9-15,

трубопровод

16

транспорта

продукции

нефтяных

скважин

в

сепаратор

1

и

трубопровод

17

транспорта

товарной нефти, выходящей из сепаратора 8.

Установка

комплексной

подготовки

нефти

снабжена

четырьмя

о сновными

эжекторами

18-21

и

двумя

дополнительными

эжекторами

22

и

23.

Входы

сопел

24-27

эж е к т о р о в

1 8 - 2 1

с о е д и н е н ы

о б щ и м

газопроводом 28 с патрубком 29 выхода газа

сепаратора

1.

Камера

смешения

30

эжектора

21

соединена

газопроводом

31

с

патрубком

32

выхода

газа

сепаратора

8.

Камера

смешения

33

эжектора

20

с о е д и н е н а

газопроводом 34 с патрубком 35 выхода газа

сепаратора

6.

Камера

смешения

36

эжектора

19

соединена

газопроводом

37

с

патрубком

38

выхода

газа

сепаратора

4.

Выход

39

эжектора

21

соединен

газопроводом

40

с

камерой

смешения

41

второго

по

ходу

движения

нефти

дополнительного

эжектора

23,

вход

сопла

42

которого

с о ед и н е н

газопроводом

43

с

выходом

44

эжектора

20.

В ы х о д

4 5

э ж е к т о р а

2 3

с о е д и н е н

газопроводом

46

с

камерой

смешения

47

первого

дополнительного

эжектора

22,

вход

сопла 48 которого соединен газопроводом 49

с

выходом

50

эжектора

19.

Выход

51

эжектора

22

соединен

газопроводом

52

с

камерой смешения 53 эжектора 18, выход 54

кото р о го

с о ед и н е н

с

м а г и с т р а л ь н ы м

газопроводом

55.

На

газопроводе

2 8

установлены

клапаны

56-59.

Установка

комплексной

подготовки

нефти работает следующим образом.

Продукция

нефтяных

скважин

по

трубопроводу

16

поступает

в

сепаратор

1,

в

котором

происходит

разделение

продукции

на

газ

и

обводненную

нефть.

Газ

как

более

легкая фаза занимает верхнее пространство в

сепараторе 1, а обводненная нефть как более

тяжелая

фаза

-

нижнее

пространство.

Из

с е п а р ато р а

1

о б в од н е н н а я

н е ф т ь

п о

трубопроводу

9

поступает

в

отстойник

2,

в

котором

разделяется

на

воду

и

частично

обезвоженную

нефть.

Вода

располагается

в

нижнем

про странстве

отстойника

2

и

выводится

через

штуцер

60,

а

частично

обезвоженная нефть располагается в верхнем

пространстве аппарата и по трубопроводу 10

уходит в трубчатую печь 3. В трубчатой печи

3

частично

обезвоженная

нефть

нагревается

и по трубопроводу 11 уходит в сепаратор 4.

Давление в сепараторе 4 ниже, чем давление

в

сепараторе

1,

поэтому

в

сепараторе

4

из

п р ед ва р и т е л ьн о

о бе з воже н н о й

н е ф т и

выделяется

и

дальше

растворенный

газ.

Из

сепаратора

4

предварительно

обезвоженная

н е фт ь

у ход и т

п о

т руб о п р о вод у

1 2

в

о т с т о й н и к

5 ,

в

ко т о р ом

п р о и с хо д и т

окончательное

обезвоживание

нефти.

Вода

уходит

из

отстойника

5

через

штуцер

61,

а

нефть

поступает

по

трубопроводу

13

в

сепаратор

6.

В

сепараторе

6

давление

ниже,

чем

в

сепараторе

4,

благодаря

чему

в

с епараторе

6

происходит

д а л ь н е й ш е е

выделение

из

нефти

растворенного

в

ней

газа. Из сепаратора 6 нефть по трубопроводу

14

поступает

в

электродегидратор

7,

в

котором

обессоливается

и

по

трубопроводу

15

уходит

в

сепаратор

8.

Давление

в

с е п а р ат о р е

8

н и ж е ,

ч е м

д а в л е н и е

в

сепараторе

6,

в

результате

чего

из

горячей

нефти

в

сепараторе

8

выделяются

легкие

углеводородные

фракции.

Газ

из

сепаратора

1

уходит

через

патрубок

29

по

общему

газопроводу

28

в

сопла 24-27 эжекторов 18-21.

Легкие

углеводородные

фракции

выходят из сепаратора 8 через патрубок 32 и

по

газопроводу

31

поступают

в

камеру

с м е ш е н и я

3 0

э ж е к т о р а

2 1 .

Г а з ,

выбрасываемый

из

сопла

27

эжектора

21

в

камеру

смешения

30,

перемешивается

с

легкими

углеводородными

фра кция м и.

Образующаяся в камере смешения 30 газовая

смесь

выбрасывается

из

эжектора

21

и

по

газопроводу 40 поступает в камеру смешения

41 эжектора 23. Газ из сепаратора 6 выходит

через

патрубок

35

и

по

газопроводу

34

поступает

в

камеру

смешения

33

эжектора

20.

Газ,

выбрасываемый

из

сопла

2 6

эже кто р а

2 0

в

ка ме ру

с ме ш е н и я

3 3 ,

перемешивается

с

газом

сепаратора

6 .

Образующаяся в камере смешения 33 газовая

смесь

выбрасывается

из

эжектора

20

и

по

газопроводу

43

поступает

в

сопло

42

эжектора

23.

Образующаяся

в

ка м е р е

смешения 41 газовая смесь выбрасывается из

эжектора 23 и по газопроводу 46 поступает в

камеру

смешения

47

эжектора

22.

Газ

из

сепаратора 4 выходит через патрубок 38 и по

газопроводу 37 поступает в камеру смешения

36

эжектора

19.

Газ,

выбрасываемый

из

с о п л а

2 5 ,

п е р е м е ш и в а е т с я

в

к а м е р е

с м е ш е н и я

3 6

с

г а з ом

с е п а р ат о р а

4 .

Образующаяся в камере смешения 36 газовая

смесь

выбрасывается

из

эжектора

19

и

по

газопроводу

49

поступает

в

сопло

48

эжектора

22.

Из

эжектора

22

газовая

смесь

поступает

по

газопроводу

52

в

камеру

смешения

53

эжектора

18,

в

кото р о й

смешивается с газом, поступающим из сопла

24 по общему газопроводу 28 с сепаратора 1.

Газовая смесь из эжектора 18 выбрасывается

в магистральный газопровод 55, по которому

т р а н с п о р т и р у е т с я

н а

д а л ь н е й ш у ю

подготовку

и

переработку.

К л а п а н ы

5 6 - 5 9

с л у ж а т

д л я

регулирования

расхода

газа

через

сопла

24-

27 эжекторов 18-21.

О с н о в н ы е

и

д о п о л н и т е л ь н ы е

эжекторы

позволяют

произвести

совместный

т р а н с п о р т

г а з а

п о

о д н о м у

о б щ е м у

магистральному

газопроводу

с

сепараторов

с

разным

внутренним

давлением.

Благодаря

э т о м у

о т п а д а е т

н е о б х о д и м о с т ь

в

использовании

компрессоров

и

вакуум-

н а с о с а ,

ч т о

о б е с п еч и в а е т

с н и ж е н и е

энергетических

и

эксплуатационных

затрат.

Литература:

1.Нефтегаз -2016.

2.

А.Р.

Хафизов

«О

внедрении

новых

технологий и концепции измерений в системах

сбора

и

подготовки

продукции

нефтяных

скважин.»,

электронный

научный

журнал

«Нефтегазовое дело», 2011, № 6

3. РД 39-0148311-605-86

4.Патент №2290246

_________________________________________

©

Хакова А.Р.- сведения об авторе.

©

Khakova A.R. - information about the author.