Газосепараторы

Газосепараторы - это аппараты, предназначенные для отделения от газа твердых частиц и жидкости. Процесс отделения от газа твердых и жидких частиц называется сепарацией, а иногда очисткой газа (рис. 31).

Сепарация проходит под действием различных сил: гравитации (тяжести), центробежных, инерционных; при ударах и прилипа­нии частиц к твердым поверхностям; при прохождении потока че­рез отбойники, сетки, фильтры.
Газосепараторы - это аппараты, предназначенные для отделения от газа твердых частиц и жидкости. Процесс отделения от газа твердых и жидких частиц называется сепарацией, а иногда очисткой газа (рис. 31).

Сепарация проходит под действием различных сил: гравитации (тяжести), центробежных, инерционных; при ударах и прилипа­нии частиц к твердым поверхностям; при прохождении потока че­рез отбойники, сетки, фильтры.

В зависимости от основной действующей силы сепараторы под­разделяются на гравитационные, центробежные, инерционные, с насадками и фильтроэлементами.

Как правило, в одном сепараторе стремятся использовать дей­ствие нескольких сил, т. е. конструируют многофункциональные аппараты (рис.32).

Сепараторы оснащены трубопроводной арматурой (задвижки, вентили, регулирующие и предохранительные клапаны и т. д.), контрольно-измерительными приборами и средствами автоматиза­ции.

Основные элементы конструкции газосепараторов: входной па­трубок

1,
осадительная камера 2, отбойная секция 3, сборник жид­кости и твердых частиц 6, выходные патрубки 4, 8.

Входной патрубок 1 предназначен для ввода потока про­дукции скважины в аппарат. Конструируют его таким образом, чтобы уже при входе потока в аппарат начинался процесс сепара­ции. Для этого используют тангенциальный ввод и завихрители потока.

Тангенциальный ввод направляет поток по образующей поверхности цилиндрического корпуса сепаратора. При таком вво­де создается вращательное движение газа и на частицы начина­ют действовать центробежные и инерционные силы. Твердые ча­стицы и жидкость отбрасываются к стенкам аппарата, прижима­ются и прилипают к ним и стекают вниз в сборник жидкости.

Завихрители потока (вихревые насадки) при помощи не­подвижных или вращающихся направляющих лопаток и поверх­ностей придают газу вращательное, вихревое движение, в зоне которого возникают значительные центробежные и инерционные силы, сепарирующие газ.

Осадительная камера 2 предназначена для гравитаци­онного отделения твердых и жидких частиц от потока газа.

На частичку, движущуюся в осадительной камере, действуют две противоположно направленные силы: тяжести G и уноса по­током газа F. При равенстве этих сил частица находится во взве­шенном состоянии (как бы в невесомости), такое состояние назы-



Рис. 31. Сепараторы гравитационные вертикальные

вают «витанием» частиц. Для осаждения частицы на днище сепа­ратора в сборник жидкости необходимо, чтобы OF.

Теоретически можно определить скорость газа в осадительной камере, при которой сепарируются частицы заданного диаметра. В промысловой практике принята скорость газа 0, 1 м/с, при ко­торой осаждаются частички размером от 0, 3 мм и более.


Для осаждения более мелких частиц необходимо значительно умень­шить скорость газа, и, следовательно, пропускную способность газосепаратора. При этом увеличится потребное число сепараторов, установленных на промысле, что экономически, да и технологиче­ски нецелесообразно.

Отбойная секция 3

предназначена для отделения от газа чрезвычайно мелких частиц диаметром до 20—80 мкм и тумано-



Рис. 32. Схема газосепаратора.

I — жалюзи; II — сетчатый  отбойник; III — фильтроэлемент;

1 — входной патрубок; 2 —

осадительная камера; 3 — отбойная секция; 4, 8—выходные патрубки; 5—корпус; 6 — сборник жид­кости; 7—обогрев; Г—газ; Ж— жидкость (конденсат, вода. ингибиторы); Т — твердые частицы (механические примеси);

Ч —

частица; G — сила тяжести; F — сила уноса частицы пото­ком газа

образной взвеси. Основные элементы отбойной секции—жалюзи, сеточные насадки и фильтроэлементы.

Жалюзи—это набор пластин различной конфигурации I. Жалюзи изготовляют из нержавеющей стали, обычно в гофриро­ванном виде. В криволинейных каналах жалюзийной секции мно­гократно изменяется направление движения газа.

Капли жидкости и твердые частицы под действием сил инерции и молекулярного трения осаждаются на поверхности жалюзи и образуют тонкую, стекающую вниз пленку. Скорость газа долж­на быть такой, чтобы потоком газа не срывалась пленка, стекащая с поверхности жалюзи.


Эту скорость рассчитывают или уста­навливают экспериментально. От нее зависит пропускная способ­ность жалюзийных насадок и всего сепаратора.

Сетчатые отбойники // изготовляют из сетчатого рукава обыч­но диаметром 90 мм (ТУ-138-58), изготовленного из проволоки



Рис.. 33. Газосепаратор центробежный регулируемый.

1—входной патрубок; 2 — центробежный регулятор; 3 — выход газа; 4 — дренаж воды; 5—дренаж конденсата; 6—змеевиковый подогреватель.

(легированная сталь) диаметром 0, 2—0, 3 мм с ячейками 4—ι 5 мм, поверхность 1 м3 сетки достигает 380 м2. Твердые и жидкие частицы задерживаются в ячейках сетки, на поверхности проволо­ки.

Фильтроэлементы III

изготовляют из фильтрующих ма­териалов (фторопластов, пластмассы, металлокерамики и кера­мики). Газ свободно проходит через поры фильтра, а жидкость и твердые частицы размером больше пор задерживаются, а мень­шего размера удерживаются на поверхности пор молекулярными силами.

Фильтроэлементы в виде фторопластовых фильтропакетов спо­собны отделить от газа частицы размером от 40 до 5 мкм и даже до 1 мкм. Фторопластовые фильтры имеют небольшое гидравличе­ское сопротивление, эластичны, с гладкой цилиндрической поверх­ностью, при необходимости многократно и эффективно регенери­руются. Поэтому используются преимущественно эти фильтры.

Механические отбойники от­носятся к насадкам отбойной сек­ции простейшего типа. Конструк­тивно выполнены в виде метал­лических конусов,   козырьков, пластин. Несмотря на простоту конструкции повышают эффек­тивность сепарации.


Используют­ся в основном инерционные си­лы, газ изменяет направление движения, а частицы, продолжая двигаться по инерции, ударяются о поверхность отбойников и оста­ются в сепараторе, не уносятся потоком газа.
















Сборник  жидкости и тверды χ частиц 6 располо­жен в нижней части газосепара­тора. С поверхности жидкость не должна срываться и уноситься вверх потоком газа.


Для этого уровень поддерживается значи­тельно ниже входного патрубка, иногда отделяется перегородка­ми. Сборники выполняются также в виде отдельной емкости, соеди­ненной с корпусом патрубком, че­рез которую жидкость поступа­ет в сборник.

Выходные патрубки для газа сверху 4, а для конденсата снизу 8 обеспечивают выход про­дукции скважины после сепара­ции. Они должны быть достаточ­ными по размерам для непрерыв­ного опорожнения газосепаратора и иметь небольшие гидравличе­ские сопротивления. Для газа выходной патрубок имеет диаметр не меньше входного, а часто больше, для конденсата может иметь диаметр и меньше входного.












Рис. 34. Газосепаратор низкотемпера­турный с сетчатым отбойником. 1 — входной патрубок; 2— отбойная сек­ция; 3 — выход газа: 4—смотровой люк;

В—штуцер манометра; 6 —

отводы к регу­лятору уровня; 7—выход жидкости; 8— змеевиковый подогреватель



В зависимости от формы и расположения корпуса различают газосепараторы: цилиндрические и шаровые, вертикальные и го­ризонтальные. Основные размеры газосепараторов: высота от 2 до 12 м, диаметры от 100 до 2500 см, масса от 3—4 до 40—60 т. Пропускная способность газосепараторов, установленных на действующих промыслах, изменяется от 50 тыс. м3/сут до 5 млн. м3/сут, а самый мощный газосепаратор на Крестищенском промыс­ле имеет пропускную способность 20 млн. м3/сут.

Новые промыслы оснащаются блочно-комплектным оборудова­нием со стандартизованными газосепараторами. По технологичес­кому назначению выделены газосепараторы первичные и низко­температурные. -

Газосепараторы первичные воспринимают основную нагрузку по первичной сепарации продукции скважины в любом технологическом процессе подготовки газа. Сепаратор центробеж­ный, регулируемый (рис. 33).


Разработаны сепараторы двух моди­фикаций: со сборником жидкости и совмещенного с разделитель­ной емкостью пропускной способностью 1, 3 и 5 млн. м3/сут. Эф­фективность сепарации достигает 98%.

Газосепаратор низкотемпературный представ­ляет собой вертикальный сосуд, в котором в качестве основного сепарационного элемента предусмотрен сетчатый отбойник, выпол­ненный из вязаной рукавной сетки (рис. 34). Эффективность сепа­рации достигает 99, 5%.

Принцип работы УЭЦН газосепаратор фильм




Ищи здесь, есть все, ну или почти все

Архив блога