Назначение
Установки подготовки нефти УПН предназначены для предварительного разделения добываемой продукции нефтяных скважин на нефть, газ и пластовую воду с последующей очисткой, замером, откачкой продукции по трубопроводу, а также для окончательной подготовки нефти до товарного качества.
УПН могут эксплуатироваться в районах со средней температурой самой холодной пятидневки до -60 °С.
Оборудование выполняется в климатическом исполнении УХЛ, ХЛ, категория размещения 1 по ГОСТ 15150 – 69.
Состав оборудования
Разработка технологической схемы, подбор оборудования и изготовление УПН выполняется в зависимости от физико-химических свойств поступающей на УПН газожидкостной смеси и требований к качеству подготовки, необходимой производительности установки, условий эксплуатации и индивидуальных требований заказчика.
Технологический цикл УПН может включать в себя следующие основные этапы: сепарация от газа (дегазация) нефти, стабилизация нефти, подогрев, обезвоживание и обессоливание нефти.
В зависимости от физико-химических свойств и качества конечной продукции, установки подготовки нефти комплектуются следующим оборудованием: блок гребенки; блок тестового сепаратора; нефтегазовый сепаратор; нефтегазовый сепаратор со сбросом воды; нагреватель нефти; аппарат подготовки пластовой воды; газовый сепаратор; блок насосной внешней и внутренней перекачки нефти; блок насосной перекачки воды; блочная кустовая насосная станция; измерительно-регулирующий блок; блок коммерческого (оперативного) учета нефти; узел учета газа; узел учета воды; факельная установка; буферные и дренажные емкости; резервуары; блок ЩСУ; операторная; мехмастерская; химлаборатория; система современных средств автоматизации (преобразователи расхода, температуры, избыточного и дифференциального давления, уровнемеры и сигнализаторы уровня и т.п.); запорно-регулирующая арматура, включая задвижки, шаровые краны, регуляторы расхода и давления, обратные и предохранительные клапаны и т.д.; разрабатывается программное обеспечение и т.д.
Основные показатели назначения работы
| Производительность УПН | По жидкости, м3/сут | до 30 000 |
| По газу, млн.м3/сут | 0,1…3,0 | |
| Давление | На входе в УПН, МПа | до 4,0 |
| Расчетное, МПа | 4,0 | |
| На выходе с УПН, МПа | согласно требованиям заказчика | |
| Рабочая среда | нефть, газ попутный нефтяной, вода пластовая | |
| Газовый фактор, м3/м3 | до 1500 | |
| Плотность нефти при 20 °С, кг/м3 | 800-920 | |
| Плотность пластовой воды, кг/м3 | 1000-1050 | |
| Обводненность нефти на входе, % объемных | не лимитируется | |
| Обводненность нефти на выходе, % объемных | 0,5 | |
Электротехническая часть
Энергоснабжение УПН осуществляется от внешнего источника.
В составе электрооборудования УПН предусматриваются посты ручного местного управления системами вентиляции, электрообогрева и освещения. УПН оборудована полным комплектом кабельных конструкций и кабельной продукцией.
Автоматизация технологического процесса
Технологическое оборудование УПН комплектуется местными контрольно-измерительными приборами, первичными и вторичными преобразователями для автоматического контроля и управления всеми технологическими параметрами: давление, температура, уровень в сепараторах, расход воды.
В блоке управления располагается система автоматического управления на базе контроллеров Direct Logic, Siemens и др. с программным обеспечением для контроля и управления УПН.
Также установки подготовки нефти комплектуются следующим оборудованием:
- шкафы автоматики (ПЛК и вторичных приборов), размещаемые в операторной;
- щиты НКУ 0.4 кВ, РУ-6 кВ, АВР, трансформаторы, размещаемые в ЩСУ, РУ-6 кВ;
- установленные КИПиА, кабельные проводки (для блочного оборудования);
- полный комплект документации.
Все технологические блочные помещения оснащаются системами освещения, отопления (с автоматическим поддержанием заданной температуры воздуха в блоке), дренажа, вытяжной вентиляцией, датчиками контроля загазованности (для взрывоопасных зон), датчиками пожарной сигнализации.
Конструкция блоков-укрытий представляет собой раму, сваренную из стального замкнутого профиля, обшитую трехслойными сэндвич-панелями с негорючим утеплителем. Основание блока-укрытия – сварной металлический каркас из стального горячекатаного профиля, покрытый листовым металлом и теплоизолировано базальтовым утеплителем.
Отопление в блоках-укрытиях электрическое или водяное (возможна комплектация инфракрасными электрическими обогревателями) и обеспечивает поддержание температуры внутри помещений, не ниже:
- блок технологический – плюс 5°С;
- блок НКУ – плюс 5°С;
- блок операторной – плюс 18°С;
- блок частотных преобразователей – плюс 5 °С.
Клеммные коробки для подключения внешних кабелей располагаются на внутренней стене блока рядом с кабельными вводами (для блочного оборудования).
Конструкция блоков-укрытий обеспечивает возможность транспортирования их железнодорожным, водным и автомобильным транспортом.
Разработка, изготовление, поставка комплекта оборудования УПН с максимальной заводской готовностью 6-8 месяцев.
Технологическое оборудование для подготовки нефти
Блок входного манифольда
Блок входного манифольда предназначен для подключения производственных и исследовательских скважин к технологическому оборудованию объектов нефтепромыслового сбора и подготовки нефти.
Комплектность
Комплектность блока входного манифольда определяется с учетом индивидуальных требований заказчика.
В общем случае блок состоит из следующего технологического оборудования:
- производственный коллектор с запорной арматурой;
- исследовательский коллектор с запорной арматурой;
- дренажный коллектор с запорной арматурой.
Описание работы
Производственный коллектор, исследовательский коллектор, дренажный коллектор, запорная арматура, приборы КИПиА могут располагаться в технологическом блоке-укрытии с системами отопления, освещения, вентиляции и на открытой раме, могут изготавливаться в различном конструктивном исполнении и комплектации в зависимости от требований заказчика.
Помещение входного манифольда выполняется из модулей габаритами 3000х6000х2950 мм, 3000х9000х2950 мм, 3000х12000х2950 мм, которые могут соединяться в любом варианте по требованию заказчика и проектировщика.
Сепаратор нефтегазовый типа НГС
Сепаратор НГС предназначен для дегазации непенистой нефти и очистки попутного нефтяного газа в установках подготовки нефти.
В зависимости от производительности установки и физико-химических свойств рабочей среды применяются сепараторы различной конструкции, а именно: в компоновке с депульсатором – тип I; с депульсатором и пеногасящей насадкой – тип I-П; без депульсатора и пеногасящей насадки – тип II; без депульсатора и с пеногасящей насадкой – тип II-П.
Депульсатор (узел предварительного отбора газа) предназначен для предварительного отбора газа перед сепараторами первой ступени и размещается на открытой площадке. Отделение газа происходит за счет увеличения диаметра и уменьшения скорости движения нефтегазовой смеси.
При нормальном технологическом режиме и при кратковременных нарушениях работы УПОГ не должен загрязнять выбросами вредных веществ окружающую среду (воздух, воду, почву) выше норм, установленных в стандартах и санитарных нормах.
Технические характеристики
| Объем, м3 | 6,3 | 12,5 | 25 | 50 | 100 | 200 |
| Объемная производительность по нефти, м3/ч | 20 ...100 | 45…225 | 86…430 | 160…800 | 300…1500 | 450…2250 |
| Объемная производительность по газу, м3/ч | 20 700 23 300 31 400 39 000 55 000 74 900 | 41 400 46 700 62 900 78 000 110 000 149 500 | 62 200 70 000 94 400 117 200 165 000 | 82 900 93 500 125 500 156 300 220 000 | 124 000 140 000 188 000 234 000 33 000 | 165 000 187 000 251 000 312 000 440 000 |
| Давление расчетное, МПа | 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 | 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 | 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 | 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 | 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 | 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 |
| Масса (тип НГС-II), кг | 2 640 2 640 3 030 3 590 4 980 6 725 | 4 178 4 400 5 536 6 970 9 570 13 200 | 6 185 7 477 8 472 11 513 16 210 | 9 190 10 880 13 776 19 240 28 320 | 16 290 18 600 24 790 35 670 52 740 | 24 041 30 560 40 100 55 260 95 750 |
Сепаратор нефтегазовый со сбросом воды типа НГСВ
Сепаратор НГСВ предназначен для разделения продукции скважин на нефть, газ и воду. Сепаратор представляет собой горизонтальный аппарат, снабженный технологическими штуцерами, перегородками из просечно-вытяжных листов, пеногасящей насадкой из секций Л-образных пластин, переливной перегородкой, струйными каплеотбойниками для очистки газа.
В зависимости от производительности установки и физико-химических свойств рабочей среды применяются сепараторы различной конструкции, а именно: в компоновке с депульсатором – тип I; с депульсатором и пеногасящей насадкой – тип I-П; без депульсатора и пеногасящей насадки – тип II; без депульсатора и с пеногасящей насадкой – тип II-П.
Технические характеристики
| Объем, м3 | 25 | 50 | 100 | 200 |
| Диаметр внутренний, мм | 2 000 | 2 400 | 3 000 | 3 400 |
| Производительность понефтеводяной смеси, кг/ч(м3/ч) | от 6 600 до 22 900(26 до 70) | от 45 800 до 132 000 (52,5 до 140) | от 91 600 до 264 000 (105 до 280) | от 189 800 до 528 100 (210 до 560) |
| Производительностьпо газу, м3/ч | 6 190 8 500 12 500 18 500 27 400 | 12 380 17 100 25 000 37 000 37 000 | 54 900 24 700 34 100 49 800 73 900 109 200 | 37 050 51 300 75 000 |
| Давление условное, МПа | 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 | 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 | 0,6 1,0 1,6 2,5 4,0 | 0,6 1,0 1,6 |
Сепаратор газовый сетчатый типа ГС
Сепаратор газовый сетчатый типа ГС предназначен для окончательной очистки природного и попутного нефтяного газа от капельной жидкости (конденсат, нефть, вода, ингибитор гидратообразования).
Стандарт устанавливает два типа сетчатых сепараторов:
Тип 1 – цилиндрические вертикальные, с корпусным фланцем, разъемом диаметром 600, 800 мм на условное давление от 1,6 до 6,4 МПа (от 16 до 64 кгс/см2).
Тип 2 – цилиндрические вертикальные, диаметром 1200, 1600, 2000 мм на условное давление от 0,6 до 8,8 МПа (от 6 до 88 кгс/см2).
Тип 1 – Q=0,05-0,95 млн м3/сутки.
Тип 2 – Q=0,2-5,6 млн м3/сутки.
Технические характеристики сепараторов ГС типа 2
| Объем, м3 | 4 | 8 | 8 | 16 |
| Диаметр внутренний, мм | 200 | 600 | 1 600 | 2 000 |
| Давление расчетное, МПа (кгс/см2) | 0,6 (6) 1,0 (10) 1,6 (16) 2,5 (25) 4,0 (40) 6,4 (64) 8,8 (88) | 0,6 (6) 1,0 (10) 1,6(16) | 2,5 (25) 4,0 (40) 6,4 (64) 8,8 (88) | 0,6 (6) 1,0(10) 1,6(16) 2,5 (25) 4,0 (40) 6,4 (64) 8,8 (88) |
| Высота, мм | 3 400 | 3 800 | 3 800 | 4 500 |
Отстойники нефти
Отстойник нефти горизонтальный с перегородками ОГН-П и отстойник нефти ОГ 200-П предназначены для обезвоживания нефти (отделение пластовой воды от нефти за счет разности плотностей) с сепарацией, оставшегося в нефтяной эмульсии, газа. Отстойник представляет горизонтальный цилиндрический аппарат, устанавливаемый на двух седловых опорах, оснащенный штуцерами для входа эмульсии, выхода нефти, выхода воды, необходимыми технологическими штуцерами и штуцерами для КИПиА.
Технические характеристики отстойника ОГН-П
| Объем, м3 | 25 | 50 | 100 | 200 |
| Производительность по жидкости, м3/сут. | 2 000 | 4 000 | 7 500 | 15 000 |
| Давление расчетное, МПа(кгс/см2) | 1,0 (10) 1,6 (16) 2,5 (25) | 1,0 (10) 1,6 (16) 2,5 (25) | 1,0 (10) 1,6(16) 2,5 (25) | 1,0 (10) 1,6 (16) |
| Диаметр внутренний, мм | 2 400 | 2 400 | 3 000 | 3 400 |
| Длина, мм | 6 285 6 290 6 340 | 11 485 11 490 11 540 | 14 385 14 395 14 485 | 22 090 |
| Масса, кг | 5 513 7 074 8 901 | 8 741 11 572 14 677 | 16 044 20 239 27 347 | 26 629 35 520 |
Принцип работы отстойника ОГН-П
Поток эмульсии поступает через входной штуцер и распределительное устройство. Поток движется вертикально по аппарату. Предварительно обезвоженная нефть выводится из аппарата через штуцер выхода нефти, расположенный в нижней образующей аппарата. Выделившаяся вода выводится из аппарата через штуцер вывода воды.
Технические характеристики отстойника ОГ 200-П
| Объем, м3 | Расчетное давление, МПа (кгс/см2) | Диаметр внутренний, мм | Длина, мм |
| 200 | 1,0 (10) | 3 400 | 23 450 |
Принцип работы отстойника ОГ 200-П
Отстойник нефти с горизонтальным движением жидкости работает в режиме полного заполнения. Водонефтяная эмульсия поступает через входной штуцер в отстойник нефти. Для равномерного распределения жидкости по объёму аппарата на входе установлено специальное устройство отбойник-распределитель. Обезвоженная нефть отводится сверху через трубный сборник. Отстоявшаяся вода через распределительное устройство направляется в отстойник воды. Сброс воды осуществляется по сигналу датчика межфазного уровня «нефть-вода» через регулирующий клапан. За счет большого времени пребывания и создания условий повторного перемешивания жидкости в отстойнике обеспечивается достаточно полное отделение воды от нефти.
Отстойник воды
Предназначен для очистки сточных и пластовых вод от нефтепродуктов и мех. примесей на объектах предварительного сброса воды и на пунктах подготовки нефти с целью использования воды в системах ППД. Отстойники позволяют очищать воду от мелкодисперсных частиц (до 20 мг/л) и нефтепродуктов (до 15…20 мг/л).
Технические характеристики
| Объем, м3 | 25 | 50 | 100 | 200 |
| Производительность по жидкости, м3/сут. | 2 000 | 4 000 | 7 500 | 15 000 |
| Давление расчетное, МПа(кгс/см2) | 1,0 (10) 1,6 (16) 2,5 (25) | 1,0 (10) 1,6 (16) 2,5 (25) | 1,0 (10) 1,6 (16) 2,5 (25) | 1,0 (10) 1,6 (16) |
| Диаметр внутренний, мм | 200 | 2 400 | 3 000 | 3 400 |
| Длина, мм | 6 285 6 290 6 340 | 11 485 11 490 11 540 | 14 385 14 395 14 485 | 22 090 |
| Масса, кг | 5 543 7 103 8 897 | 8 921 11 608 14 827 | 16 372 20 567 27 654 | 27 515 34 407 |
Принцип работы отстойника с гидрофобным слоем
Принцип работы отстойника воды основан на способности капель воды очищать от примеси нефти и взвешенных твердых частиц при прохождении через гидрофобный фильтр, в качестве которого используется слой нефти достаточной толщины, находящийся на поверхности воды в отстойнике. Капли воды необходимого размера образуются при поступлении загрязненной воды в аппарат через распределительный коллектор, который расположен в нефтяном слое.
Пластовая вода поступает в отстойник сверху и через внутреннее распределительное устройство в гидрофобный слой, при осаждении через который происходит абсорбция взвешенных частиц нефти. Далее вода достигает водяного слоя и смешивается с ним, освобождаясь от оставшихся капель нефти, крупных частиц мех. примесей и через сборный коллектор выводится из аппарата.
Выделившийся из воды за счет снижения давления, газ собирается в трубном газосборнике и отводится в факельную линию.
Отстойник в процессе эксплуатации должен быть полностью заполнен жидкостью. В верхней части отстойника с помощью регулятора уровня поддерживается гидрофобный нефтяной слой толщиной 0,5 м. Для образования гидрофобного слоя предусмотрена подача очищенной нефти через штуцер в отстойник. Вывод уловленной нефти осуществляется по сигналу датчика предельного уровня через штуцер в емкость сбора уловленной нефти, откуда насосом перекачивается на переработку.
Разработаны и изготовлены отстойники различных модификаций для подготовки воды с различными физико-химическими свойствами. В зависимости от требований к подготовке воды, для закачки в систему ППД отстойники комплектуются различными внутренними устройствами (перегородки, распределительное устройство, коалесцеры и т.д.)
