Блочная автоматизированная установка подготовки нефти УПН типа «Хитер Тритер» предназначена для разделения продукции нефтедобывающих скважин и подготовки нефти до требуемых норм качества. Установка используется для эффективного нагрева, обезвоживания и обессоливания нефтяных эмульсий и подготовки товарной нефти.
Благодаря своему универсальному функционалу одна установка УПН способна заменить одновременно несколько систем очистки в промышленности:
- Обезвоживание нефтяного сырья;
- Его разделение на нефть и побочные продукты;
- Получение очищенной нефти.
Принцип работы УПН типа «Хитер Тритер»
Нефтегазоводяная смесь поступает в ёмкость через узел входа, направляющий поток вокруг жаровых труб в нижнюю секцию установки для предотвращения попадания холодной воды непосредственно на жаровые трубы. Узел входа также оснащен съёмным маточником-распределителем потока, установленным вдоль оси аппарата, для предотвращения отложений в межтрубном пространстве жаровых труб при эксплуатации установки с невысокой обводнённостью нефти.
Жаровые трубы передают тепло через стенки и нагревают нефтегазоводяную смесь, а продукты сгорания выводятся вверх через дымовую трубу. Температура нагрева смеси контролируется специальным датчиком, сигнал с которого также подается на регулирующий клапан входа топливного газа.
Нагревом нефтегазоводяной смеси достигаются две цели:
-
разность плотностей нефти и воды увеличивается,
-
вязкость нефти уменьшается.
Оба эти фактора увеличивают скорость разделения нефтегазоводяной смеси на нефть и воду. Нефть, обладая более низкой плотностью, поднимается на поверхность водяной фазы. Уровень нефти, а также уровень раздела фаз "вода-нефть" автоматически регулируются и измеряются посредством датчиков уровня, подающих сигнал на клапан сброса воды. В ходе процесса происходит так же отделение газа, который направляется в верхнюю часть аппарата.
Подогретая нефтегазоводяная смесь поступает в секцию коалесценции. В секции коалесценции установлены коалесцирующие пластины, которые образуют узкие каналы для прохождения через них нефти, в которых происходит интенсивное осаждение укрупненных капель воды. Очищенная нефть, переливаясь через перегородку, поступает в секцию сбора нефти.
Отделившаяся нефть из технологического блока поступает в блок регулирования, где с помощью регулирующего клапана осуществляется регулирование уровня нефти в отсеке обезвоживания технологического блока. На линии выхода нефти установлен расходомер, на байпасной линии выхода нефти - влагомер сырой нефти, контролирующий содержание воды в подготовленной нефти. Отделившаяся от нефти вода распределяется в нижней части аппарата и выводится из технологического блока, после чего поступает в блок регулирования, где с помощью клапанов и датчика регулируется уровень раздела фаз в аппарате.
Выделившийся из нефтегазоводяной смеси газ выводится из аппарата через штуцер, установленный над секцией сбора подготовленной нефти. Для использования попутного газа в качестве топлива горелок жаровых труб, в блоке регулирования установлен узел очистки газа от капельной влаги, регулятор давления газа, вся необходимая запорная, отсечная и предохранительная арматура для питания горелок.
Промывочная вода под высоким давлением подаётся через щелевые форсунки в двух уровнях: одни форсунки направляют струи воды выше внутренней поверхности стенки аппарата, другие направлены ниже, к центру аппарата. Таким образом, осуществляется промывка стенок аппарата в двух уровнях.
Основные части УПН
Рассматриваемая в данном разделе установка представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат объемом V = 115м3 с эллиптическими днищами, с внутренними устройствами, нагревателем с двумя блочными горелками, установленными в двух жаровых трубах, с двумя дымовыми трубами, с трубопроводной обвязкой, запорно-регулирующей арматурой и средствами КиА, большая часть которых размещена в боксе арматурного блока с системой полного жизнеобеспечения. Аппарат устанавливается на две седловые опоры.
С одной торцевой стороны аппарата устанавливается блок регулирования, в котором размещаются трубопроводы сброса отделившейся воды, трубопровод вывода очищенной нефти, трубопровод выхода газа с установленными на них запорно-регулирующей арматурой и приборами КИПиА и узел очистки топливного газа от капельной влаги. С противоположной стороны в укрытии установлены две блочные горелки. Шкафы системы автоматизации устанавливаются в помещении операторной.
Технологически обоснованная температура нефти и время пребывания фаз в аппарате зависят от физико-химических свойств разделяемых сред.
Преимущества блочной автоматизированной установки подготовки нефти УПН типа «Хитер-Тритер»:
-
Многофункциональность – установка может выполнять сразу несколько функций по переработке нефти;
-
Сепарация первичного сырья в неограниченном объеме вне зависимости от давления;
-
Низкая концентрация воды (менее 5%) за счет модернизированных систем фильтрации;
-
Повышенный уровень пожаробезопасности;
- Автоматическая система контроля безопасности.
| Производительность по жидкости, м3/ч (м3/сут),
в т.ч.: - по нефти - по воде |
200 (4800) 80 (1920) 120 (2880) |
| Производительность по газу, нм3/ч | 700 |
| Давление, МПа (кгс/см2): - рабочее, в пределах - расчетное - пробное - топливного газа на входе |
0,35-0,6 (3,5-6,0) 1,0 (10,0) 1,4 (14,0) 0,5 (5,0) |
| Гидравлическое сопротивление, МПа (кгс/см2), не более | 0,3 (3,0) |
| Температура, °С: - рабочая сред (нефти, воды, газа), в пределах - расчетная стенки сосуда - минимально допустимая отрицательная темпера-тура стенки сосуда под давлением - расчетная стенки жаровых труб - средняя воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 |
10…50 100 минус 60 400 минус 32 |
| Тепловая полезная мощность установки, МВт, не более | 2,3 |
| Диапазон нагрева среды (∆t) при расходе 200 м3/ч, град,
не более, при обводненности: - 20% мас. - 40% мас. - 60% мас. |
19 15 12 |
| Расход топливного газа с Qнр=43,2 МДж/м3, нм3/ч, не более | 274 |
| КПД топочных устройств, %, не менее | 70 |
| Характеристика рабочей среды: - наименование - пожароопасность среды - категория взрывоопасности газов по ГОСТ 30852.11 - группа взрывоопасных смесей по ГОСТ 30852.5 - плотность нефти при 20°С, кг/м3 - кинематическая вязкость нефти при 20°С, сСт - плотность воды при 20°С, кг/м3 - плотность газа при ст. условиях, кг/м3 - класс опасности по ГОСТ 12.1.007 |
нефтегазоводяная смесь пожароопасная IIА Т3 813,6 3,59 1173 1,125 3 |
| Содержание воды в нефти, % мас.: - на входе - на выходе, не более |
до 60 5 |
| Унос жидкости газом, г/м3, не более | 0,1 |
| Унос свободного газа жидкостью, %, не более | 1,0 |
| Содержание нефтепродуктов в воде на выходе, мг/л, не более | 100 |
| Содержание механических примесей в воде на выходе, мг/л, не более | 40 |
| Характеристика установки: - категория наружной установки по взрывопожарной и пожарной опасности по СП 12.13130.2009 - класс взрывоопасной зоны по ПУЭ |
АН В-1г |
| Сейсмичность района строительства по СП 14.13330, балл, не более | 6 |
| Материал основных деталей/ответных фланцев | 09Г2С/09Г2С |
| Группа сосуда по ГОСТ 34347-2017 | 1 |
| Климатическое исполнение по ГОСТ 15150 | У1 |
| Срок службы, год | 20 |
| Объем сосуда, м3 | 115 |
| Габаритные размеры блока, мм | 28060х7450х11465 |
| Масса, кг | 63300 |
