Công nghệ xử lý khí - Phần 12

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

127
lượt xem 42
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

THIẾT BỊ PHÂN LY KHÍ LỎNG: Các thiết bị tách khí và dầu là một bộ phận của thiết bị khai thác trên bề mặt được dùng để tách các sản phẩm khai thác từ các giếng dầu và khí thành chất lỏng và khí riêng biệt. Các thiết bị này được lắp đặt trên sàn khai thác, đường ống phân phối hay các bồn chứa tạo thành một bộ phận hoàn chỉnh của hệ thống khai thác

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Công nghệ xử lý khí - Phần 12

PHAÀN 12 BÌNH TAÙCH DAÀU KHÍ. THIEÁT BÒ PHAÂN LY KHÍ LOÛNG: Caùc thieát bò taùch khí vaø daàu laø moät boä phaän cuûa thieát bò khai thaùc treân beà maët ñöôïc duøng ñeå taùch caùc saûn phaåm khai thaùc töø caùc gieáng daàu vaø khí thaønh chaát loûng vaø khí rieâng bieät. Caùc thieát bò naøy ñöôïc laép ñaët treân saøn khai thaùc, ñöôøng oáng phaân phoái hay caùc boàn chöùa taïo thaønh moät boä phaän hoaøn chænh cuûa heä thoáng khai thaùc CAÙC DAÏNG BÌNH TAÙCH: Theo hình daùng caùc bình taùch thöôøng coù caùc hình daùng sau: Bình taùch ñöùng, bình taùch ngang, bình taùch hình caàu. Theo soá pha thì coù bình taùch hai pha, bình taùch ba pha. Ñeå choïn ñöôïc ñuùng loaïi bình taùch phaûi döïa vaøo caùc öùng duïng kó thuaät cuõng nhö caùc chæ tieâu kinh teá, öu, nhöôïc ñieåm cuûa töøng loaïi Hình 12.1: Bình taùch ngang vaø ñöùng Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 138
Hình 12.2 : Maøn chaén söông CAÁU TAÏO BÌNH TAÙCH Taám chaén loái vaøo ñeå ñoåi höôùng doøng giuùp taùch chaát loûng theo nguyeân taéc va ñaäp, troïng löïc. Maøn söông chaén loái khí ra giuùp lieân keát caùc gioït chaát loûng nhoû bò cuoán theo doøng khí thaønh gioït lôùn hôn roài rôi xuoáng nôi chöùa chaát loûng. Thieát bò ño möùc chaát loûng ñeå giaùm saùt khi vaän haønh. Van an toaøn nhaèm baûo veä bình taùch khoûi aùp suaát cao vöôït quaù aùp suaát cho pheùp. Caùc thieát bò töï ñoäng khaùc…. Caùc bình taùch thöôøng bao goàm 4 khu vöïc Khu vöïc 1: phaàn taùch khí chuû yeáu , nôi xaûy ra quaù trình taùch chuû yeáu phaàn chaát loûng töï do trong doøng hoãn hôïp loûng khí. Phaàn 2: phaàn laéng chaát loûng. Phaàn 3: phaàn chöùa chaát loûng. Phaàn 4: Phaàn baãy caùc gioït chaát loûng lieân keát chuùng laïi vaø rôi xuoáng. BÌNH TAÙCH ÑÖÙNG: Saûn phaåm vaøo bình taùch phaûi qua boä phaän daãn höôùng gaây ra vieäc taùch sô boä bôûi ba taùc ñoäng ñoàng thôøi: troïng löïc, ly taâm, va chaïm. Khí ñöôïc taùch bay leân phía treân, trong khi chaát loûng rôi xuoáng nôi chöùa, caùc gioït loûng nhoû ñöôïc thu hoài nhôø maøn chaén söông Öu ñieåm: bình taùch ñöùng coù theå ñieàu khieån löôïng töông ñoái lôùn chaát loûng maø khoâng bò cuoán theo doøng khí, noù ñieàu khieån möùc toát hôn. Thöôøng duøng cho nhöõng gieáng coù tæ leä khí daàu töø thaáp ñeán trung bình. Bình taùch ñöùng cuõng coù theå kieåm soaùt caùt, haït raén, khuynh höôùng chaát loûng bay hôi trôû laïi ñöôïc giaûm thieåu vì dieän tích maët caét ngang beù, ñaây cuõng laø moät öu ñieåm vì noù chieám khoâng gian ngang beù phuø hôïp giaøn khai thaùc chaät heïp. Nhöôïc ñieåm: chi phí cheá tao, vaän chuyeån ñeán nôi laép ñaët cao. Khi hai bình taùch coù cuøng coâng suaát thì bình taùch ñöùng thöôøng coù kích thöôùc lôùn hôn bình taùch ngang. BÌNH TAÙCH NGANG Loaïi naøy coù theå daïng oáng ñôn hay oáng keùp. Trong bình taùch oáng ñôn saûn phaåm qua loái vaøo ñeán taám chaén taïi ñaây cuõng dieãn ra quaù trình taùch sô boä, chaát loûng rôi xuoáng nôi chöùa, nôi khí ra cuõng coù maøn chaén söông. Trong bình taùch oáng keùp, oáng treân hoaït ñoäng nhö bình taùch trong khi oáng döôùi coù chöùc naêng toàn tröõ chaát loûng. Khí di chuyeån oáng treân vôùi vaän toác cao hôn Öu ñieåm: bình taùch loaïi naøy coù theå taùch ba pha khí-daàu-nöôùc bình taùch ngang coù dieän tích tieáp xuùc daàu khí lôùn , cho pheùp khí thoaùt nhanh hôn, vì theá noù coù theå xöû lyù theå tích khí nhieàu , tính kinh teá vaø hieäu suaát cao, chi phí cheá taïo reû, chi phí vaän chuyeån thaáp hôn so vôùi bình taùch ñöùng. Chuùng cuõng thuaän lôïi hôn choù vieäc laép ñaët vaø baûo haønh. Bình taùch ngang haïn cheá doøng roái vaø taïo boït. Vôùi cuøng moät coâng suaát cho tröôùc bình taùch ngang nhoû hôn vaø reû hôn bình taùch ñöùng. Bình taùch ngang thöôøng duøng cho nhöõng gieáng coù tæ leä khí–daàu (GOR) cao. Nhöôïc ñieåm: vieäc ñieåu khieån möùc laø moät vaán ñeà khoù trong bình taùch ngang, khoâng gian giao ñoäng möùc bò giôùi haïn. Vieäc laøm saïch gaëp khoù khaên vaø vì theá khoâng tieän cho nhöõng gieáng nhieàu caùt. Bình taùch ngang chieám khoâng gian lôùn tuy nhieân coù theå giaûm thieåu baèng xeáp choàng caùc bình taùch. BÌNH TAÙCH CAÀU Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 139
Bình taùch caàu ñöôïc cheá taïo ñeå toái öu coâng duïng cuûa nhöõng thieát bò taùch khí-loûng hieän coù. Moät thieát bò höôùng doøng theo tieáp tuyeán vôùi voû bình, chaát loûng taùch ra do bò giaûm vaän toác ñoät ngoät trong bình, nôi khí ra cuõng coù maøn chaén söông. Öu ñieåm: bình taùch kieåu naøy chi phí khoâng cao, reû hôn so vôùi daïng ñöùng hay ngang. Loaïi hình caàu caân ñoái, nhoû , goïn, thích hôïp cho nhöõng gieáng coù GOR trung bình. NGUYEÂN LYÙ TAÙCH Coù nhieàu kyõ thuaät khaùc nhau öùng duïng vaøo vieäc xöû lyù taùch daàu-khí nhöng coù theå xeáp vaøo hai loaïi: taùch cô hoïc vaø taùch hoaù phaåm döïa treân nguyeân taéc caân baèng nhieät ñoäng khí loûng. Bình taùch cô hoïc theo ba cô cheá: taùch nhôø troïng löïc, taùch nhôø ly taâm, taùch nhôø va ñaäp. Hình 12.3: Bình taùch caáu taïo vaø laøm vieäc THIEÁT KEÁ CHOÏN LÖÏA BÌNH TAÙCH Xaùc ñònh ñoä daøy thaønh bình: Coâng thöùc cô baûn ñeå xaùc ñònh ñoä daøy bình taùch (ASME ) Ñoái vôùi phaàn thaân hình truï: t= PDI/(2SE-1,2P) +C Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 140
t= PDo/(2SE+0,8P) +C Ñoái vôùi phaàn thaân hình caàu: t= PR/(2SE-0,2P) +C t: ñoä daøy thaønh bình (mm) P aùp suaát thieát keá (Mpa) thöôøng thì aùp suaát thieát keá P =1,1 aùp suaát lôùn nhaát khi vaän haønh, trong khi aùp suaát lôùn nhaát khi vaän haønh = 1,1 aùp suaát vaän haønh bình thöôøng DI ñöôøng kính trong thaønh bình (mm) Do ñöôøng kính ngoaøi thaønh bình (mm) E heä soá gheùp noái S (Mpa) öùng suaát cho pheùp lôùn nhaát = 1/3,5 Ts (Ts cöôøng ñoä chòu löïc cuûa vaät lieäu) thoâng thöôøng neáu duøng theùp cacbon (A-515, Gr 70) Ts = 483Mpa do ñoù S = 138Mpa C ñoä aên moøn cho pheùp (mm) Heä soá gheùp noái E Haøn giaùp moái hai maët E Kieåm tra khuyeát taät toaøn boä 1 Kieåm tra khuyeát taät löïa choïn 0.85 Khoâng kieåm tra khuyeát taät 0.7 THIEÁT KEÁ KÍCH THÖÔÙC BÌNH TAÙCH THEO NGUYEÂN LYÙ TROÏNG LÖÏC Coâng thöùc xaùc ñònh kích côõ bình taùch nguyeân lyù troïng löïc döïa treân toác ñoä cho pheùp cuûa doøng khí ñeå söï cuoán caùc gioït loûng theo pha khí khoâng xaûy ra: v = Ks((ρl - ρg)/ ρg)0.5 ρl khoái löôïng rieâng pha loûng ôû ñieàu kieän bình taùch laøm vieäc kg/m3 ρg khoái löôïng rieâng pha khí ôû ñieàu kieän bình taùch laøm vieäc kg/m3 v vaän toác cho pheùp cuûa doøng khí m/s Ks heä soá bình taùch m/s heä soá naøy phuï thuoäc vaøo kích côõ gioït loûng coù theå taùch, kieåu bình taùch, thieát bò beân trong bình… heä soá Ks coù theå laáy theo baûng sau: Daïng bình taùch Giaù trò Ks Ks thöôøng duøng Daïng bình taùch ñöùng 0.055 – 0.107 Daïng bình taùch ngang 0.122 – 0.152 Ñöôøng kính bình taùch ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: v = qa/A = 4qa/(πd2Fg) do ñoù d = (4qa/(πvFg))0.5 m3/s Qa Löu löôïng thöïc teá taïi ñieàu kieän laøm vieäc m2 A Tieát dieän maët caét bình D Ñöôøng kính trong bình m Fg Tyû leä giöõa phaàn khoaûng khoâng cho doøng khí vaø ñöôøng kính bình. Bình taùch ñöùng Fg = 1. Baûng tra Fg: Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 141
h/d Fg h/d Fg 0 1 0,3 0,748 0,05 0,981 0,35 0,688 0,1 0,948 0,4 0,626 0,15 0,906 0,45 0,564 0,2 0,858 0,5 0,5 0,25 0,804 0,55 0,436 Löu yù : qa = m/(3600ρg) qa = (qs/86400)(Ps/P)(T/Ts)z khi thieát keá neân laáy qa = qa Edf m: löu löôïng khoái löôïng (kg/h) ρg khoái löôïng rieâng khí (kg/m3) qs löu löôïng theå tích khí STD std m3/d Ps aùp suaát std (kpa) P aùp suaát laøm vieäc (kpa) T nhieät ñoä laøm vieäc (K) Ts nhieät ñoä tieâu chuaån (K) Z heä soá neùn @ P,T Edf heä soá thieát keá 1,1 ~1,2 Coâng thöùc xaùc ñònh khaû naêng cuûa bình taùch nhö sau: qs = 67842(Ks)(Fg)(P/Ps)(Ts/T)(1/z) ((ρl - ρg)/ ρg)0.5 Ví duï: tính toaùn kích côõ cho bình taùch ñöùng trung gian 1-V-252 treân giaøn neùn khí trung taâm. Löu löôïng qs = 1,7x106 std m3/d. ρl = 620kg/m3, ρg=38kg/m3 , γ = 0,76, MW = 22 ( solution 42 ) Giaûi: Löu yù: löu löôïng theå tích 106 scmd khi chuyeån qua löu löôïng khoái löôïng m (kg/h) = 51060 γgas = 1762 MWgas M = 51060x1,7x0,76 = 65969 kg/h Laáy Edf heä soá thieát keá = 1,1 qa = Edf m/(3600ρg) = 1,1x65969/(3600x38) = 0,53m3/s v = Ks((ρl - ρg)/ ρg)0.5 = 0,07((620-38)/38)0,5 = 0,274 m/s d = (4qa/(πvFg))0.5 = [4x0,53/(3,14x0,274x1)]0,5 = 1,57 m LÖU LÖÔÏNG CHAÁT LOÛNG Löu löôïng chaát loûng cuûa moät bình taùch phuï thuoäc vaøo phaàn theå tích coù ích cho chaát loûng vaø thôøi gian maø chaát loûng löu laïi trong bình VL = qL(t)/1440 VL theå tích chaát loûng trong bình (m3) qL löu löôïng chaát loûng (m3/d) t thôøi gian chaát loûng löu laïi (minutes) ñoái vôùi bình taùch ngang thì VL = (3,14d2/4) (1-Fg)L Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 142
ñoái vôùi bình taùch ñöùng: VL = (3,14d2/4) h thôøi gian löu truù laáy nhö sau: Daàu coù γ phuùt Döôùi 0,85 1 0,85 – 0,93 1-2 0,93 –1 2-4 Taùch daàu khí nöôùc aùp cao 2~5 phuùt Taùch daàu khí nöôùc aùp thaáp 5~15 phuùt (nhieät ñoä caøng lôùn thôøi gian caøng thaáp) Thoâng thöôøng tyû leä L/D naèm trong khoaûng 3~8 SÔ ÑOÀ COÂNG NGHEÄ VAØ ÑIEÀU KHIEÅN BÌNH TAÙCH: Hình 12.4: Sô ñoà coâng ngheä ñieàu khieån bình taùch 3 pha Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 143