ТРУБНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЕМКОСТЕЙ НА УСТАНОВКАХ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ И ПОПУТНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к средствам и способам транспортировки попутного газа на объектах сепарации и предварительной подготовки нефти, в частности для отбора конденсата и предупреждения гидратообразования и может быть использована в нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабаты-вающей промышленности.
Анализ существующего уровня показал следующее:
Попутный газ представляет собой смесь углеводородов и вредных примесей. Он включает в себя фракции нефтяного газа, легкие фракции нефти, пары воды, углекислый газ и другие компоненты. Такая смесь склонна к образованию углеводородного (газового) конденсата и водного конденсата, и во время добычи и транспортирования попутного газа и других нефтяных текучих сред они могут образовывать гидратные пробки в трубопроводе. Образование таких гидратных пробок может привести к простою оборудования и, вследствие этого, к существенным финансовым расходам.
Существует актуальная проблема создания для транспорта попутного газа экономичных систем сбора, позволяющих без больших капитальных вложений осуществлять в них обезвоживание попутного газа и утилизацию образовавшегося конденсата.
Известно устройство для отделения капельной и аэрозольной жидкости от газового потока, включающее корпус с патрубками, капилляр и цилиндр, установленный коаксиально между корпусом и капилляром (1).
Недостатками известного устройства является то, что оно:
- не исключает возможность возникновения гидратных и жидкостных пробок, что влечет за собой снижение пропускной способности трубопровода;
- недостаточно эффективно для отделения содержащихся в газовом потоке тумана и капель жидкости;
- степень очистки попутного газа от конденсата низкая вследствие конструктивного выполнения устройства.
Также известна установка для охлаждения газа, содержащая детандер, компрессор, камеры охлаждения, редуктор и двигатель, соединенные через клапаны и краны (2).
Использование такой установки сопряжено с трудностями в связи с образованием льда и кристаллогидратов в системах установки, которые могут привести к вынужденным простоям и увеличению энергозатрат в связи с необходимостью ее обогрева, а степень очистки газа от конденсата низкая вследствие сложного конструктивного выполнения.
Также недостатками установки являются громоздкость аппаратурного оформления и большая металлоемкость.
На объектах сепарации попутного газа и предварительной подготовки нефти отделение попутного газа осуществляется в емкостях (и/или) в резервуарах вертикальных стальных (РВС). В состав объекта подготовки входит как минимум две емкости или РВС, одна емкость является рабочей, а другая - резервной. Эти ёмкости соединены трубой газовой линии, по которой выделившийся попутный газ поступает на дальнейшую переработку или утилизацию. Соединение выполнено, как правило, прямолинейной (горизонтальной) трубой (3).
Недостатком данного способа соединения и транспортировки попутного газа является то, что при резком понижении температуры окружающей среды (в основном это происходит в переходное время года) внутри трубы газовой линии формируются условия для возникновения точки росы, что приводит к конденсации влагонасыщенных паров на внутренних стенках трубы газовой
линии, тем самым провоцируя процесс охлаждения и кристаллизации. Так как труба газовой линии имеет горизонтальную ориентацию, это препятствует стоку образовавшегося конденсата и приводит к последующему его замерзанию и частичной или полной закупорке сечения трубы газовой линии, что служит причиной аварийной ситуации на объекте. Для устранения закупорки трубы газовой линии технологическим службам необходимо её прогреть (пропарить). На это тратится много ресурсов и времени. Таким образом, данное соединение для отделения содержащихся в газовом потоке тумана и капель жидкости недостаточно эффективно.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности подготовки попутного газа за счет применения трубного соединения такой конструкции, которая позволяет обеспечить отделение подаваемого газа от транспортируемой с попутным газом жидкости и сток образовавшегося конденсата с целью предупреждения его замерзания и частичной или полной закупорке сечения трубы.
Задача решается трубным соединением технологических емкостей, которое содержит газоотводной коллектор, соединяющий посредством равных наклонных участков газовые пространства емкостей (резервуаров), причем соединение выполнено с возможностью конденсации влагонасыщенных паров попутного газа на внутренних стенках равных наклонных участков газоотводного коллектора и стока образовавшегося конденсата.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где:
- на рис.1 изображено существующее соединение емкостей трубой газовой линии;
- на рис.2 предлагаемое трубное соединение технологических емкостей. Существующее соединение емкостей (рис.1) состоит из рабочей емкости 1 и резервной емкости 2, соединенных между собой горизонтальной трубой
газовой линии 3.
Предлагаемое трубное соединение технологических емкостей (рис.2) содержит рабочую емкость 1 и резервную емкость 2, связанных между собой
газоотводным коллектором, соединяющим посредством равных наклонных участков 3 и 4 газовые пространства емкостей или резервуаров и выполненными с уклоном (под углом а) по ходу движения потока попутного газа. Величина угла а выбирается с учетом оптимального стока образовавшегося
конденсата и конструктивных требований к строительству трубопроводов. ( ВНТП 3-85 « Нормы технического проектирования объектов сбора, транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений», М., 1985.)
Данное трубное соединение технологических емкостей работает следующим образом:
Газовый поток, содержащий туман и капли жидкости, из рабочей емкости 1 по газоотводному коллектору поступает в резервную емкость 2. Проходя газоотводной коллектор, поток попутного газа вместе с уносимыми каплями жидкости проходит равные наклонные участки 3 и 4, где капли жидкости оседают, укрупняются, образуя конденсат и под действием гравитационных сил (сил тяжести) самотеком, свободно стекают вниз по равным наклонным участкам 3 и 4, тем самым конденсат выводится из зоны газового потока.
Таким образом, обеспечивается более полное удаление жидкости и конденсата из попутного газа, газ поступает в общую сеть газосбора, а конденсат движется по равным наклонным участкам 3 и 4 в емкости 1 и 2, причем расположение (под углом а) позволяет уменьшить в два раза расстояние стока для образовавшегося конденсата.
Новая конструкция трубного соединения технологических емкостей позволяет:
- избежать накопления образовавшегося конденсата, так как он стекает по равным наклонным участкам газоотводного коллектора обратно в технологические емкости;
- избежать замерзания газоотводного коллектора и обмерзания арматуры;
- возникновения аварийной ситуации на нефтепромысловых объектах.
Оригинальность предложенного технического решения трубного соединения заключается в простоте конструкции, что способствует повышению эффективности работы данного соединения без привлечения дополнительных механизмов и устройств.
К преимуществам данного соединения относится качественная подготовка попутного газа к транспорту, повышение качества товарного газа и повышение технико-экономических показателей работы нефтепромыслов.