Найды эмульсиясыздандырудың қандай тәсілдерін білесіз?
Мұнайды деэмульгациялау (эмульсиясыздандыру) тәсілдерінің шартты жіктемелері бар:
механикалық (сүзу, центрифугалау)
термиялық (тұндырып қыздыру, ыстық сумен жуу)
электрлік (электромагниттік өрісте өңдеу)
химиялық (реагент – деэмульгаторлармен өңдеу)
Сонымен қатар, эмульсияларды бұзу үшін ультрадыбыстық және акустикалық тербелістермен өңдеу әдісін де қолданады. Әр түрлі әдістерді біріктіріп те пайдаланады.
Деэмульсация процесінің негізгі үш кезеңін былай көрсетуге болады:
I – сыртқы «бронды» қабықшаларды бұзу
II – тамшыларды ірілендіру
III – фазаларды айыру
Бірінші кезеңде, эмульсияны бұзудың негізгі және ең әмбебап түрі – химиялық реагент – деэмульгаторлардың әсері болып табылады. Кейбір жағдайларда қыздыру немесе қарқынды араластыру әсерінен сыртқы қабықшаларды әлсіретуге немесе бір бөлігін бұзуға болады. Қабықшалардың бір бөлігін электростатикалық және электромагниттік (өнеркәсіптік жиіліктегі) өрістерді қолданып бұзуға болады. Жоғары және аса жоғары жиіліктегі тербелістерді қолдану күрделі қондырғыларды қажет етеді және ол қазіргі кезде әлі қолданыс тапқан жоқ.
Екінші кезеңде, маңызды және болашағы бар тәсіл – электр өрісін пайдалану (электродегидраторлар) арқылы су тамшыларын ірілендіру болып табылады. Сондай-ақ, эмульсияларды су қабатында шаю әдісі де кең тараған, бұл процестің жақсы жүруі көбінесе тесілген құбырлар-маточниктер арқылы сұйық ағынының біркелкі таралуымен анықталады. Магниттік өрісті (яғни импульсті аса күшті магниттерді) қолдану шарасы - қондырғылардың күрделігіне байланысты тежеліп тұр.
Үшінші кезеңдегі негізгі процесс - бұл гравитациялық тұндыру болып табылады. Соңғы жылдары тұндырғыштардың жоғары өнімді конструкциялары шықты, олар сыйымдылықтардың тиімді көлемін толық пайдалануға және эмульсиялық жүйелердің физикалық-химиялық қасиеттерін ескеруге мүмкіндік береді. Құрамында механикалық қоспалары едәуір мөлшерде көп болатын эмульсияларды өңдеу үшін центрифуга әдісін қолдану тиімді болып табылады.
9. Ұңғы өнімін есептеуге арналған қондырғылар: «Спутник-А», «Спутник-В-14», «Спутник-
«Спутник» түріндегі қондырғылардың басты айырмашылығының ерекшелігі – блокты жасалуы және жинақталған түрде жеткізілуі, бұл олардың индустриялдық әдістермен жөндеп құрастырылуына мүмкіндік береді. Қондырғылар екі жабық қыздырылу блогынан тұрады: технологиялық және аппараттық. 5.1-кестесінде «Спутник» түріндегі қондырғылардың негізгі технологиялық параметрлері келтірілген.
А-Спутнигі
А-Спутнигі-бұлөлшеу қондырғысы, ұңғыларды өлшеуге автоматты түрде қосуға, сондай–ақ Спутникке қосылған ұңғылар шығымын автоматты өлшеу үшін, сұйықты беру шамасына қарай ұңғы жұмысын қадағалауға (бақылауға) және апаттық жағдай кезінде ұңғыны автоматты түрде ажыратуға арналған.
 | ||
| 5.1. Сурет. А-Спутнигінің жалпы сұлбасы 1- ұңғыдан өнімді лақтыру (шығару) желісі; 2- кері клапаны; 3- көпжүрісті ұңғыларды қосқыш; 4- ұңғының роторлық қосқышының (ауыстырғышының) жылжымалы кареткасы (қорабы); 5- бір ұңғыға арналған өлшегіш келте құбыр; 5а- жинау коллекторы (құбыры); 6– гидроциклонды айырғыш; 7- тосқауыл жапқыш (яғни, заслонка); 8- турбиналы есептегіш; 9- қалқымалы деңгей реттегіш; 10- электроқозғалтқыш; 11- гидрожетек; 12- күш цилиндрі; 13- ажыратқыштар (отсекателдер). |
А-Спутнигі екі блоктан тұрады: өлшеу – қосқышынан және жергілікті автоматика блогынан (ЖАБ). Бұларда, ұңғының өлшенген шығымы автоматты түрде тіркеліп және ұңғылар өлшеуге қосылады. А-Спутнигі берілген қатаң уақыт аралығында, ұңғыларды өлшеуге кезек–кезегімен қосылуын қамтамасыз ететін берілген бағдарлама бойынша жұмыс жасайды. Ұңғыларды өлшеу ұзақтығын жергілікті автоматика блогында (ЖАБ) орнатылған уақыт релесінің көмегімен анықтайды.
Барлық ұңғылар өнімі шығару желісі-(1) арқылы көпжүрісті қосқышқа-(3) келіп түседі. Қосқыштың роторлы кареткасының-4 әрбір секторлы бұрылысы, қосылған ұңғылардың бірінің өнімін өлшеу құбыршасы-5 арқылы гидроциклонды айырғышқа-6 келіп түсуін қамтамасыз етеді. Бұл уақытта қалған ұңғылардың өнімдері жинау коллекторы -(5а) арқылы өтеді. Гидроциклонды айырғышта газ сұйықтан бөлінеді.
Өлшеуге қосылған ұңғылар сұйықтарының көлемі, гидроциклонды айырғыштың технологиялық сыйымдылығындағы сұйықтар деңгейінен жоғары орнатылған турбинді есептегіш-8 арқылы айырғышта жинақталған сұйықтарды қысқа уақытта өткізу жолымен өлшенеді.
Айырғыштың төменгі бөлігінде берілген жоғары деңгейге дейін сұйықтардың жиналуы және оны төменгі деңгейге дейін шығару шаралары қалқымалы деңгей реттегіші-9 мен газды желідегі тосқауыл жапқыш (яғни, заслонка) көмегі арқылы жүзеге асырылады. Жоғары деңгейге дейін қалқыманың жүзуі газды линияның жабылуына және артынша айырғыштағы қысымның ұлғаюына (өсуіне) әкеледі. Осының нәтижесінде айырғыштағы сұйық турбинді есептегіш-8 арқылы ығыстырылып шығарылады.
Қалқыма, төменгі берілген деңгейге жеткен кезде тосқауыл жапқыш-7 ашылып, айырғыштағы және коллектордағы қысым теңеседі және сұйықты бастыру тоқтайды. Сұйықтардың жиналу уақыты және олардың есептегіш арқылы өту саны ұңғылардың өлшенетін шығымына байланысты болады.
Ұңғы шығымын жергілікті автоматика блогындағы (ЖАБ) жеке есептегіштерде, турбинді есептегіштен өткен сұйықтардың жинақталған көлемін (м3) тіркеу жолымен анықтайды.
Келесі ұңғы қосқыш кареткасын-4 кезекті жағдайға бұратын электроқозғалтқыштың-19, гидрожетектің-11 және күш цилиндрінің-12 көмегі арқылы жергілікті автоматика блогының (ЖАБ) командасы бойынша өлшеуге қосылады.
Турбинді есептегіш-8 сонымен қатар ұңғының өнім бергіштігіне кезекті бақылауын жасап отырады. Егер бақылаудағы ұңғы сұйық бермей қалса, онда жергілікті автоматика блогы телемеханика жүйесіне апаттық дабыл береді. Коллектордағы қысым артып кеткен кезде немесе оның бір жері бұзылған жағдайда барлық ұңғыларды апаттық оқшаулау бөліп тастағыштардың (отсекателдердің)-13 көмегі арқылы жүзеге асады.
А-Спутнигінің кемшілігі – бұл гидроциклонды айырғышта мұнайдан газдың нашар бөлінуіне байланысты, есептегішке сұйықтармен бірге газ көбіктеріде түседі, осының әсерінен турбинді есептегіштен өтетін мұнайдың шығынын өлшеу дәлдігі жоғары болмайды.
В-Спутнигі
В-Спутнигі бұл А-Спутнигі сияқтыұңғыларды берілген бағдарлама бойынша өлшеуге автоматты түрде қосуға және еркін газдың шығымын автоматты өлшеуге арналған.
Ұңғылар өнімі В-Спутнигінің көмегі арқылы келесі түрде өлшенеді:
Ұңғыдан шыққан мұнайгаз қоспасы таратқыш батареяға-1 келіп түседі, бұдан штуцер-3 арқылы үш жүрісті клапанға-4 барып, одан әрі мұнайгаз қоспасы айырғышта-10 мұнай мен газдың көлемін өлшеу үшін жеке ұңғылардың өнімін бағыттайтын құбырға бағытталады немесе барлық ұңғылардан келетін сусыз мұнайға арналған жалпы коллекторға-8 бағытталады.
 | ||
| 5.2. Сурет. В-Спутнигінің жалпы сұлбасы 1- тарату батареясы; 2- резиналы шарларға арналған сыйымдылық; 3- штуцерлер; 4- үш жүрісті клапандар; 5- жеке ұңғылардың өнімін өлшеу үшін бағыттайтын құбыр (линия); 6- үш жүрісті кран; 7– суланған мұнайдың коллекторы; 8- сусыз мұнайдың коллекторы; 9- деңгейді реттейтін гамма-датчик; 10- айырғыш; 11-диафрагма; 12- тосқауыл жапқыш (заслонка); 13-сифон; 14- тарирленген сыйымдылық; 15-тарирленген серіппе. |
Суланған және суланбаған ұңғылар жергілікті автоматика блогының (ЖАБ) және үш жүрісті клапандардың-4 көмегі арқылы белгілі бір уақыт ішінде өлшеуге автоматты түрде қосылады. Айырғышқа -10 келіп түскен сұйықтар мөлшерін тарирленген сыйымдылықтың -14 (көлемі 300л), жергілікті автоматика блогына (ЖАБ) сұйық деңгейінен мәлімет беретін гамма-датчиктердің және жазық тарирлі серіппенің-15 көмегі арқылы өлшейді.
Сұйықтар шығымы жоғарғы және төменгі деңгейден -9 мәлімет беретін гамма-датчиктер арасындағы көлемге жинақталған сұйықтардың массасын өлшеу және сұйықтардың осы көлемді толтыру уақытын тіркеу жолымен анықталады. Таза мұнайдың шығымы берілген көлемдегі сұйықтар массасын таза судың массасымен салыстыру арқылы анықталады, және ол мына көлемге ие болуы мүмкін:
Қоспаның салмағын -Gқос, мұнайдың салмағын -Gм және судың салмағын -Gсу, н (н=кг∙м/с2), деп белгілейміз,
сонда Gқос= Gм+ Gсу, (5.3)
бұдан Gсу= Gқос- Gм (5.4)
тарирлі сыйымдылықтағы сұйықтың көлемі V белгілі болған кезде
V=Vм+Vсу=Gм/ ρм g+ Gсу/ρсу g, (5.5)
мұнда Vм және Vсу- тарирлі сыйымдылықтың белгілікөлемінен -V мұнай мен судың сәйкесті алатын көлемдері, м3; ρм және ρсу - мұнайдың және судың тығыздықтары, кг/м3; g- еркін түсу үдеуі, м2/с.
Gсу орнына оның (5.4) теңдеуіндегі мәнін қоя отырып келесі теңдеуді аламыз:
V=Gм/ ρм g+ (Gқос- Gм)/ρсу g , (5.6)
немесе
ρм gρсуV=ρсу g Gм+ ρм g (Gқос- Gм)=ρсу g Gм+ ρм g Gқос- ρм g Gм. (5.7)
Егерде ρсу gV-ны Gсу арқылы белгілесек, онда (5.7) теңдеуін мына түрде жазуға болады:
Gм=( ρмGсу- ρмGқос)/(ρсу -ρм)=K (Gсу-Gқос), (5.8)
мұнда K= ρм/(ρсу -ρм).
В-Спутнигінің көмегімен сұйықтардың шығымын өлшеу барысында мұнай мен судың тығыздықтарын тұрақты деп есептейміз. Осылайша, Gсу шамасының мәні және тарирлі серіппенің (пружинаның) көмегімен өлшенген Gқос шамасы белгілі болған кезде (5.8) формуласы бойынша мұнайдың салмағын табу оңай.
Өлшеу нәтижелері сыйымдылықтың т/тәуліктегі толу уақытын ескере отырып қайта есептеледі және жергілікті автоматика блогында (ЖАБ-БМА) тіркеледі. Тарирлі сыйымдылықты сұйықпен толтырып және оның салмағын өлшегеннен соң, жергілікті автоматика блогы (ЖАБ-БМА) электро-гидравликалық жетекті іске қосады және газ желісіндегі (линиясындағы) тосқауыл жапқыш (заслонка) жабылады, осының нәтижесінде айырғыштағы-10 қысым ұлғайып және сұйықтар сыйымдылықтан-14 сифон-13 арқылы суланған мұнайдың коллекторына-7 қарай ығыстырылады. Газдың мөлшері диафрагма-11 көмегі арқылы мезгіл-мезгіл өлшеніп отырады.
Ұңғылардың шығару желілерінде (выкидная линияда) парафин жиналған жағдайда, оларды тазалау үшін ұңғы сағасынан бастап резиналы шарларға арналған сыйымдылыққа-2 дейін мұнай ағынымен ығыстырылатын резиналы шарларды қолдану қарастырылған .
В-Спутнигінің кемшілігі мынада, яғни парафинді мұнайларды өлшеу кезінде тарирлі сыйымдылыққа жиналған парафиндер оның анықтау дәлдігін едәуір төмендетуі мүмкін.
Б-40-Спутнигі бұл, жоғарыда айтылған қондырғылар сияқтыұңғыларды берілген бағдарлама бойынша өлшеуге автоматты түрде қосуға және ұңғылар шығымын автоматты өлшеуге арналған.
Б-40-Спутнигі А-Спутнигімен салыстырғанда анағұрлым жетіл-дірілген, себебі онда мұнай ағынындағы судың пайыздық мөлшерін үздіксіз анықтап отыратын мұнайдың автоматты ылғал өлшеуіші орнатылған, сондай-ақ гидроциклонды айырғыштағы мұнайдан бөлінетін еркін газдың мөлшері турбиналы шығын өлшегіш көмегімен автоматты өлшенеді. Сұйықтың турбиналы шығын өлшегіші (ТОР) гидроциклонды айырғыштың технологиялық сыйымдылығындағы сұйық деңгейінен төмен орнатылған.
Б-40-Спутнигінің көмегімен суланған және суланбаған ұңғылардың шығымдарын жеке өлшеуге болады.
Суланған ұңғы өнімін, кері клапандарды-1 қолданып, ысырмалар -12 арқылы суланған өнімдер желісімен (линиясымен) -8 жинау коллектор-ларына бағыттайды. Таза мұнай беретін ұңғы өнімін, ұңғының көпжүрісті қосқышының (ауыстырғышының) сыйымдылығына бағыттайды, одан өнім жинау коллекторына -6, кейін сусыз мұнай коллекторына-23 түседі.
5.3. суретте Б-40-Спутнигінің жалпы сұлбасы келтірілген.
5.3.Сурет. Б-40 - Спутнигінің жалпы сұлбасы.
1- кері клапандар; 2-ысырмалар; 3- көпжүрісті ұңғыларды қосқыш (ауыстырғыш); 4-ұңғының роторлық қосқышының (ауыстырғышының) жылжымалы кареткасы (қорабы); 5- бір ұңғыға арналған өлшегіш келте құбыр; 6- жинау коллекторы (құбыры); 7- ажыратқыштар (отсекателдер); 8- суланған мұнай коллекторы; 9, 12-жабық ысырмалар; 10, 11-ашық ысырмалар; 13- гидроциклонды айырғыш; 14- қысым құлауын реттегіш; 15- газ шығынын өлшегіш; 16, 16а- золотниктер; 17-қалытқы; 18-сұйық шығынын өлшегіш; 19- поршенді клапан; 20-ылғал өлшегіш; 21- гидрожетек; 22- электрқозғалтқыш; 23- сусыз мұнай коллекторы; 24 – ұңғыдан өнімді лақтыру (шығару) желісі.
Өлшеуге қойылған кез-келген ұңғының сұйығы, ұңғының роторлық қосқышы (ауыстырғышы)-4 арқылы гидроциклонды айырғышқа-13 бағытталады. Газдың айырғыштан шығарында қысым құлауын реттеуіш-14 орнатылған, ол газ шығынын өлшегіш-15 пен айырғыш арасындағы тұрақты қысым құлауын (өзгерісін) ұстап тұрады. Қысымның тұрақты құлауы золотниктер-16 және 16а арқылы поршенді клапанға -19 беріледі.
Гидроциклонды айырғышта газ бөлінгеннен кейін сұйықтың мөлшерін өлшеу үшін сұйық технологиялық сыйымдылыққа жиналады. Деңгей өлшегіштің қалтқысының-17 шекті төменгі жағдайында, қалтқымалы механизмнің жоғарғы шанышқысы золотниктің жоғарғы тұрқын (корпусын) басады, осының нәтижесінде қысымның көбейуі қысым реттегіштен-14 поршенді клапанның -19 оң жақ бөлігіне беріледі және оны жабады; сұйық берілу тоқтайды және турбиналы шығын өлшегіш-18 жұмыс жасауын доғарады. Осы уақыттан бастап сұйық деңгейі көтеріле бастайды. Қалтқы-17 шекті жоғарғы жағдайына жеткенде, қалтқымалы механизмнің төменгі шанышқысы золотниктің шығыңқы жерін 16а басады. Көбейген қысым реттеуіштен-14 поршенді клапанның -19 сол жақ бөлігіне әсер етеді және оны ашады; жүйеде сұйықтың ағысы басталады және турбиналы шығын өлшегіш-18 өзі арқылы өтетін сұйық мөлшерін есептеп шығарады. Сулану пайызы ылғал өлшегіш (влагомер)-20 көмегімен анықталады.
10. Кез-келген түрдегі айырғыштарда қанша бөлім (секция) бар, олардың міндеті қандай және
Мұнайгаз айырғыштары ұңғы өнiмдерін сұйықты және газды фазаларға бөлуге арналған және келесi қызметтердi атқарады:
● бағалы химиялық шикiзат және отын ретiнде қолдану мақсатында, ұңғы оқпаны бойында, сұйықты шығару желiсiнде және және жинау коллекторлары бойымен мұнай қозғалған кезде, одан бөлінген мұнай газын алу үшін;
● мұнайгазсу ағынының араласуын азайту және құбырлар желiсiндегi гидравликалық кедергiнi азайту үшін;
● пайда болған көбіктерді мұнайдан бөлу және ыдырату үшін;
● тұрақсыз эмульсияларды немесе құбырлар желiсiнде бұзылған эмульсияларды өндiру кезінде мұнайдан суды алдын-ала бөлу үшін;
● мұнайды айырғыштардың бiрiншi сатысынан мұнайды дайындау қондырғысына дейiн тасымалдау барысында пульсацияны азайту үшін.
Қолданыстағы барлық мұнайгаз айырғыштарын келесi белгiлерi бойынша былай жiктеуге болады:
1) міндетiне байланысты – өлшеушi-айырушы және айырушы;
2)геометриялық пiшiнiне және кеңiстiкте орналасуы бойынша – цилиндiрлiк, сфералық, тiк, көлденең және көлбеу;
3) негiзгi күштердiң байқалу сипатына байланысты – гравитациялық, инерциялық және ортадан тепкiш;
4) жұмыстық қысымына байланысты – жоғары қысымды (6,4 МПа),орташа қысымды (2,5 МПа) және төмен қысымды (0,6 МПа);
5) айыру сатыларының санына байланысты – бiрiншi, екiншi және т.б. айыру сатылары;
6) технологиялық мiндетiне байланысты – екi фазалы және үш фазалы;
7) мұнайгаз ағынын енгiзу құрылғысының конструкциясы бойынша – радиалды және тангенциалды енгiзу;
8) конструктивтi жасалуына байланысты – бiр сыйымдылықты және екi сыйымдылықты.
Айырғыштардың кез келген түрiнiң конструкциясында жалпыға бiрдей төрт бөлiм (секция) болады (11.1. Сурет):
I- Негiзгi айыру бөлiмі, ол мұнайдан газдың қарқынды бөлініп шығуына қызмет етеді. Айыру бөлiмiнiң жұмысына айырғыштағы қысымның, температураның төмендеу дәрежесi, мұнайдың физика-химиялық қасиеттерi (әсіресе оның тұтқырлығы), өнiмдi айырғышқа енгiзу құрылғысының конструкциясы (радиалды немесе тангенциалды), сонымен қатар әртүрлi сұғындырмаларды – сымды торды, диспергаторларды қолдану елеулi түрде әсер етедi.
 | II -Тұндыру бөлiмi, мұнда айыру бөлiмiнен мұнаймен бірге iлескен газ көбiктерiнің қосымша бөлінуі жүредi. Мұнайдан окклюдирленген газ көбіктерiн қарқынды бөлу үшiн, мұнайдың қозғалыс жолын ұзарта отырып оларды жұқа қабатша түрінде көлбеу жазықтықтар бойымен бағыттайды. Жазықтықтарды шағын баспалы етiп жасайды, бұл мұнайдан газдың бөлiнуiне септiгiн тигiзедi. III -Мұнайды жинау бөлiмi, бұл бөлiм айырғыштың ең төменгі жағында болады және мұнайды жинау мен оны айырғыштан шығару үшiн қызмет етеді. IV -Тамшыұстау бөлiмі, айырғыштың жоғарғы жағында орналасқан және газ ағынына iлескен сұйық тамшыларын ұстап қалуға арналған. |
| 11.1. Сурет. Тiк айырғыштың жалпы көрiнiсi |
1-ұңғы өнiмiн енгiзу; 2-тарату коллекторы; 3-“өзiне дейiн” деңгей реттегiші; 4-тамшы-ұстағыш сұғындырма; 5-сақтандырғыш клапан; 6-көлбеу жазықтықтар; 7-қалытқы түрiндегi деңгейдi реттегiштiң көрсеткiшi; 8-аткарушы механизм; 9-дренажды құбырша; 10-бөгет; 11-суөлшегiш әйнек; 12-жапқыш шүмек (краник); 13-дренажды құбыр.