Очистка пластовой воды.

Фото установки

Расчет размера сосудов базируется на самой верхней границе рабочей температуры и на самой низкой границе диапазона рабочего давления, что дает наибольший объем и следовательно максимальное количество циклонов.

Цель процесса – очистка от твердых примесей. Размер системы аккумуляции (гидросборник) подобран на базе среднего значения 115 мг/л твердых веществ и максимальном расходе. При этих условиях потребуется опорожнять (разгружать) установку один раз в день.

Для выполнения задачи предлагаем следующее оборудование:
EHC3 тип циклона – 2 шт и 1 пустой.

Перепад давления установки для максимального расхода составит 1.27 бар. Сепарация будет D98 составляет ≤ 30 микрон.
Перепад давления для среднего расхода составит 0.39 бар. Сепарация будет D98 ≤ 35 микрон.
Перепад давления для минимального расхода составит 0.04 бар. Сепарация будет D98 ≤ 65 микрон

Объем поставки

Один общий сосуд внешним диаметром 16" с двумя циклонами тип EHC3 и 1 пустой циклон внутри — 1 шт
Сосуд аккумулятора (гидросборника) 24" (внешн. диаметр) х 44" — 1 шт
Трубная обвязка в границе модуля, комплект 1 шт все с параметрами 600#ANSI, 1/8"CA, CS, ASME code section VIII, division I

Материальное исполнение – нержавеющая сталь

Предлагаемая установка разделения пластовой воды состоит из двух высокоэффективных центробежных экстракторов, системы вертикального сепарирования, установленной на общей раме и шкафа управления (общий шкаф для всей установки разделения).

Высокоэффективный центробежный экстрактор

Используемые материалы

Все части центробежного экстрактора, контактирующие с исходным продуктом, изготовлены из нержавеющей стали AISI 304 (ближайший российский аналог сталь 08X18H10). Исключение составляет только барабан, который изготовлен из нержавеющей стали DUPLEX (дюплекс), обладающей высокой механической стойкостью к истиранию и химической стойкостью к коррозии. Благодаря тщательному подбору материалов аппарат высокой стойкостью к химическим веществам, обычно присутствующим в системе дегидратации (например, диоксид серы и т. д.).

Части экстрактора, наиболее подверженные эрозионному воздействию, такие как спираль шнека, защищены сплошным слоем карбида вольфрама с большой толщиной. Разгрузочные отверстия для вывода обезвоженного осадка из барабана, защищены керамическим материалом с очень высокой поверхностной твердостью, что значительно увеличивает срок службы стандартно используемой нержавеющей стали.

Дополнительная гидравлическая система

Экстрактор оснащен гидравлической системой, устройством автоматической и непрерывной регулировки скорости вращения внутреннего шнека, которое адаптирует режим работы экстрактора к рабочим условиям подачи, позволяя получить максимальную эффективность работы.
Фактически для получения высокого содержания твердых частиц в обезвоженном осадке необходимо иметь очень низкую дифференциальную скорость (менее 2 об/мин), но в то же время требуется очень высокий крутящий момент для извлечения обезвоженной массы. При использовании электрической системы крутящий момент уменьшается при уменьшении режима вращения и устанавливает нижний предел используемой разностной скорости (обычно 4–5 об/мин). В то время как гидравлическая система обеспечивает высокий крутящий момент независимо от требуемого режима вращения.
Это позволяет рассматривать предлагаемую систему как одну из наиболее высокопроизводительных систем, позволяющих получить высокое содержание твердых частиц в обезвоженном осадке.
Дополнительным преимуществом предлагаемой гидравлической системы по сравнению с электрическими системами является то, что в случае внезапного отключения электричества во время работы обеспечивается удаление осадка, присутствующего внутри экстрактора. Это обеспечивает то, что при повторном запуске (а также если отсутствие напряжения было длительным), экстрактор не испытывает высоких механических напряжений из-за не удаленного осадка.

Логика работы центробежного экстрактора

Используемая система управления позволяет выбрать метод работы в 4 различных вариантах:
• Постоянное давление;
• Постоянное давление с автоматическим изменением расхода;
• Постоянная разность скоростей;
• Постоянная разность скоростей с автоматическим изменением расхода; В стандартной конфигурации экстрактор комплектуется векторным инвертором для запуска и регулирования скорости вращения барабана в общем электрическом шкафу. С помощью этого специального преобразователя также можно оптимизировать рабочие параметры экстрактора по отношению к реальным химико-физикобиологическим характеристикам осадка.

Система вертикального сепарирования

Смесь пластовой воды и нефти, поступающая в систему вертикального сепарирования от центробежного экстрактора, мононасосом подается в накопительный бак объемом 1 м3. После нагрева паром до 60°C смесь двумя насосами подается в два центробежных сепаратора. Еще один гидронасос для каждого сепаратора подает воду для процесса сепарации, чтобы разбавить смесь перед разделением. Разделение смеси происходит во вращающихся камерах сепараторов под действием центробежной силы и за счет разного удельного веса.

Разделенные жидкости поступают в две отдельные камеры внутри сепаратора, из которых осуществляется выгрузка двух разделенных фаз (вода и нефть). Третья фаза, состоящая из минимального количества твердых остатков и технической воды, отделяется и выгружается через третий выходной поток.
Два гидронасоса откачивают разделенные воду и нефть в накопительные емкости, а твердый осадок с помощью шнекового транспортера направляется в резервуар, откуда мононасос откачивает его в емкость сбора твердого осадка.

Примечание: Производительность каждого сепаратора составляет максимум 2 м3/час. Поэтому для обеспечения непрерывной работы системы вертикального сепарирования необходимо либо предусмотреть накопительный резервуар (зона ответственности Покупателя), где осуществляется сбор смеси пластовой воды и нефти, поступающей от центробежного экстрактора, либо установить несколько систем вертикального сепарирования.

Исходные данные

Разделяемый продукт: Жидкость / жидкость / осадок : нефть – 2%, пластовая вода – 88%, мех примеси

Описание исходного продукта
Наименование: пластовая вода, отделившаяся от сырой нефти при помощи термо- и химообработки. Пластовые воды обычно сильно минерализованы. Степень их минерализации колеблется от нескольких сот граммов на 1 м3 в пресной воде и до 80 кг/м3 в концентрированных рассолах.
Легкая жидкая фаза: нефть с удельным весом 0,89 г/см3;
Тяжелая жидкая фаза: пластовая вода с удельным весом 1,132 г/см3 ;
Осадок: мех примеси 2,737 мг/дм3 ;
Распределение частиц осадка по размерным группам: 1 – 5 мкм: 5 %;
Пластовая вода с пленкой нефти (размеры частиц около 5 мкм): 95 %;

Свойства исходного продукта
Плотность, кг/м3: 1,132
Токсичность: отсутствует
Взрывоопасность: отсутствует
Склонность к окислению: рН ниже 6
Склонность к пенообразованию: отсутствует

Параметры процесса сепарирования:
Процесс: непрерывный (24/7);
Требуемая производительность, м3/час: 100 м3/час;
Температура продукта, °С: 450С;

Спецификация оборудования

Высокоэффективный центробежный экстрактор - 2 шт

Основные технические характеристики:
1. Расход в гидравлической системе (вода без твердых частиц): 110 м³/час;
2. Внутренний диаметр барабана: 650 мм;
3. Общая длина барабана: 2590 мм;
4. Коэффициент относительной толщины: 3,98;
5. Внутренняя вместимость: 610 литров;
6. Максимальная скорость барабана: 250 об/мин;
7. Максимальное центробежное ускорение: 17.500 м/с² ;
8. Дифференциальная скорость шнека (стандартное исполнение): 1-60 об/мин;
9. Мощность главного двигателя: 90 кВт;
10. Пуск главного двигателя: с помощью инвертора;
11. Мощность двигателя скребка для очистки от осадка: 0,37 кВт;

Материальное исполнение:
1. Барабан: нержавеющая сталь DUPLEX
2. Шнек: нержавеющая сталь AISI 316 (ближайший российский аналог сталь 08Х17Н13М2);
3. Кольцо регулировки уровня жидкости внутри барабана: нержавеющая сталь AISI 316 (ближайший российский аналог сталь 08Х17Н13М2);
4. Съемные разгрузочные патрубки дегидрированного осадка: керамика;
5. Защита шнека от износа:
5.1. Спираль (сплошное покрытие): карбид вольфрама
5.2. Загрузочная труба: нержавеющая сталь AISI 304 (ближайший российский аналог сталь 08X18H10);
5.3. Разгрузочные камеры твердой и жидкой фаз: нержавеющая сталь AISI 304 (ближайший российский аналог сталь 08X18H10);
6. Внешний корпус: углеродистая сталь;
7. Опоры: углеродистая сталь

Основные конструктивные характеристики:
1. Устройство непрерывной разгрузки дегидрированного осадка: скребки для очистки от осадка;
2. Пусковой шнек: гидравлическое устройство;
3. Гидравлический двигатель и насос: высокоэффективные;
4. Вместимость гидравлической системы: 180 литров;
5. Устройство для гашения вибрации: резиновое антивибрационное;
6. Цвет : голубой RAL 5017;

Массо-габаритные характеристики:
1. Максимальная длина: 5000 мм;
2. Максимальная ширина: 1500 мм;
3. Максимальная высота: 1900 мм;
4. Статическая масса: 6800 кг;
5. Динамическая масса: 17000 кг;
6. Средний уровень шума: 84 дБА;

Комплектация:
1. Центробежный экстрактор;
2. Комплект для ввода в эксплуатацию;
3. Комплект запчастей для первичного техобслуживания;
4. Крепежный комплект;
5. Ящик для инструментов;

Система вертикального сепарирования - 1 компл

Комплектация:

1. Вертикальный сепаратор с комплектом для автоматической промывки через ПЛК (2 шт.);
2. Дополнительный электрический шкаф для управления насосами и расходомерами резервуара нефти (1 шт.); 3. Мононасос для загрузочного резервуара (1 шт.);
4. Коррозионностойкий резервуар с крышкой для смеси пластовой воды и нефти, устанавливается на платформу рядом с сепаратором, в комплекте с греющим змеевиком и уровнемером (1 шт.);
5. Мононасос для откачки отделенной нефти (1 шт.);
6. Мононасос для загрузки сепаратора (2 шт.);
7. Шнековый транспортер осадка (из-под сепаратора) (1 шт.);
8. Рама из углеродистой стали с двойным основанием для извлечения нефти в комплекте с гидравлическими соединениями из углеродистой стали, соединительными коллекторами между резервуаром нефти и подающим насосом сепаратора;
гидравлические соединения из углеродистой стали для соединения подающего насоса и сепаратора, а также гидравлические соединения из углеродистой стали для соединения сепаратора с насосом откачки из сепаратора (1 шт.).
9. Навес над общей рамой (навес над «SKID») (1 шт.)

Основные технические характеристики:
1. Установленная мощность: 45 кВт;
2. Длина платформы: 4440 мм;
3. Ширина платформы: 2250 мм;
4. Высота платформы (включая съемную крышу): 2,452 мм;

Шкаф управления (общий для всей установки разделения пластовой воды) - 1 компл

Основные технические характеристики:

1. Напряжение: 400 В;
2. Частота: 50 Гц;
3. Вспомогательный узел напряжения: 24 В (переменного тока);
4. Степень защиты: IP 55;
5. Главный выключатель с дверным замком;
6. Аналоговый вольтметр на рабочей стороне шкафа;
7. Аналоговый амперметр на рабочей стороне шкафа ;
8. Общий магнитно-термический выключатель;
9. Центробежный двигатель с электромеханической термозащитой;
10. Магнитно-термические выключатели (<25 А);
11. Вспомогательная защита с отключением предохранителя;
12. Контактор;
13. Таймер;
14. Вспомогательное реле;
15. Клеммы;
16. Программируемое логическое устройство;
17. Пульт интерфейса оператора:
17.1. Сенсорный экран 10″;
17.2. Степень защиты: IP55;
18. Пуск и регулировка главного двигателя экстрактора с помощью инвертора;
19. Электроклапан цикла обратной промывки;

Массо-габаритные и конструктивные характеристики:

1. Корпус: углеродистая сталь;
2. Высота: 2100 мм;
3. Ширина: 1000 мм;
4. Глубина: 600 мм;
5. Масса: 200 кг;

Инженеры всегда готовы проконсультировать или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемым установкам для очистки воды от пластовых примесей.