Нефтегазоводораспределители НГВРП
(Heater-Treater)
Современные условия эксплуатации нефтяных месторождений, характеризующиеся увеличением обводнённости продукции скважин, требуют внедрения высокоэффективных, компактных и надёжных технологий подготовки скважинной продукции. Одним из таких решений является установка нефтегазоводоразделителя с прямым подогревом типа «Heater-Treater» (НГВРП), сочетающая в себе функции сепарации, нагрева, обезвоживания и дегазации.
Назначение НГВРП (Heater-Treater)
В ряде действующих схем подготовки скважинной продукции оборудование часто представлено множественными последовательно соединёнными аппаратами — горизонтальными и вертикальными сепараторами, отстойниками, печами, насосными блоками. Такая компоновка со временем приводит к усложнению обслуживания, росту энергозатрат и снижению надёжности из-за физического износа элементов системы.
Установка «Хитер-Тритер» представляет собой горизонтальный сосуд с жаровыми трубами, коалесцирующими элементами и системой внутреннего разогрева (рис. 1). Работа установки построена на следующих этапах:
·         поступление продукции через верхний штуцер и предварительная газожидкостная сепарация;
·         подогрев эмульсии в жаровой секции;
·         разрушение эмульсии и отделение свободной воды;
·         механическая коалесценция остаточной воды с последующим её отводом;
·         вывод обезвоженной нефти в сборную ёмкость;
·         отведение газа после влагоотделения.
Система управления реализована на базе ПЛК и обеспечивает дистанционный контроль всех ключевых параметров.
КДФТ/ПТВО. Концевой делитель фаз трубный. Путевой трубный водоотделитель (ПТВО)

Рис. 1 Внутреннее устройство установки нефтегазоводоразделителя с прямым подогревом

типа «Heater-Treater» (НГВРП)

НГВРП включает в себя следующие ключевые компоненты: технологический модуль, блок регулирования, обслуживающие площадки, а также систему автоматизации.
На месте эксплуатации блоки установки и автоматизированные системы соединяются между собой трубопроводами, силовыми кабельными линиями и линиями связи для систем контроля и управления.
Технологический модуль представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат, изготовленный из стали марки 09Г2С. Аппарат оснащён патрубками для подключения к технологическим трубопроводам и измерительным приборам (КИПиА). Конструкция корпуса предусматривает дополнительную толщину стенки для компенсации коррозионного износа.

Внутренняя часть аппарата разделена на три функциональные зоны: нагревательная, коалесцентная и зона сбора очищенной нефти. Коалесцирующие элементы изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, перегородки — из стали 09Г2С.
Внутри технологического блока протекают процессы подогрева смеси, отделения газа и удаления пластовой воды из нефти.
С торца аппарата размещён блок регулирования, включающий в себя системы отвода воды, выведения нефти и газа. На соответствующих трубопроводах установлена запорно-регулирующая арматура, датчики КИПиА, а также предусмотрен узел сепарации газа от капельной влаги. На противоположной торцевой части корпуса размещены две горелки.

Рабочий процесс установки организован следующим образом: входной узел направляет поступающую нефтегазоводяную смесь в нижнюю зону аппарата, огибая жаровые трубы, чтобы избежать термошока от контакта холодной воды с раскалённой поверхностью. Входной узел оборудован съемным распределительным элементом, размещённым вдоль продольной оси аппарата. Это препятствует образованию отложений между жаровыми трубами при обработке маловодной нефти.

Жаровые трубы обеспечивают передачу тепла через стенки, разогревая поступающую смесь, при этом продукты сгорания отводятся вверх по дымовой трубе. Температурный режим контролируется специальным датчиком, сигнал с которого подается на регулирующий клапан подачи топливного газа.
Цель подогрева — снизить вязкость нефти и увеличить разницу плотностей между фазами, что способствует ускоренному разделению смеси. Нефть, как менее плотная фаза, всплывает на поверхность водяного слоя. Уровень нефти и граница раздела "нефть-вода" отслеживаются и регулируются в автоматическом режиме с помощью уровнемеров, управляющих клапаном сброса воды. Также осуществляется отделение газа, который аккумулируется в верхней части аппарата.

Подогретая нефтегазоводяная смесь направляется в коалесцентную секцию, где установлены специальные коалесцирующие элементы в виде пластин, формирующих узкие проходы. В этих каналах происходит активное осаждение укрупнённых водяных капель. Очищенная от воды нефть, переливаясь через внутреннюю перегородку, поступает в секцию её накопления.
Далее обезвоженная нефть из технологического модуля подаётся в блок регулирования. Здесь при помощи регулирующего клапана осуществляется поддержание заданного уровня нефти в отсеке обезвоживания. На выходной нефтяной линии установлен расходомер, а на байпасе — влагомер, контролирующий остаточное водосодержание в товарной нефти.

Вода, отделившаяся от нефти, накапливается в нижней части корпуса и затем выводится из аппарата в блок регулирования. Там уровни фаз автоматически стабилизируются при помощи регулирующих клапанов и ёмкостного датчика.
Газ, выделяющийся из смеси в процессе разделения, отводится через патрубок, размещённый над отсеком сбора подготовленной нефти. Для использования этого попутного газа в качестве топлива в блоке регулирования предусмотрен узел его подготовки. В состав узла входят система очистки газа от капельной влаги, регулятор давления, запорная, отсечная и предохранительная арматура — как для основных, так и для запальных горелок.

В нижней зоне корпуса установки размещён узел удаления механических загрязнений. Его конструкция обеспечивает ручную периодическую очистку от отложений без остановки оборудования. Система имеет двухуровневую структуру: промывка выполняется при помощи щелевых форсунок, установленных в двух ярусах — одни направлены вверх вдоль внутренней стенки, другие — вниз к центральной части корпуса. Это позволяет эффективно промывать аппарат по всему объёму. Частота очистки определяется на основе объема накопившихся отложений.

Рис. 2 Классическая схема компоновки оборудования УПН

С1 – сепаратор НГСВ, С2 – сепаратор ГС, К1-2 – концевая сепарационная установка (КСУ)         

Е1-3 – емкости, Н1-9 – насосы, Ф – факел, П – печь, Э1 – Электродегедратор

Рис. 3 Схема компоновки оборудования УПН с применением НГВРП

С1 – сепаратор НГСВ, С2 – сепаратор ГС, С3 – НГВРП, К1 – концевая сепарационная установка (КСУ)         

Е4-6 – емкости, Н7-9 – насосы, Ф – факел

Также в аппарате реализована автоматическая система промывки донной зоны жаровых труб, включающая форсунки, установленные в нижней части.
Для контроля качества подготовки нефти и оценки эффективности работы узлов на различных стадиях технологического процесса, установка оснащена пробоотборниками с запорными кранами. Они позволяют производить отбор проб среды на разных уровнях и в разных точках аппарата, а также фиксировать положение границ раздела фаз.
Блок регулирования выполнен в виде модульной конструкции. Внутри предусмотрена система принудительной приточной вентиляции, рассчитанная на пятикратный воздухообмен. Также в блоках установлены системы электрического обогрева, обеспечивающие поддержание температуры воздуха не ниже +10 °C в зимний период.

Таким образом, установка типа «Хитер-Тритер» выполняет сразу несколько функций, ранее реализуемых с помощью нескольких раздельных технологических узлов (рис. 3). Это позволяет не только сократить металлоёмкость и занимаемую площадь, но и упростить общую архитектуру схемы подготовки. Для наглядности на рисунках 2 и 3 приведено сравнение состава оборудования и функциональных блоков, применявшихся до внедрения НГВРП, и тех, что заменяются или интегрируются в составе данной установки.
Технические характеристики НГВРП (Heater-Treater)

Наименование

Значение

Производительность по нефтяной эмульсии т/сут

125 – 10 000

Объем аппарата, м.куб

25 – 250

Рабочее давление на входе в комплекс, МПа

0,05 – 0,6

Рабочая температура обработки нефти, °С

5 – 45

Температура пропарки, °С

120

Содержание нефтепродуктов в воде на выходе из аппарата, мг/л

До 50

Содержание мехпримесей в воде на выходе из аппарата, мг/л

До 50

Рабочая среда

Нефть, вода, газ

Массовое содержание компонентов, образующих налипающие осадки в нефтегазовой смеси, % масс:

- парафина

- сера

- смол

- асфальтенов

 

 

до 0,6

до 0,6

4,35 – 6,35

0,17 – 0,8

Температура плавления парафина, °C

56 – 59

Температура топливного газа, °С

5 – 20

Климатическое исполнение

ХЛ1

Сейсмичность, баллов

5

Вид поставки

блочная

Этап технологического процесса

Классическая

компоновка оборудования

НГВРП

1

Первичная сепарация

Горизонтальный нефтяной сепаратор (НГС)

Встроенный сепаратор первой ступени (в корпусе НГВРП)

2

Отстой и разделение фаз

Емкости для сбора нефти

Отсек коалесценции с коалесцерами и штуцером сброса воды

3

Дополнительная дегазация

Вертикальный газовый сепаратор (ГС)

Секция дегазации с узлом влагоудаления

4

Утилизация попутного газа

СУГ, Факел (частично используется)

Полное вовлечение в контур нагрева (без сброса)

5

Подогрев

Печь нагрева

Встроенные жаровые трубы с ПНГ как топливо

6

Перекачка в нефтепромысловый коллектор

Насосное оборудование

Централизованная откачка подготовленной нефти

7

КИП и автоматизация

По узлам, разрозненно

Единая автоматическая система на базе ПЛК

Преимущества применения НГВРП:
• Упрощение схемы подготовки нефти и сокращение числа агрегатов.
• Снижение операционных расходов за счёт автоматизации и сокращения штата.
• Повышение надёжности и снижение рисков аварий.
• Работа в условиях крайнего севера и удалённых промыслов без необходимости постоянного персонала.
• Энергетическая эффективность и утилизация попутного газа.
Технологические преимущества
  • Собственное производство полного цикла
    От металла до испытаний готового оборудования.
  • Инженерная экспертиза
    Конструкторское сопровождение и адаптация решений под задачи заказчика.
  • Крупногабаритное оборудование
    Возможность изготовления тяжёлых и нестандартных изделий.
  • Контроль качества
    Неразрушающий контроль, испытания, система менеджмента качества.
  • Гибкость производства
    Изготовление как единичных изделий, так и серийных партий.
Запрос расчёта
Пожалуйста, заполните форму или свяжитесь с нами по указанным контактам, чтобы получить подробный расчёт стоимости необходимого оборудования и услуг, связанных с его приобретением.
446020, Самарская обл, г Сызрань, ул Образцовская, 97, офис 36.
sales@nhm.pro
+7 (8464) 33-50-80