ТРАПЫ (ГАЗОСЕПАРАТОРЫ)

Трапом называется закрытый сосуд (емкость), работающий под давлением, предназначенный для отделения нефти от газа из газо­нефтяной смеси, поступающей из скважины.

Принцип действия трапа следующий (рис. 60). Газонефтяная смесь поступает по выкидной линии в трап; так как диаметр трапа в несколько раз больше диаметра выкидной линии, скорость движе­ния газонефтяной смеси в трапе резко снижается, и происходит

отделение нефти от газа. Нефть как более тяжелая стекает вниз, а газ поднимается вверх.

В трапах некоторых конструк­ций для лучшей сепарации газа пред­усматривается развитие поверхности стекания путем применения различ­ных тарелок и других приспособле­ний, составляющих «начинку» трапа. Кроме того, предусматривается дви­жение газонефтяной смеси по ок­ружности, вследствие чего возникают центробежные силы, под действием которых происходит лучшее отделе­ние газа от нефти. Отделившийся газ отводят в газовую магистраль, а нефть — в нефтепромысловый неф­тяной коллектор.

Помимо прямого назначения, трапы можно использовать и в ка­честве замерных емкостей для кратковременного замера продукции скважин.

Трап (см. рис. 60) работает автоматически; при помощи специаль­ных приборов в нем постоянно поддерживаются определенные уровень жидкости и давление. Поддержание уровня достигается установкой на выкидной линии из трапа специального клапана 2, соединенного рычагом с поплавком 1, помещенным внутри трапа. При понижении уровня поплавок опускается, клапан прикрывает отверстие в выкидной линии и течение нефти из трапа уменьшается. Поддержание постоянного уровня жидкости в трапе необходимо для того, чтобы не допустить прорыва газа в нефтяную линию и нефти в газовую. Постоянное давление в трапе поддерживается регулятором давления, устанавливаемым на газоотводящей линии. По конструкции трапы сооружаются вертикальные и горизон­тальные.

В зависимости от величины давления на устье скважины приме­няют трапы, рассчитанные на различное давление.

Заводы изготовляют вертикальные трапы для следующих дав­лений: низкого давления — до 0,6 МПа, среднего давления — от 0,6

до 1,6 МПа и высокого давления — от 1,6 до 6,4 МПа. Диаметр таких трапов от 0,4 до 2,6 м и высота до 4,5 м.

В последнее время в связи с широким внедрением в НГДУ на­порных систем сбора нефти и газа преимущественное распростране­ние стали получать горизонтальные гидроциклонные газосепара­торы, рассчитанные на прием продукции от группы скважин. Эти сепараторы могут работать при давлении до 1 МПа (10 кгс/см²) и имеют производительность по жидкости 750, 1000, 3000 и 5000 м³/сут.

Элементарная схема гидроциклонной сепарационной установки представлена на рис. 61. Установка состоит из одного или несколь­ких (до шести) вертикальных гидроциклонов диаметром 200 мм с тан­генциальным вводом нефтегазовой смеси и технологической емкости

Рис. 61. Схема гидроцик-

лонной сепарационной уста-

новки.

1 — винтовой шнек; 2 — танген­циальный подвод продукции скважины; 3 — выход газа из гидроциклона; 4 — корпус ги­дроциклона; 5 — отвод газа; 6 — верхняя распределительная ре­шетка; 7 — отбойники; В — тех­нологическая емкость; 9 — нижняя распределительная ре­шетка; 10 — наклонная полка; 11 — отвод нефти.

диаметром 1—1,4 м, верхняя часть которой является гравитацион­ным сепаратором.

Нефтегазовый поток поступает в гидроциклон со скоростью от 10" до 30 м/с. Необходимая скорость потока достигается путем регули­рования входного сечения.

Тангенциальный ввод придает потоку винтообразное движение вокруг направляющего патрубка.

Нефть (жидкость), имеющая большую плотность, под действием центробежной силы прижимается к стенке гидроциклона, а газовый вихрь, имеющий меньшую плотность, движется в центре. Таким образом, в гидроциклоне происходит интенсивное отделение газа от жидкости и одновременно очистка газовой фазы от жидкости.

В нижней части гидроциклона имеется секция перетока, которая предназначена для предотвращения смешивания выделившегося газа с нефтью при поступлении их в технологическую емкость.

В гидроциклоне выделяется до 90—95% всего газа при данном давлении. Оставшаяся часть растворенного газа выделяется в тех­нологической емкости.

Для установки производительностью 750 м³/сут емкость сепара­тора равна 10 м³ при внутреннем диаметре 1600 мм и длине цилиндри­ческой части 4500 мм.

14»

Для замера расхода жидкости, проходящей через сепаратор, применяется турбинный счетчик-расходомер ВВ-100 с условным диаметром прохода 100 мм, устанавливаемый на выходе нефти из сепаратора.

На выходе газа установлена камерная диафрагма, позволяющая замерять переносным дифференциальным манометром-расходоме­ром количество выделившегося газа.

Для осуществления всех технологических операций на трубопро­водной обвязке в соответствующих местах устанавливается запор­ная арматура. На выходах нефти и газа установлены обратные кла­паны, а на газовой обвязке — предохранительный клапан на случай повышения давления в сепараторе сверх установленного.

Сепарационные установки оснащаются средствами автоматики и защиты в объемах, достаточных для их работы без постоянного обслуживающего персонала.