Сепарация газа у скважин

Газ газовых месторождений в пластовых условиях содержит пары воды.

В газоконденсатных месторождениях в газе содержатся также пары конденсата, которые в пластовых условиях находятся в насы­щенном, а иногда и в ненасыщенном состоянии.

285

В природных газах содержатся также различные твердые при­меси (песок, кристаллы солей).

Примеси газа (вода, конденсат, твердые частицы) затрудняюг его транспортировку.

Наличие воды в природном газе приводит к усиленной коррозии оборудования и образованию гидратов или льда, которые представ­ляют большую опасность вследствие' возможности частичной или полной закупорки газопровода ледяными или гидратными пробками

Твердые частицы в газе разъ­едают и истирают оборудование и газопроводы, нарушают герметич­ность арматуры.

Для очистки газа от жидких и твердых примесей у скважин уста­навливают сепараторы. По прин­ципу действия различают сепара­торы гравитационные и центробеж­ные (циклонные).

Схема одного из гравитацион­ных вертикальных сепараторов при­ведена на рис. 139. Газ входит в се­паратор через патрубок с направле­нием струи вниз. В сепараторе газ меняет свое направление, при этом уменьшается его скорость. Отделив­шиеся частицы накапливаются в ниж­ней части сепаратора, откуда они периодически по мере накопления примесей удаляются через проду­вочную линию. Для предотвраще­ния обмерзания и образования гид­ратов сепараторы помещают в спе­циальные утепленные колодцы.

Кроме приведенной на рис. 139 конструкции, применяются верти­кальные двухсекционные, горизон­тальные и наклонные сепараторы.

Широкое применение получили различные конструкции циклон­ных сепараторов, одноступенчатых и двухступенчатых, открытого и закрытого типов, без подогревателей и с подогревателями.

На рис. 140 показан циклонный сепаратор открытого типа с подо­гревателем, примененный в схеме, изображенной на рис. 138. Се­паратор этого типа рекомендуется применять при содержании жид­кости в газе, превышающем 10—15 см³/м³. Степень очистки газа от жидкости в циклонных сепараторах данного типа достигает 95 %. Основным сепарирующим элементом в этих сепараторах является

циклон (рис. 141), состоящий из цилиндрической 1 и конической 2 частей, входного патрубка 3 и выходной трубы 4. Цилиндрическая часть циклона имеет сверху крышку 5, согнутую по винтовой линии. Коническая часть сообщается с бункером 6.

Рис. 140. Циклонный сепаратор открытого типа с подогревате­лем.

Принцип действия циклонного сепаратора заключается в сле­дующем. Газ, введенный в цилиндрическую часть циклона по каса­тельной к его окружности, приобретает вращательное движение и,

огибая выходную трубу, направляется вниз по винтовой линии в сто­рону вершины конуса, образуя устойчивый нисходящий вихрь. Газ, капли жидкости и механические примеси, поступая в циклон, стремятся сохранить свое первоначальное прямолинейное направле-.

ние к стенкам цилиндра в пери­
ферийных слоях газа. По мере
движения к вершине конуса внут­
ренние слои газа нисходящего
вихря отделяются от основного
потока и двигаются к оси циклона
(радиальный поток), меняя свое
направление, а затем к выходной
трубе, образуя восходящий вихрь,
вращающийся в ту же сторону,
что и нисходящий. Под действием
центробежной силы капли жид­
кости, поступающие с газом в
циклон, отбрасываются на стенку
циклона, сливаясь в пленку; по­
следняя увлекается газовым по­
током вниз, в бункер, а затем в
емкость. Однако часть пленки под
действием разности давлений
вдоль радиуса циклона движется
по крышке циклона к выходной
трубе, опускается по ней, увле­
кается восходящим вихрем внутрь
выходной трубы и, поднимаясь,
уносится газом из сепаратора.
Рис. 141. Схема работы циклонного Д^ля предотвращения выноса пле-
сепаратора. ночной жидкости в циклонах типа,

представленного на рис. 140, и

других конструкций предусмотрено устройство камеры разрыва в выходной трубе, помещенной в кожух, где собирается пленочная жидкость, выносимая из циклона. Наличие камеры разрыва повышает эффективность работы циклона.