В-Спутнигі 7 страница

Осыдан кейiн суланған мұнайдың көлемiн орташа тығыздыққа көбейтедi де мұнайдың брутто массасын (яғни, ыдысымен бiрге есептелетін салмақ) алады, оны мұнайдың құрамындағы судың массалық пайызына көбейте отырып нетто массасын (таза салмағын) алады, яғни тоннадағы мұнайдың таза салмағы алынады.

Жоғарыда айтылған әдiстiң мынадай кемшiлiктерi бар:

· резервуарлардан сынамалар алатын және оған талдау (анализ) жасайтын операторлар мен лаборанттар штатының көп болуы;

· сынама алу және оған талдау жасау белгiлi-бiр уақыт аралығында жүргiзiледi, ал бұл уақыт ішінде мұнайды сусыздандыру мен тұзсыздандыру қондырғыларының режимi өзгеруi мүмкiн;

· операцияның дәлдiгiне тауарлы мұнайды қабылдау-тапсыру операцияларын жүзеге асыратын адамдар жағынан субьективтi факторлар әсер етедi.

9.6. Тауарлы мұнайдың мөлшерi мен сапасын автоматты түрде өлшеу

Автоматтандырылған (А) технологиялық қондырғысы тауарлы мұнайдың мөлшерi мен сапасын дәл және тұрақты өлшеуге арналған және сапасыз мұнайды автоматты түрде кері қайтарып қайтадан дайындауға және олардан сынама алуға арналған.

(А) технологиялық қондырғысы келесi тәртiппен жұмыс iстейдi. Мұнайды дайындау қондырғысынан (МДҚ) мұнай кезектесіп жұмыс жасайтын резервуарларға 1 берiледi, олардан арынды сорап арқылы 2 автоматтандырылған ылғал өлшегiш 3 және тұз өлшегiш 4 бойымен айдалады.

ЖАБ ЖАБ

9.2. Сурет.Тауарлы мұнайдың мөлшерi мен сапасын өлшейтін (А) технологиялық автоматтандырылған қондырғысының сұлбасы. 1-кезектесіп жұмыс жасайтын резервуарлар; 2-арынды сорап; 3-автоматтандырылған ылғал өлшегiш; 4-тұз өлшегiш; 5, 6-клапандар-ажыратқыштар; 7-сапасыз мұнайды қайтару желісі; 8-гидрожетек; 9-сүзгі; 10-тауарлық мұнайдың тығыздығын өлшегіш; 11-турбиналық шығын өлшегіш; 12-автоматты термометр; 13-тауарлы сорап.

Егер тауарлы мұнайдың құрамындағы су мен тұз нормадан асып кетсе, онда ылғал өлшегiштің датчигі жергiлiктi автоматика блогына (ЖАБ) апат белгiсін бередi, және гидрожетек көмегiмен ажыратқыш арқылы 5 тауарлық мұнайдың желiсiн жауып тастайды. Сол мезгілде ажыратқыш 6 сапасыз мұнай желiсiн ашады, ол желi 7 бойынша МДҚ-на қайтадан дайындалуға жiберiледi. Ылғал өлшегiштен 3 немесе тұз өлшегiштен 4 келетiн апаттық белгі тоқтаған кезде ажыратқыш 5 ашылады, ал ажыратқыш 6 жабылады.

Тауарлық мұнай ағыны сүзгi 9 арқылы, содан кейiн радиоизотопты тығыздық өлшегіш 10 арқылы өтедi, осыдан турбиналық шығын өлшегiшке келiп түседi 11, онда турбинка ағын жылдамдығына пропорционал бұрыштық жылдамдықпен айналады. Турбинканың айналуы электрлiк импульске түрлендiрiледi де, ЖАБ-ның есепке алу құрылғысына барып түседi, содан кейiн автоматты термометр 12 беретiн температураларды түзете отырып тауарлық мұнайдың көлемдерiнiң шамасы тығыздық өлшегіштің 10 көрсеткiшiне автоматты түрде көбейтiледi және блоктың беттiк панелiне орнатылған шығын өлшегiшпен 11 есепке алынады.

(А) технологиялық қондырғысының техникалық сипаттамалары

Максимал өткiзу қабілетi, т/тәу 1000

Жұмыс қысымы, МПа 2,45

Құрамындағы су, % аспайды, 10

Мұнайдың температурасы,^оС +5 тен +100дейiн

Мұнайдың тұтқырлығы, мм²/с 100

Тауарлы мұнайдың мөлшерiн

өлшеудегi салыстырмалы қателiк, салмақ % 0,5

Қазiргi уақытта тауарлы мұнайдың мөлшерi мен сапасын есепке алуға арналған жетiлдiрiлген, өнiмдiлiгi жоғары және дәл автоматтандырылған қондырғылар жасалып шығарылған (Рубин-2М, СУН-мұнайды есепке алу станциясы ж/е т.б.)

31. Резервуарларда мұнайды сактау кезінде көмірсутектердің шығынын болдырмайтын қандай әдістер бар.

Резервуарларда сақталатын мұнайдың жеңiл фракциялары негiзiнен тыныс алу клапандары арқылы буланып ұшып кетедi. Резервуарларда сақталатын мұнайдың жеңiл фракцияларының шығынын анықтаудың бiрнеше әдiстерi бар. Негізі олардың барлығы мыналарды өлшеуге негiзделген:

· резервуарға мұнайдың құйылу биiктiгiн;

· газды есептегіштердің көмегiмен резервуардан шығатын жеңiл фракциялардың мөлшерiн;

· газ кеңiстiгiнiң биіктiгi бойынша көмiрсутектердiң концентрациясын;

· мұнайдың резервуарда сақталуға дейінгі және одан шыққаннан кейінгі мұнайдың қаныққан бу қысымдарының айырмашылығын;

· мұнайды резервуарда сақтауға дейiнгi және сақтағаннан кейiнгi мұнайдың салыстырмалы тығыздығын анықтау.

Резервуарлардан атмосфераға шығатын көмiрсутектердiң массалық шығыны мына формула бойынша анықталады:

(9.1.)

Мұндағы: V_о – қалыпты жағдайға келтірілген өлшенетін уақыт аралығында резервуардан шыққан газды-ауалы қоспаның көлемi, м³; с – бiрлiк үлестегi газды-ауалы қоспадағы көмiрсутектердiң орташа концентрациясы; ρ - қалыпты жағдайға келтірілген резервуардан шыққан көмiрсутектердiң тығыздығы, кг/м³.

Мұнайдың физика-химиялық қасиеттерiне байланысты резервуардағы газ кеңiстiгiнiң биiктiгi бойынша көмiрсутектердiң концентрациясы бiр қалыпты және бiр қалыпсыз болуы мүмкiн.

Резервуарларды жеңiл мұнаймен толтырғанда және босатқан кезде резервуардың газды кеңiстiгiнiң биiктiгi бойынша көмiрсутектердiң концентрациясы (ρ=800¸820кг/м³) бір қалыпты сақталады, бiрақта уақыт бойынша тұрақты болмайды, ал ауыр мұнайлар үшiн (ρ =820¸920кг/м³) бiр қалыпсыз және тұрақсыз болады (себебі, ауыр мұнайларға қарағанда жеңiл мұнайларда еріген газдың булануы және бөліну қарқыны едәуір жоғары). Резервуарлардың газ кеңiстiгiндегi көмiрсутектердiң орташа концентрациясы қабылдау-тапсыру операциясын (яғни, резервуарды мұнаймен толтыру немесе босату кезінде) жүзеге асыру барысында резервуарлардағы мұнай деңгейiнiң көтерiлу немесе түсу жылдамдығына да тәуелдi болады. Газдыауалы қоспаның көлемiн қалыпты жағдайға келтіру мына формула бойынша жүргiзiледi:

(9.2)

мұндағы: Р_р және Т_р – резервуардың газдыауалы кеңiстiгiндегi қысым мен температура; Р_о және Т_о - қалыпты жағдайдағы қысым мен температура (Р_о =0,1МПа, Т_о =273К); z - газдың жоғары сығымдылық коэффициентi,төменгi қысым кезiнде оны 1-тең деп қабылдауға болады.

Көмiрсутектердiң орташа концентрациясы мұнайдың булану қарқынына - q және булану ауданынан - F мұнайдың буланып ұшып кету ұзақтығына - t (резервуарды босату, толтыру және мұнайды сақтау кездері) тәуелдi болады. Ол келесi өрнектен анықталады:

(9.3.)

мұндағы: V_гп – резервуардың газдыауалы кеңiстiгiнiң көлемi.

Есептеу кезінде тәжiрибелiк мәлiметтерге сүйене отырып көмiрсутектердiң орташа концентрациясын 0,1-0,5 деп алады.

Резервуардағы мұнайдан көмiрсутектердiң булану қарқынын резервуарды толтыру, босату және мұнайды сақтау процесстерi үшiн бөлек жеке-жеке анықталады.

32. Мұнай ұстағыштарының міндеттірі, жұмыс істеу принциптері.

Мұнай кен орындарында ағынды суларды дайындау үшін үш түрде жасалған қондырғылар қолданылады: ашық, жартылай жабық және жабық.

Егер ағынды сулар ашық жерде сақталып ауамен байланысқа түсетін болса, онда мұндай қондырғыларды ашық қондырғылар деп атайды. Бұл қондырғыларда ағынды сулар өздігінен ағады. Ағынды суларды дайындаудың ашық жүйелерін ұзақ жылдардан бері игеріліп жатқан кен орындарында ғана кездестіруге болады. Жаңа кен орындарында ағынды суларды дайындаудың тек жабық жүйелері ғана тұрғызылады.

Ауадағы оттегімен байланысқа түскен кезде судың құрамындағы темірдің тотығуы жүреді, сутектік көрсеткіш рН өзгереді, ағынды сулардың коррозиялық әрекеттілігі артады. Осындай қондырғыларды салу үшін үлкен алаңқай қажет. Мұнай ұстағыштарын және тұндыру тоғандарын темірбетоннан тұрғызу өте қымбатқа түседі. Кен орнын игеру процесі барысында сулану пайызының өсуіне байланысты қондырғылардың өнімділігі ұлғаяды. Ашық қондырғыларда болатын булану әсерінен қоршаған ортаның (ауаның) ластануы жүреді (әсіресе, күкіртті мұнайды өндіру кезінде).

Бірақ та, ашық жүйелер бір құрылым-жабдықтардың өзінде құрамы әр түрлі суларды тазалауға және олардың сапасын әр түрлі реагенттерді (коагулянт және флокулянт) қосу арқылы өзгертуге мүмкіндік береді. Коагулянт ретінде ағынды суларға алюминий гидросульфатын Al₂(SO₄)₃·18Н₂О, ал флокулянт ретінде – полиакриламидті (ПАА) қосады. Бұдан басқа, ашық жүйелер қабат суларын және өнеркәсіптік, жауын-шашын суларын құрамына, қысымына және газға қанығушылығына қарамастан бір ағында тазартуға мүмкіндік береді. 10.1 Суретте ағынды суларды дайындаудың ашық түрдегі қондырғысы ұсынылған.

10.1.Сурет. Ағынды суды дайындаудың ашық түрдегі қондырғысының сұлбасы 1-мұнайұстағыш; 2-мұнайұстағыштан жиналған мұнайды айдауға арналған сорап; 3-тұндырғыштар; 4-суды сүзгіге беруге арналған сорап; 5-құмды сүзгілер; 6-таза суға арналған сыйымдылық; 7-тазартылған ағынды суды ШСС беруге арналған сорап; 8-сүзгілерді шаю (тазалау) кезінде таза суды беруге арналған сорап; 9- лас суға арналған ыдыс (амбар).

Тұндырғыштар мен деэмульсациялық қондырғыларда мұнайдан бөлінген су мұнайды дайындау қондырғыларынан (МДҚ) кейін құм ұстағыш арқылы мұнай ұстағышқа 1 келіп түседі, одан кейін тұндырғыш-тоғандарға 3 ағып барады, бұл жерден суды сораппен 4 сорып алып, құмды сүзгілерден 5 өткізіп тазартылғын су сыйымдылығына (ыдысына) 6 береді. Бұл сыйымдылықтардан ағынды су сораптардың 7 қабылдауына түсіп, қабат қысымын ұстау жүйесінің шоғырлы сораптар станциясына жіберіледі. Мұнай ұстағыштарында су бетіне қалқып шыққан, диаметрі 80 мкм-ден асатын мұнай тамшылары ұсталады; су бетінде жиналған мұнай сораппен 2 алынып, қайтадан мұнайды дайындау қондырғыларына жіберіледі. Тұндыру -тоғандарында 3 су ағысы жылдамдығының тез төмендеуі нәтижесінде (0,008 см/с-тен төмен) өлшемі 30-40 мкм дейінгі мұнай тамшылары ұсталады және механикалық қоспалар да тұнады. Ағынды сулар ауыспалы (кезек-кезек) жұмыс жасайтын құмды сүзгілер 5 арқылы соңғы тазартудан өтеді. Құмды сүзгілерді белгілі бір уақыт өткен соң онда жиналған микробөлшектерден шайып тазалайды. Шаю үшін сыйымдылықтағы 6 тазартылған су қолданылады, ал лас су амбарға 9 тасталады.

10.2. Суретте мұнай ұстағышының қимасы келтірілген, ол көлбеу бойына қабырғалармен секцияларға бөлінген көлденең тұндырғыш болып табылады.

10.2.Сурет. Мұнайұстағышы. 1-мұнай жинау құбыршасы; 2-шелі (тесігі) бар таратқыш бөгет; 3-лас заттарды шығаруға арналған арнайы түптік клапан; 4-қырғыштардың қозғалыс жетегінің механизмі; 5-қырғыштар; 6-қырғыштарды ұстап тұруға арналған кронштейндер; 7-клапандарды басқаруға арналған штурвал; 8-темір бетонды жапқыш.

Ағынды су, сұйықтардың жылдамдығын теңестіруге арналған саңылаулы таратқыш бөгет 2 арқылы тұндыру камерасына келіп түседі, бұл жерде мұнай су бетіне қалқып шығады. Қалқып шыққан мұнайды саңылаулы бұрылғыш құбырлармен 1 жинап алады. Мұнайды, мұнай жинағыш құбырларға бағыттау үшін, тұнбаны жинау үшін және оны (тұнбаны) мұнай ұстағышындағы шұңқырға ысыру үшін электр жетегі 4 арқылы жұмыс істейтін қырғыш транспортер 5 бар. Парафинді және тұтқырлығы жоғары мұнайлар үшін мұнай ұстағыштарды қыздыруға болады.

Мұнай ұстағыштарының есебі негізінен мұнай ұстағыштарының өлшемдерін және тұндыру уақытын анықтаудан тұрады. Есептеу үшін бастапқы мән ретінде мұнай бөлшектерінің қалқып шығу жылдамдығы алынады. Мұнай ұстағышында мұнай тамшылары қабат суынан біркелкі бөлінбейді. Бұл тамшылардың негізгі бөлігі алғашқы 30 минутта қалқып шығады да, одан кейін бұл процесс баяулайды. Олар, әдетте еркін қалқымай сығылысқан күйде қалқып шығады. Есептеулер үшін мынадай шарттар қабылданады:

· көлденең қиманың кез-келген жерінде судың қозғалыс жылдамдығы бірдей;

· тұндыру уақытының барлық мезетінде бөлшектердің қалқып шығу жылдамдығы тұрақты.

Мұнай ұстағышына судың үздіксіз келуіне байланысты мұнай тамшыларының қалқып шығуы тік бағытта емес, 10.3. Суретте көрсетілгендей тең қозғалыс бағытында көтеріледі.

10.3.Сурет. Мұнай ұстағыш жұмысының сұлбасы

Ағынды судағы шар тәрізді мұнай тамшыларының қалқып шығу жылдамдығын анықтау үшін Стокс теңдеуі қолданылады:

(10.4)

мұндағы u – мұнай бөлшектерінің қалқып шығуының бастапқы тік жылдамдығы, м/с; d – қалқып шығатын бөлшектің диаметрі, м; μ – қабат суының динамикалық тұтқырлығы, Па·с; ρ_с және ρ_м – ағынды су мен мұнайдың тығыздықтары, кг/м³.

Мұнай ұстағышындағы судың қозғалыс жылдамдығы v =0,01-0,03 м/с тең деп алынады; мұнай тамшыларының қалқып шығуының есептік жылдамдығын u және мұнай ұстағышының берілген өнімділігін Q, м³/с біле отырып оның сызықтық өлшемдерін: ұзындығын L, тереңдігін Н және енін В анықтауға болады. Бұл үшін алдымен ағынның үздіксіздігі шартынан мұнай ұстағышының жұмыстық қимасын анықтайды:

(10.5)

мұндағы Q=V/τ, V – ағынды сулардың тәуліктік көлемі,; τ – тұндыру уақыты.

Содан соң үшбұрыштардың ұқсастығынан төмендегі қатынасты табады:

(10.6)

Тәжірибе бойынша мұнай ұстағыштары мына өлшемдерде Н/L 1:10 –1:20 арақатынасында тиімді жұмыс жасайды.

Мұнай тамшыларының ұсталуын қамтамасыз ететін, мұнай ұстағыштарының ең кіші ұзындығы былай анықталады:

(10.7)

Тұндырудың есептік ұзақтығы:

(10.8)

Мұнай ұстағышының ені (10.5) қатынасынан анықталады:

бұдан

(10.9)

33. Ағын суларды дайындау әдістері және қолданылатын жабдықтар

Мұнай кәсіпшілігіндегі ағынды су ұңғы өнімінің бір бөлігі болып табылады, сондықтан олардың физика-химиялық қасиеттерін табиғат қалыптастырған, бірақ бұл қасиеттері кен орынды пайдалану процесінде, әсіресе суландыру тәсілдерін ұзақ қолдану барысында біршама өзгереді. Олардың көлемі көбейеді және мұнайды тұзсыздандыру барысында қолданылатын тұщы су мен өндірістік канализация жүйесінде жиналған жауын-шашын суларының белгілі бір мөлшерінің араласуы әсерінен минерализациясы төмендейді. Ағын суларының физика-химиялық қасиеттері мұнайды жинау және дайындау жүйесінде жүретін процестерге және осы процестер барысында қолданылатын химиялық реагенттердің сипаттамаларына байланысты.

Ағын суларды дайындау және пайдалану барысында мынадай факторларды ескеру керек:

· мұнай қабаты коллекторларының геолого-физикалық қасиеттері;

· айдалатын судың қабат флюидтерімен және жыныстарымен химиялық және биологиялық сәйкестігі;

· химиялық тұрақтылығы және коррозиялық активтігі.

Қабаттарға су айдау үшін мұнай кәсіпшілігіндегі ағынды суларды дайындау және пайдаланудың көп жылдық тәжірибесі көрсеткендей, оларды тазарту және дайындау технологиясы мен құралдары мына заттарды бөлу мүмкіндігіне қарай таңдалуы керек:

· мұнай мен механикалық қоспаларды шекті мүмкін мөлшерге дейін;

· судағы бос газды, сораптардың тиімді режимде жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін және газдың топтық сорапты қондырғыларда жиналуын болдырмау үшін;

· агрессивті газдарды, сулардың коррозиялық әрекеттілігін төмендету үшін.

Қажет болған жағдайда жабдықтарды коррозиядан қорғау үшін және бактериялардың әсерін тоқтату үшін кәсіпшіліктік ағынды суларды арнайы ингибиторлармен және бактерицидтармен өңдейді.

Қойылатын талаптардың көптігіне қарамастан мұнай кәсіпшілігіндегі ағынды суларды тазарту және дайындау технологиясы процестер мен жабдықтардың қажетті мөлшерін шамасынша азайтуды қарастыру керек.

Ағынды суларды тазарту және дайындау процестерімен қатар, бөлінген мұнайды технологиялық аппараттардан уақытында шығару және тауарлық өнімге қосу, сонымен қатар, механикалық қоспаларды технологиялық аппараттардан шығару, оларды залалсыздандыру, жою және утилизациялау шаралары қарастырылуы керек.

Мұнай кәсіпшілігінің ағынды суларын тазартудың негізгі әдістері – механикалық, кей жағдайда физика-химиялық.

Ең көп таралған әдіс – тұндыру, бұл әдіс ең қарапайым және арзан болып табылады. Тұндыру, атмосфералық қысыммен де, жоғары қысыммен де жүргізілуі мүмкін. Тұндыру тәсілінің кемшіліктері де бар: тазарту сапасының ластану сипаттамасына, дисперстікке және т.б. тікелей тәуелді болуы; сапалы тұндыру үшін көп жағдайда ұзақ уақыт қажет. Сондықтан соңғы кездерде өнімділікті арттырып және тереңірек тазарту үшін коалесцирлеуші сүзгісі бар тұндырғыштар, флотациялық қондырғылар, гидроциклондар және т.б. осы сияқты құралдар шығарылуда.

Сонымен қатар, тазартудың технологиялық құралдары таңдалып және кешендегі мұнай кәсіпшіліктік ағынды сулардың көлемі анықталады. Ағынды суларды тазарту және дайындауға арналған технологиялық кешендердің жіктемесі негізгі үш көрсеткішке байланысты болады:

· қондырғының тәуліктік қуатына;

· коллекторлардың өткізгіштігіне сәйкесті тазартылған судың сапасына;

· тазартылатын суда күкіртсутектің болуы және осыған байланысты күкіртсутектің атмосфераға бөлінуін болдырмау шараларына.

34. Айырғыштарда қандай құрылғы газ ағысымен бірге сұйық тамшыларының шығуына жол бермейді?

Газды айырғыштарды есептеу кезінде келесі шарттарды қабылдаймыз:

· газ ағысындағы тамшылы сұйықтың және жыныстар

бөлшектерінің қозғалыс жылдамдығы тұрақты, яғни ауырлық

күші оның қозғалыс кезіндегі кедергі күшіне тең;

· барлық бөлшектің пішіні шар тәрізді;

· газ ағысындағы бөлшектер қозғалысы еркін, яғни олар

бір-бірімен соқтығыспайды;

· айырғыштағы газ қозғалысы қалыптасқан.

Гравитациялы айырғыштың есебі. (Re=1) кезде, газ ағысындағы бөлшектердің шөгу жылдамдығын анықтау үшін Стокс формуласын қолданамыз (7.15):

Өлшемдері 0,3-тен 0,8 мм дейінгі бөлшектер үшін шөгу жылдамдығы былай анықталады (1<Re<10³):

(7.34)

Ал, өлшемдері 0,8 мм жоғары бөлшектер үшін шөгу жылдамдығын Ньютон-Ритингердің формуласымен анықтайды (10³<Re<10⁵):

(7.35)

Шөгетін (тұнатын) сұйықтардың максималды (шектік) диаметрін мына формуламен анықтайды:

(7.36)

(7.34) - (7.36) формулаларындағы белгілеулер алдыңғы формулаларда қабылданған белгілеулердей.

Циклонды айырғыштың есебі. Сұйық тамшыларын айыру негізінен ортадан тепкіш күштің әсерінен болады. Бұл жағдайда, есептеу үшін Стокс формуласы қолданылады: