Отчет по практике в НГДУ АНК “Башнефть” - “Уфанефть”

Объекты магистрального газопровода  подразделяют на следующие группы:

1) головные сооружения;

2) линейная часть, или собственно  газопровод;

3) компрессорные станции (КС);

4) газораспределительные станции  (ГРС) в конце газопровода;

5) подземные хранилища газа (ПХГ)  — резервные естественные емкости  газа;

6) объекты ремонтно-эксплуатационной службы (РЭП);

7) устройства линейной и станционной  связи (высокочастотной и селекторной), а также системы автоматизации  и телемеханизации;

8) система электрозащиты сооружений  газопровода от почвенной коррозии;

9) вспомогательные сооружения, обеспечивающие бесперебойную работу системы газопровода (ЛЭП для электроснабжения объектов и электрификации отключающих устройств, водозаборы, коммуникации водоснабжения и канализации и др.),

10) управленческий и жилищно-бытовой  комплекс для эксплуатационного персонала.

Оборудование применяемое  при подготовке нефти и газа.

Начнем с оборудования для подготовки нефти. В общем случае из нефтяных скважин извлекается сложная  смесь, состоящая из нефти, попутного  нефтяного газа, воды и мехпримесей (песка, окалины, и проч.). В таком виде транспортировать продукцию нефтяных скважин нельзя, т.к вода является балластом не приносящим дохода и имеют значительные большие потери давления на преодоление сил трения, чем при перекачке одной нефти. К тому же велико сопротивление газовых шапок защемленных в вершинах профиля. Из-за минерализованной воды идет ускоренная коррозия, а частицы мехпримеси создают абразивный износ оборудования, поэтому извлеченную из скважины нефть  дегазируют, обезвоживают, обессоливают и стабилизируют.

Дегазация(отделение газа) нефти  осуществляется в аппаратах называемых сепараторами. Сепараторы бывают вертикальные, горизонтальные и гидроциклонные.

Вертикальный сепаратор представляет собой вертикально установленный  цилиндрический корпус с полусферическими днищами, снабженный патрубками для ввода газожидкостной смесь и вывода жидкой и газовой фаз, предохранительной и регулирующей арматуры, а также специальными устройствами, обеспечивающими разделение жидкости и газа. Вертикальный сепаратор работает следующим образом

(рис. 1)

   Газонефтяная смесь под  давление поступает в сепаратор  по патрубку 1 в раздаточный коллектор  2 со щелевым выходом. Регулятором  давления 3 в сепараторе поддерживается  определенное давление, которое  меньше начального давлении газожидкостной смеси. За счет уменьшения давления из смеси в сепараторе выделяется растворенный газ. Поскольку этот процесс  не является мгновенным,  время пребывания смеси в сепараторе стремятся увеличить за счет установки наклонных полок 6, по которым она стекает в нижнюю часть аппарата. Выделяющийся газ поднимается вверх. Здесь он проходит через жалюзийный каплеуловитель 4, служащий для отделения капель нефти, и далее  направляется в газопровод. Уловленная нефть по дренажной трубе 12 стекает вниз. Контроль за уровнем нефти в нижней части  сепаратора осуществляется с помощью регулятора уровня 8 и уровнемерного стекла 11. Шлам( песок, окалина и т.п.) из аппарата удаляется по трубопроводу 9.

Горизонтальный газонефтяной сепаратор (рис. 2) состоит из технологической емкости 1. Внутри которой расположены две наклонные полки 2, пеногаситель 3, влагоотделитель 5 и устройство 7 для предотвращения образования воронки при дренаже нефти. Технологическая емкость снабжена патрубком 10 для ввода газонефтяной смеси, штуцерами выхода газа 4 и нефти 6 и люк-лазом 8.

Горизонтальный газонефтяной сепаратор  гидроциклонного типа состоит из технологической емкости и нескольких одноточных гидроциклонов. Конструктивно  одноточный гидроциклон представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с тангенциальным вводом газонефтяной смеси, внутри которого расположены направляющий патрубок и секция перетока. В одноточном  гидроциклоне смесь совершает одновременно вращательное движение вокруг направляющего патрубка и нисходящее движение, образуя нисходящий вихрь. Нефть под действием центробежной силы прижимается к стенке циклона, а выделившийся и очищенный от капель жидкости газ движется в центре его.  В секции перетока нефть и газ меняют свое направление движения с вертикального на горизонтальное и поступают раздельно в технологическую емкость.

Для обезвоживания смеси нефти  и воды применяют различные методы и соответственно оборудование. Основным оборудованием являются отстойники( периодического и непрерывного действия). В качестве отстойников периодического действия обычно используют сырьевые резервуары, аналогичные резервуарам для хранения нефти. После заполнения таких резервуаров сырой нефтью вода осаждается в их нижнюю часть.  В системе магистральных нефтепроводов применяют вертикальные и горизонтальные стальные, а также железобетонные резервуары. Резервуары бывают подземные и наземные. Подземными называют резервуары, у которых уровень взлива не менее чем на 0.2 м ниже наинизшей планировочной отметки прилегающей  площадки. Остальные резервуары относятся к наземным.

Вертикальные стальные цилиндрические резервуары со стационарной крышей (типа РВС) являются наиболее распространенными. Они представляют собой (рис. 3) цилиндрический корпус 1, сваренный из стальных листов 1.5×6 м, толщиной 4… 25 мм, со щитовой конической или сферической кровлей. При изготовлении корпуса длинная сторона листов располагается горизонтально. Один горизонтальный ряд сваренный между собой листов называют поясом резервуара. Щитовая кровля опирается на фермы и центральную стойку. Днище 5 резервуара сварное, располагается на песчаной подушке, обработанной с целью предотвращения коррозии битумом и имеет уклон от центра к периферии. Резервуары типа РВС сооружаются объемом от 100 до 50000 м³.  Рассчитаны на избыточное давление 2 кПа и вакуум 200 Па.

Вертикальные стальные цилиндрические резервуары с плавающей крышей (типа РВСПК) отличаются от резервуаров типа РВС тем, что не имеют стационарной кровли. Роль крыши у них выполняет  диск, изготовленный из стальных листов, плавающей на пов-ти жидкости.

В отстойниках непрерывного действия отделение воды происходит при непрерывном  прохождении обрабатываемой смеси  через отстойник.

Также для обезвоживания применяются  центрифуги, которые представляют собой  вращающийся с большим числом оборотов ротор. В ротор по полому валу подается эмульсия. Здесь она под действием сил инерции разделяется, т.к. капли воды и нефти имеют разные плотности.

Одним из методов стабилизации нефти  является ректификация. Ректификационная колонна — аппарат, предназначенный для разделения жидких смесей, составляющие которых имеют различную температуру кипения. Классическая колонна представляет собой вертикальный цилиндр с контактными устройствами внутри. В ректификационную колонну подаются пары перегоняемой жидкости. Они поднимаются снизу, а в режиме противотока навстречу парам идёт жидкость, сконденсировавшаяся наверху в холодильнике. В случае, если разгоняемый продукт состоит из двух компонентов, конечными продуктами являются дистиллят, выходящий из верхней части колонны и кубовый остаток (менее летучий компонент в жидком виде, вытекающий из нижней части колонны). Промышленные ректификационные колонны могут достигать 60 метров в высоту и 6 метров диаметре. В ректификационных колоннах в качестве контактных устройств применяются тарелки, которые дали название химическому термину, и насадки. Насадка, заполняющая колонну, может представлять из себя металлические, керамические, стеклянные и другие элементы различной формы. Конденсация осуществляется на развитой поверхности этих элементов.

Рассмотрим оборудование применяемы при подготовки газа.

Для очистки природного газа от мехпримесей используют аппараты 2-ч типов:

Работающие по принципу «мокрого улавливания  пыли(масляные пылеуловители);

Работающие по принципу «сухого» отделения  пыли( циклонные пылеуловители);

На рис. 4 представлен вертикальный масляный пылеуловитель. Пылеуловитель  работает следующим образом. Очищаемый газ входит в аппарат через патрубок 10. Натекая на козырек 9, он меняет направление своего движения.  Крупные же частицы мехпримесей, пыли и жидкости по инерции продолжают двигаться горизонтально. При ударе о козырек 9 их скорость гаситься и под действием силы тяжести они выпадают в масло. Далее газ направляется в контактные трубы 4, нижний конец которых расположен в 20…50 мм над поверхностью масла. При этом газ увлекает за собой масло в контактные трубки, где оно обволакивает взвешенные частицы пыли. В осадительной секции скорость газа резко снижается. Выпадающие при этом крупные частицы пыли и жидкости по дренажным трубкам 11 стекают вниз. Наиболее легкие частицы из осадительной секции увлекаются газовым потоком в верхнюю скруббернюю секцию. ЕЕ основной элемент – скруббер, состоящий из нескольких рядов перегородок 8, расположенных в шахматном порядке. Проходя через лабиринт перегородок, газ многократно меняет направление движения, а частицы масла по инерции ударяются о перегородки и стекают сначала на дно скрубберной секции, а затем по дренажным трубкам 11 в нижнюю часть пылеуловителя.

Очищенный газ выходит из аппарата через газоотводящий патрубок 7.

Схема, поясняющая работу циклонного пылеуловителя, приведена на рис. 5. Газ входит в аппарат через патрубок 2 и попадает в батарею циклонов 3. Под действием центробежной силы твердые и жидкие частицы отбрасываются к периферии, затормаживаются о стенку циклона и выпадают в нижнюю часть аппарата, откуда выводятся через патрубок 6. А очищенный газ, изменяя направление движения, попадает в верхнюю часть аппарата, откуда выводится через патрубок 7.

Для осушки газа используются следующие  методы: охлаждение, абсорбция, адсорбция.

Пока пластовое давление значительно  больше давления в магистральном газопроводе газ охлаждают, дросселируя излишнее давление. При этом газ расширяется и в соответствии  с эффектом Джоуля-Томсона охлаждается.  

Технологическая схема абсорбционной  осушки газа с помощью диэтиленгликоля (ДЭГ) на рис 6. Газ, требующий осушки поступает в абсорбер 1. В нижней скрубберной секции он очищается от взвешенных капель жидкости и поднимается вверх, проходя через систему тарелок. Навстречу газу по тарелкам стекает концентрированный раствор ДЭГ, закачиваемый в абсорбер насосом 2 из емкости 3. Раствор ДЭГ поглощает пары воды. Далее газ проходит через верхнюю скрубберную секцию, где освобождается от захваченных капель раствора и выходит из аппарата.  Использованный раствор ДЭГ, содержащий 2…2,5 % воды, отбирается с нижней глухой тарелки абсорбера 1, подогревается в теплообменнике 4 встречным потоком регенерированного раствора и направляется в выветриватель 5, где освобождается от конденсирующихся газов. Далее раствор снова подогревается в теплообменнике 6 и поступает в десорбер ( выпарную колонну) 7. Водяной пар из десорбера поступает в конденсатор-холодильник 8, где он конденсируется и собирается в емкость 9.

Осушка методом адсорбции приведена  на рис. 7. Влажный газ поступает  в адсорбер 1, где он проходит снизу  вверх через слой адсорбента – твердого вещества, поглощающего пары воды и далее выводится из аппарата.  После этого влажный газ пускают через адсорбер 2, а адсорбер 1, отключают и выводят на регенерацию. Для этого через регулятор давления 3 типа «после себя» из газовой сети отбирается сухой газ, и воздуходувкой 6 подается в подогреватель 7, где газ нагревается до температуры 180…200 С. Далее он подается в адсорбер 1, где отбирает влагу от адсорбента, после чего поступает в холодильник 4. Сконденсировавшаяся вода собирается в емкости 5, а газ используется повторно и т.д.

 В процессе осушки методом охлаждения, сам процесс проходит в магистральном газопроводе. Магистральным газопроводом называется трубопровод, предназначенный для транспортировки газа, прошедшего подготовку из района добычи в районы его потребления. Движение газа  по МГ обеспечивается компрессорными станциями (КС), сооружаемыми по трассе через определенные расстояния. Трубы МГ изготавливают из стали, т.к. это экономичный, прочный, хорошо сваривающийся и надежный материал. По способу изготовления трубы для МГ подразделяются на бесшовные, сварные с продольным швом и  сварные со спиральным швом. Бесшовные трубы применяют для трубопроводов диаметром до 529 мм, а сварные – при диаметрах 219 мм и выше.

Насосная станция. 
Насосная станция - специально оборудованное помещение, в котором устанавливаются насосы вместе с двигателями. 
По характеру размещения насосные станции делят на стационарные и передвижные. В стационарных насосных (наземных, полуподземных и подземных) оборудование смонтировано на неподвижных фундаментах и связано с емкостями постоянными жёсткими соединениями трубопроводов. Оборудование передвижных насосных устанавливается на автомашинах, прицепах, баржах или понтонах(плавучие станции). Передвижные насосные служат для перекачки нефтепродуктов там, где нецелесообразно строить стационарную насосную(на временных складах, судоходных реках и т.д.).  
Очистные сооружения.  
Очистные сооружения делятся на несколько типов, и классифицируются по методу очистки стоков.  
Механический метод. Твердые тела удаляют с помощью фильтров, различных улавливателей и отстойников. В настоящее время этот метод применяют для предварительной (грубой) очистки.  
Химический метод. На очистных сооружениях применяют различные реагенты для очистки стоков. Они реагируют с жидкими и твердыми нечистотами. Вследствие реакции нечистоты выпадают в осадок. Далее очистка производится механическим путем. Основным недостатком этого метода является малая эффективность при очистке стоков, которые содержат большое количество различных по своей природе нечистот.  
Электролитический метод. В такого типа очистных сооружениях через стоки пропускают электрический ток, вызывая этим выпадение в осадок большинства загрязняющих веществ. Этот метод отличается высокой эффективностью по сравнению с вышеперечисленными методами.  
Биологический метод. Этот метод дает наилучшие результаты. Для минерализации загрязнений используют биологические процессы, которые осуществляются с помощью бактерий. Этот метод используют в естественных условиях и в промышленных очистных сооружениях. В результате на полях скапливается большое количество удобрений, что является благоприятным фактором для получения больших урожаев. Биологический метод сейчас применяют в установках очистки сточных вод (УОСВ). Степень очистки в данной установке достигает 98%.  
Водозаборные сооружения. 
Водозабо́рные сооруже́ния (также известны как водозаборный узел — ВЗУ, или каптаж) — сооружения для забора воды из источника, состоящие из ряда основных инженерных объектов: 
• водозаборного устройства со станцией первого подъема (обычно это погружные насосы); 
• узел учета воды из водосчетчиков — расходомеров; 
• водоподготовки для доведения качества воды до норм питьевой воды; 
• резервуара чистой воды (РЧВ); 
• резервуара пожарного запаса (пожарный резервуар); 
• насосной станции второго подъема для поддержания давления и подачи воды потребителю в требуемом объёме; 
• водонапорной башни (альтернатива насосной станции второго подъема); 
• станция пожаротушения (пожарные насосы); 
• дренажная система выполняет отвод вод при аварийном переполнении резервуаров, подтоплении водозаборных сооружений. 
• контрольно-измерительные приборы и автоматика (сокр. КИПиА или КИПиС) следят за работоспособностью оборудования, регулируют расходы воды, ведут журналы изменений характеристик: уровней, расхода воды, аварийных ситуация и т. п., выполняет автоматическое обслуживание оборудования, например, автоматическая промывка станции водоподготовки.