Установки подготовки нефти

Установки подготовки нефти УППН-М и УППН-МВ

Назначение УППН-М

Блочная автоматизированная установка подготовки нефти УППН-М предназначена для эффективного нагрева, обезвоживания и обессоливания нефтяных эмульсий и подготовки товарной нефти.
Установка УППН-М с дополнительной секцией обессоливания по своим характеристикам и функциональности полностью заменяет и даже превосходит аналоги ведущих иностранных производителей (например горизонтальных трехфазных сепараторов типа «Heater-treater»).

Высокие технико-экономические показатели УППН-М обеспечиваются за счет:

  • применения топочных устройств специальной конструкции с антикоррозионным покрытием, расположенных в нефтяной среде – для интенсификации процесса нагрева эмульсии, повышения надежности и долговечности их работы;
  • применения распределительных насадок подачи пресной воды и желобов в секции обессоливания – для повышения качества промывки поступающей нефти от минеральных солей;
  • применения специальных гидродинамических коалесценторов – для повышения эффективности разрушения и разделения продукции скважин;
  • оснащения установки современной АСУ ТП, обеспечивающей контроль и управление технологическим процессом, повышение надежности и безопасной эксплуатации оборудования, комфортность работы персонала, повышение достоверности и оперативности сбора информации, снижение трудоемкости работ по сбору, обработке и передаче информации. Это достигается за счет использования современных технических и программных средств управления, а также применения более точных и надежных датчиков и исполнительных механизмов.
  • упрощения технологической схемы подготовки нефти;
  • экономии энергоресурсов;
  • снижения затрат на обустройство объекта (меньшие размеры промплощадки и т.д.);
  • приобретения и монтажа всего одного многофункционального аппарата;
  • сокращения количества обслуживающего персонала;
  • снижения трудоемкости работ по сбору, обработке и передаче информации о ходе технологического процесса. Суммарные затраты на приобретение и эксплуатацию УППН-М являются минимальными по сравнению с комплексом оборудования или установкой типа «Heater-treater» при более высоком качестве подготовки нефти.

Выше обозначенные показатели УППН-М актуальны для небольших нефтяных месторождений.

 

Техническая характеристика УППН:

НАИМЕНОВАНИЕ ПАРАМЕТРА УППН-250М УППН-500М УППН-1000М УППН-3000М
Производительность по нефтяной эмульсии, кг/с (т/сут.) в пределах 1,4-2,89
(125-250)
2,8-5,78
(250-500)
5,6-11,56
(500-1000)
11,57-34,7 (1000-
3000)
Тепловая мощность топок, МВт, не более 0,3 0,63 1,25 3,75
Давление нефтяной эмульсии, МПа,не более 0,6
Содержание воды в нефтяной эмульсии,% масс., не более 20
Вязкость нефти при 20 °С, м2 /с (сСт), не более 50х10-6 (50)
Температура нагрева нефтяной эмульсии,°С, не более 80
Массовая доля воды на выходе из установки, %, не более 0,5
Концентрация хлористых солей на выходе установки, мг/дм3, не более 100
Топливо Природный или попутный осушенный газ с cодержанием сероводорода, не более, 0,002% масс
Давление топливного газа на входе в установку, МПа, в пределах 0,3-0,6
Расход газа (при теплоте сгорания газа 33500Дж/нм3) нм3/ч, не более 45 85 170 510
КПД установки (тепловой), %, не менее 80
Масса установки, т, не более 12 20 35 50

 

Устройство и работа УППН-М и ее составных частей

УППН-М выполнена единым модулем горизонтальной компоновки и включает блоки: технологический, регулирования, подготовки топлива, а также средства автоматизации, которые повышают эффективность управления технологическими процессами и обеспечивают контроль их основных параметров.

•  Технологический блок cостоит из секции нагрева и коалесценции, секции обессоливания, и секции окончательной коалесценции и отбора нефти. Внутренняя поверхность сосуда защищена от коррозии специальным антикоррозийным покрытием, обеспечивающим долговечную и надежную работоспособность установки. Поступающий поток нефти движется в установке горизонтально, что является оптимальным вариантом применительно к обработке нефти. Подобный подход облегчает каплеобразование и отделение воды по всей длине установки.

•  Секция нагрева и коалесценции представляет собой либо одну жаровую трубу, расположенную горизонтально, либо две жаровые трубы, расположенные вертикально, в зависимости от объема установки. Жаровые трубы находятся в эмульсионной среде и имеют специально разработанную U-образную форму с расчетной поверхностью нагрева. К одному из концов жаровых труб присоединена горелка, оснащенная пламегасителем. Розжиг горелки производится кнопкой «Розжиг», при этом включается блок искрового розжига (БИР); после включения БИР через 5–10 секунд открывается клапан-отсекатель на линии входа топливного газа к горелке с отображением наличия пламени на графическом дисплее шкафа управления. После появления пламени поступает команда на открытие регулирующего клапана на линии входа топливного газа к горелке. В качестве топлива используется попутный газ, который поступает из установки. Пройдя через регулирующий клапан и расходомер, газ направляется в газосепаратор, где отделяется свободная вода, и далее – в нагревательный змеевик, расположенный в секции нагрева. Нагрев газа предотвращает конденсирование жидкости в трубопроводе системы горения. Для предотвращенияпрогара жаровых труб на их стенках расположены термопары, которые предупреждают повышение температуры стенки выше нормы, автоматически закрывая клапан входа топливного газа к основной горелке.

Нефтяная эмульсия поступает через входной штуцер и дроссельный клапан, с помощью которого регулируется расход жидкости. Поток направляется вокруг жаровых труб в нижнюю секцию установки. Тепло передается через стенки жаровых труб и нагревает нефтяную эмульсию, а продукты сгорания выводятся вверх через другой конец жаровой трубы. Температура нагрева эмульсии контролируется специальным датчиком, сигнал с которого также подается на регулирующий клапан входа топливного газа. Нагревом достигаются две цели: разность плотностей нефти и воды увеличивается, а вязкость нефти уменьшается. Оба эти фактора в соответствии с формулой закона Стокса увеличивают скорость, с которой водные частицы, содержащиеся в нефти, оседают. Нефть, обладая более низкой плотностью, поднимается на поверхность водяной фазы. Уровень нефти, а также уровень раздела фаз «вода–нефть» автоматически регулируются и измеряются посредством датчиков уровня, подающих сигнал соответственно на входной клапан и на клапан сброса воды. В ходе процесса происходит также отделение газа, который направляется непосредственно вверх в газовую секцию.

• Пройдя секцию жаровых труб, нефть, очищенная от большей части воды, поступает в секцию коалесценции. Секция коалесценции состоит из нескольких коалесцентных блоков, каждый из которых представляет собой сетки с определенной расчетной площадью, выполненные из нержавеющей проволоки. Расчет этих блоков-секций, их количество и размеры зависят от рабочих условий рассматриваемой установки и физико-химической композиции обрабатываемой нефти. Отверстия сеток, через которые проходит нефть, повышают число Рейнольдса, что способствует слиянию мельчайших частиц воды в более крупные капли. На самих сетках также осаждаются мелкие частицы воды, сливающиеся в крупные капли и затем выпадающие из нефти. Применяемые коалесцентные сетки такого типа чрезвычайно практичны и эффективны в эксплуатации, препятствуют загрязнению нефти песком, осадками и асфальтенами. После коалесценции нефть переливается через разделительную перегородку в секцию обессоливания.

• Секция обессоливания состоит из специальных желобов и водораспределительной системы, состоящей из коллектора подачи воды и отходящих от него трубок с распределительными насадками. Нефть стекает по желобам вниз; пресная вода, пройдя через нагревательный змеевик, расположенный в секции нагрева, подается в коллектор и через трубки с распределительными насадками впрыскивается в нефть и смешивается с ней. Уровень нефти и уровень раздела фаз «нефть–вода» в этой части установки измеряется и регулируется с помощью датчиков уровня, подающих сигнал на соответствующие клапаны. Поверхность раздела фаз «нефть–вода» располагается ниже распределительных труб, ведущих в заключительную секцию – секцию окончательной коалесценции и отбора нефти.

Нефть и остаточная часть обессоливающей воды поступают через распределительные трубы снизу вверх в секцию окончательной коалесценции и отбора нефти благодаря давлению в сосуде и насосам, откачивающим нефть. Нефть направляется вверх, проходя через специальный блок коалесценции, и далее через нефтеотборник на выход из сосуда. Блок коалесценции, имеющий специальную конструкцию, отделяет оставшуюся воду от нефти перед ее выходом. Уровень нефти регулируется и измеряется датчиком уровня. При повышении определенного уровня нефти в секции автоматически включаются насосы откачки нефти. Расход нефти на выходе измеряется расходомером. На выходной части установки предусмотрены пробоотборники для извлечения образцов жидкости с различных уровней с целью определения чистоты выходящих продуктов.

Система очистки от песка и механических примесей. При подготовке нефти в сосуде осаждается значительное количество песка и других механических примесей. Система предусматривает ручную периодическую очистку от примесей без прекращения процесса. Вода под высоким давлением выпускается из ряда инжекционных насадок в трубах, расположенных по длине аппарата. Струя воды подсекает отложенияпеска и удерживает его в суспензии, которая при открытии дренажных клапанов поступает в специальные накопители песка, расположенные по длине сосуда в нижней его части, откуда идет на сброс из установки.

Блок регулирования. Работа блока заключается в измерении и регулировании расхода поступающей нефтяной эмульсии. Блок регулирования представляет собой утепленное помещение, расположенное на утепленном основании. В помещении блока расположены: трубопровод входа нефтяной эмульсии, трубопровод выхода нефти, трубопровод выхода воды, емкость пробоотборников, вентилятор, обогреватель электрический, извещатели пожарные, датчики-сигнализаторы загазованности и дренажный трубопровод выносных сосудов.

Блок подготовки топлива. Блок подготовки топлива выполнен в виде утепленного шкафа, имеющего остекленные двери и штуцера входа газа из технологического блока, входа газа от постороннего источника, выхода газа с установок, выхода газа к основным и запальным горелкам, выхода газа на свечу. В блок подготовки топливный газ поступает из технологического блока или постороннего источника, проходит очистку в фильтре, регулирование давления регулятором, регулирование расхода в зависимости от значения температуры нефтяной эмульсии в технологическом блоке регулирующим клапаном. К горелкам топливный газ подается через последовательно установленные электромагнитные клапаны и два клапана.

Комплекс средств автоматизации. Установка подготовки нефти оснащена системой автоматизированного управления, которая позволяет производить дистанционный и местный контроль и изменение технологических параметров, их автоматическое регулирование и функции противоаварийной защиты.

Автоматизированная система управления технологическим процессом обеспечивает:

  • Автоматическое регулирование технологических параметров, включающих:
    • измерение и регулирование температуры жидкости в секции нагрева;
    • измерение и регулирование давления в аппарате;
    • измерение и регулирование расхода жидкости (продукта скважин) на входе установки;
    • измерение и регулирование уровня нефти в емкости;
    • измерение и регулирование уровня раздела фаз «вода – нефть» в секции предварительного сброса воды (секция нагрева);
    • измерение и регулирование уровня раздела фаз «вода – нефть» в секции обессоливания нефти;
    • регулирование давления топливного газа на общей линии входа газа к горелкам (до основного отсекателя)
    • регулирование давления топливного газа к запальной горелке.
  • Контроль и измерение технологических параметров:
    • расхода нефти на выходе установки;
    • расхода газа на выходе установки;
    • расхода пластовой воды на выходе установки;
    • расхода пресной воды на установку для обессоливания нефти;
    • температуры газа на выходе установки;
    • положение регулирующих органов клапанов;
    • давления топливного газа на входе основной горелки;
    • давления топливного газа на входе запальной горелки;
    • давления топливного газа в газосепараторе;
    • давления жидкости на входе установки.
  • Автоматическое ведение журнала событий и аварийных сообщений.
  • Противоаварийную защиту установки подготовки нефти.
  • Предупредительную и аварийную сигнализацию при отклонениях технологических параметров от предельных значений.

Система автоматизации УПНМ обеспечивает:

  • местный визуальный контроль основных параметров технологического процесса;
  • автоматический вывод установки на заданный рабочий режим (продувка, контроль загазованности в топках, розжиг запальных горелок и основных горелок, вывод на режим);
  • автоматическое поддержание заданного технологического режима работы установки;
  • плановую автоматическую остановку установки;
  • аварийную автоматическую остановку и блокировку программы пуска установки с подачей звуковой и световой сигнализации при отклонении от установленных значений основных технологических параметров:
    • повышение загазованности в помещениях блоков регулирования и подготовки топлива;
    • повышение давления эмульсии на входе в установку;
    • понижение уровня эмульсии в секции нагрева;
    • снижение разряжения в дымовых трубах;
    • снижение давления топливного газа перед горелками;
    • повышение давления топливного газа перед горелками;
    • погасание пламени в топках;
    • повышение температуры нагрева эмульсии;
    • снижение расхода нагреваемого продукта;
    • повышение температуры уходящих дымовых газов;
    • неисправности каналов контроля пламени;
    • отключение электроэнергии.

Комплект поставки УППН-М

  • Блок технологический.
  • Блок регулирования.
  • Блок подготовки топлива.
  • Горелочные устройства.
  • Трубы дымовые.
  • Площадки обслуживания.
  • Лестница.
  • Средства автоматизации установки.

УППН-М поставляется в максимальной заводской готовности к эксплуатации.

Проводятся пусконаладочные работы и сервисное обслуживание.

Процесс сжигания топливного газа в УППН-М обеспечивает минимальное содержание в продуктах сгорания окиси углерода и окислов азота согласно требованиям ГОСТ 1 04 и ГОСТ Р 50591.

Возможно изготовление установки подготовки нефти с выносным подогревателем.

 

Установки по подготовке нефти УППН-250МВ, 500МВ, 1000МВ, 3000МВ с выносным подогревателем

Назначение

Установка подготовки нефти с использованием выносных подогревателей предназначена для нагрева, обезвоживания и обессоливания нефтяных эмульсий и эффективной подготовки товарной нефти.
Установки подготовки нефти УППН-МВ с выносным подогревателем, использующим для нагрева нефти промежуточный теплоноситель. В качестве промежуточного теплоносителя может быть применена вода, антифриз и т.д. в зависимости от климатических условий размещения установки.
В зависимости от требуемой производительности могут быть использованы путевые подогреватели типа ППТ-0,2; ПП-0,63; ПП-1,6, ПБТ-1,6.

В комплект поставки УППН-МВ входят:

  • блок технологический,
  • блок регулирования,
  • подогреватель входящего потока нефти с промежуточным теплоносителем в зависимости от производительности установки,
  • лестница и площадки обслуживания,
  • средства автоматизации установки.

Преимущества УППН-МВ:

  • применение автономного подогревателя нефти с промежуточным теплоносителем повышает безопасность, надежность и долговечность работы в процессе подготовки нефтей;
  • применение специальных секций коалесценции повышает эффективность разрушения и разделения продукции скважин поступающей на подготовку нефти;
  • применение промывочного устройства специальной конструкции в секции обессоливания – для повышения качества промывки поступающей нефти от присутствующих солей;
  • применение устройств для очистки технологического аппарата от песка и механических примесей;
  • установки оснащаются КИПиА современной АСУ ТП, обеспечивающей: контроль и управление технологическим процессом; повышение надежности и безопасности эксплуатации оборудования; комфортность работы персонала; повышение достоверности и оперативности сбора информации; снижение трудоемкости работ по сбору, обработке и передаче информации. Это достигается за счет использования современных технических и программных средств управления, а также применения более точных и надежных датчиков и исполнительных механизмов.