Сучасне обладнання для облаштування нафтогазових родовищ

Г.Ш. Ісламов, Л.А. Гущина, В.В. Овчарова

ТОВ «Корпорація Уралтехнострой» спеціалізується на розробці, виготовленні та постачання обладнання для облаштування нафтових і газових родовищ. Це обладнання не є серійним, розробляється індивідуально для конкретних умов експлуатації і вимог замовника на основі базових варіантів з можливістю їх зміни для конкретного родовища з урахуванням газосодержанія, обводнення, в'язкості продукції, необхідності нагрівання, вимог до ступеня підготовки нафти та ін Продукція комплекси грунтуються на принципі модульної конструкції, що в поєднанні з максимальною заводський готовністю (практично 90-100%) об'єкту дозволяє швидко приступити до експлуатації, скоротити площу забудови, строки та вартість будівельно-монтажних робіт, знизити габарити і металоємність обладнання. Використовуючи сучасні технології виробництва, постійно вдосконалюючи методи комерційної діяльності, корпорація виробляє і постачає своїм партнерам якісну продукцію. Це підтверджено сертифікатами системи ГОСТ, ліцензіями Держбуду РФ і Госгортехнадзора РФ. Система менеджменту якості сертифікована міжнародним органом сертифікації TUV CERT на відповідність стандарту ISO 9001:2000.

Одним з найбільш затребуваних напрямків діяльності компанії є розробка та виготовлення малогабаритних блокових сепараційні-наливних установок (МБСНУ), призначених для видобутку нафти на малодебітних родовищах продуктивністю по рідини від 50 до 500 м3/сут на період пробної експлуатації свердловин. На МБСНУ здійснюються сепарація нафти від газу, завмер продукції по рідини і газу, налив нафти в автоцистерни з подальшим вивезенням на пункти прийому, а також можлива відкачування нафти в резервуар або трубопровід. Основною метою розробки МБСНУ було використання її на родовищах з відсутністю електроенергії. Установка є збірно-розбірний і транспортабельної.

В даний час фахівцями ТОВ «Корпорація Уралтехнострой» на основі базового варіанту розроблено кілька модифікованих МБСНУ, призначених для роботи в різних умовах, таких як високий газовий фактор, висока тиск на вході в установку, наявність сірководню в продукції свердловин, а також МБСНУ для роботи на родовищах з енергопостачанням і ряд установок для експлуатації в Західному Сибіру. Опрацьовано варіанти МБСНУ для роботи в умовах Крайньої Півночі з температурою найхолоднішою п'ятиденки -56 ° С.

В комплект обладнання МБСНУ входять апарати (нафтогазовий сепаратор і накопичувальна ємність) з трубної обв'язкою, майданчиком обслуговування, вузлом обліку газу і нафти, комплектом запірно-регулюючої арматури і КВП, встановлені на спеціальних рамах-підставах. Згідно з нормами ВНТП 3-85 монтується факел низького тиску, в безпосередній близькості від сепараторів встановлюється каналізаційна (дренажна) місткість.

Розглянемо технологічний процес роботи базової МБСНУ (див. малюнок).

Продукція нафтових свердловин (нафта, пластова вода, газ. механічні домішки) від свердловини по нафтозбірні колектору поступає в нафтогазовий сепаратор С-1 об'ємом 4 або 6,3 м3, де здійснюється її попередня сепарація. Частково дегазована водонефтяная суміш (нафта) самопливом надходить в сепараційні-накопичувальну ємність С-2 обсягом 50 м3, що працює при атмосферному тиску. У ній відбуваються остаточна дегазація і накопичення водонефтяной суміші (нафти), яка надалі надходить на налив в автоцистерни або відкачується в трубопровід або резервуар. При подачі водонефтяной суміші (нафти) в резервуар або трубопровід можуть бути передбачені насоси її відкачування. Кількість водонефтяной суміші (нафти) на виході з ємності С-2 заміряється лічильником. При необхідності відділення води в ємності С-2 може бути передбачено скидання води, а на лінії виходу води з ємності С-2 встановлюються. насоси відкачування води з ємності і витрата води контролюємо лічильником. Насоси відкачування нафти та насоси відкачування води розміщуються або на рамі-підставі, або в блоці-укритті, обладнаному системами освітлення, опалення, дренажу, вентиляції та пожежної сигналізації.

виділився газ із вхідного сепаратора С-1 через лічильник газу і клапан-регулятор прямого дії надходить у трубний розширник ТР діаметром 200 мм і далі на факел низького тиску для спалювання. Газ із сепаратора-накопичувача С-2 також надходить на факел. У залежності від компонентного складу газу і вимог замовника факельна установка виготовляється висотою 10-35 м з ручним або автоматичним розпалом в комплекті з факельним оголовка типу фої. Конденсат в смолоскипна трубопроводі збирається в трубному розширювачі і скидається в дренажну ємність.

Ємності при ремонті і накопичення в них парафіну очищаються пропарюванням паропередвіжной установки (ППУ), яка підключається до пропарювальних лініях, слив відходів здійснюється в дренажну ємність (ЕД). Дренажна ємність може бути типу ЄП або ЄПП з занурювальним електронасосом або виконана на рамі-підставі з насосом відкачування типу ЦНС. Обсяг дренажної ємності в залежності від бажання замовника може бути від 2 до 25 м3.

На установці передбачаються місцевий контроль по тиску в С-1 і С-2 за допомогою манометрів і рівню за допомогою рівнемірів, а також регулювання тиску, облік як витрати газу на факел, так і водонефтяной суміші (нафти). Всі вимірювально-яке регулює обладнання може бути механічним або електричним. За наявності електроенергії установці може бути передбачена система сигнализ-і блокування. За бажанням замовника в комплекті обладнання МБСНУ можливе постачання блоку операторної, щитові станції управління та ін

Фахівці корпорації приділяють велику увагу тенденціям розвитку і проблем паливно-енергетичного комплексу, шукають шляхи їх вирішення. Останнім часом фахівцями компанії був успішно вирішено питання про можливість розробки та виготовлення факельних установок в комплекті з власними факельним оголовка. В даний час розроблена автоматизована факельна установка типу УФА, ряд інжекційних факельних оголовка типу ФОН та комбінованих факельних оголовка типу ФОК.

Розроблено два типи факельних установок УФА Тип I - конструкція факельної установки передбачає наявність факельної стовбура, оснащеного оголовка необхідної продуктивності по витраті скидається газу і газовим затвором, системою засобів управління розпалювання факела й контролю полум'я (СУРФ і КП), яка передбачає розпал факела в автоматичному або дистанційному ручному режимі.

Тип II - конструкція факельної установки, крім зазначеного вище, передбачає наявність другого факельної ствола (стовбур газу низького тиску) для спалювання газу високого та низького тисків у єдиному оголовка. При цьому газ високого тиску ежектірует газ низького тиску.

За бажанням замовника факельна установка може комплектуватися огнепреградітелем і гідрозатворів.

фої з автоматичною системою розпалу й контролю полум'я призначений для спалювання горючих газів і парів в широкому діапазоні витрат і тисків. Цей оголовок забезпечує бездимний і безпечне спалювання газів з високим вмістом крапельної рідини без застосування додаткових пристроїв для її відбору; випускається в простому і суміщеному виконаннях (одночасне спалювання газів високого та низького тиску). Продуктивність оголовка типу ФОН по газу становить до 350 тис. м3/сут, у тому числі по газу високого тиску - 245 тис. м3/сут, по газу низького тиску - 105 тис. м3/сут. Надмірний тиск на вході в газосборний колектор високого тиску одно 0,1-1 МПа, на вході низького тиску -0,005 МПа.

факельний оголовок складається з автономно працюючих модульних інжекційних пальників, об'єднаних у кожусі і виконаних з жароміцною сталі. Конструкція оголовка забезпечує утворення єдиного ядра полум'я, регульованого по розташуванню від верхнього зрізу зовнішнього контура змінними форсунками внутрішніх контурів (пальників) оголовка. Розроблено пальники двох типів:

1) пальник з подсасиваніем в розріджений простір внутрішнього контуру газу низького тиску газом високого тиску і змішуванням в розрахунковому співвідношенні з повітрям; застосовується для суміщених факельних оголовка, призначених для спільного спалювання газів і пар високого та низького тисків;

2) пальник без подсасиванія газу низького тиску для факельних оголовка простого дії.

Всі зовнішні та внутрішні пристрої в процесі горіння факела охолоджуються підсмоктується повітрям, що забезпечує порівняно низьку температуру оголовка і відповідно його підвищений ресурс.

фої володіють наступними перевагами.

1. Число працюючих пальників можна регулювати залежно від продуктивності.

2. Конструкція форсунки дозволяє регулювати коефіцієнт ежекції та швидкість газу на виході, в результаті досягається повне спалювання газу в широкому діапазоні продуктивності та складу.

3. Ядро полум'я винесене за межі конструкції оголовка, що виключає згоряння металоконструкцій.

4. При викид конденсату він розпорошується на форсунці і згорає за межами пальники, не потрапляючи на корпус. Допускається короткочасний викид конденсату до 60% за масою, що дозволяє уникнути застосування газоосушітелей.

5. Телескопічна щелевая конструкція обичайки зовнішнього контура виключає його згоряння і деформацію за рахунок охолодження ежектіруемим повітрям.

Комбінований ФОК призначений для спалювання вуглеводневих газів з вмістом сірководню не більше 8%. Мінімальний тиск подачі газу на спалювання одно 0,004 МПа. Продуктивність оголовка типу ФОК по газу до 8,6 млн. м3/сут. ФОК має газовий затвор, завіхрітель, кожух з корозійностійкої і жароміцною сталі, чергову пальник. Остання встановлена на кожусі і призначена для розпалювання газу, що надходить в факельний оголовок, а також для постійної підтримки горіння основного факела власним полум'ям. На ній встановлена свічка запалювання, на яку перемикаються при низькому тиску (менше 0,1 МПа) спалюється газу; друга свічка при цьому повинна бути відключена від блоку розпалу й контролю полум'я. Чергова пальник з'єднується з трубопроводом газоповітряної суміші ( «біжить вогонь») зварюванням. Ежектор, друга свічка запалення і акустичний датчик монтуються на трубопроводі «біжить вогню». У ежектор відбувається приготування газоповітряної суміші. Він встановлюється паралельно смолоскипна стволу для зменшення опору в трубопроводі «біжить вогню». Свічка запалювання призначена для розпалювання газоповітряної суміші, а акустичний датчик - Для контролю наявності полум'я в черговій пальнику. Шафа управління підпалом полум'я, в якому встановлено блок розпалу й контролю полум'я, має теплоізоляцію і підігрів.

Таким чином, оголовок факельний типу ФОК володіє наступними перевагами.

1. Конструкція оголовка забезпечує формування триярусного полум'я факела.

2. Розподіл газу для спалювання по ярусах горіння сприяє охопленню максимального обсягу повітря для забезпечення повноти згорання суміші, а також зниження температури ядра полум'я і його розмірів, що забезпечує екологічність процесу спалювання. Крім того, за такої організації полум'я нижні яруси поглинають і відображають акустичні та теплові випромінювання верхніх ярусів, підігріваючи їх повітряні суміші до спалаху і покращуючи ефективність спалювання.

3. Розсічення периферійного пристінкового кільцевого потоку газу на окремі струменя знижує шум при горінні, покращує змішування окремих струменів газу з атмосферним повітрям, підвищуючи ефективність спалювання.

4. Диффузор на виході оголовка забезпечує розширення потоку та безвідривної закінчення струменів газового потоку на виході з оголовка. При цьому полум'я і його форма на факелі формуються вище кромки оголовка, що підвищує його стійкість, знижує шум роботи оголовка, нагрівання корпусу і підвищує надійність оголовка.

Система розпалу й контролю полум'я ФОН та ФОК складається з запірно-регулюючого блоку, шафи керування факелом і однієї-трьох чергових пальників. Розпал останніх здійснюється системою полум'я перекидання ( «біжить вогонь»). Ежектор приготування горючої суміші для системи розташований за обвал-спритною факела. Полум'я біжать пальників може контролюватися двома способами: акустичним (виконання А) і термоелектричним (виконання Б).

Електронний блок керування системою розпалу й контролю полум'я ФОК і фої створений на основі мікропроцесорної техніки і є промисловим мікроконтроллер, що дозволяє регулювати параметри системи розпалу й контролю полум'я в дуже широкому діапазоні.

З 2004 по теперішній час на родовища Пермської області (Мутнінское, Андріївський, Чайкінское, Соловатовское, Софроницький та ін), Республіки Комі, Казахстану (родовище Бозоба) було поставлено близько 10 МБСНУ, до складу яких входили також і факельні установки УФА з фої або ФОК, які успішно зарекомендували себе в процесі роботи.

Список літератури

Журнал «Нафтова господарство» № 5, 2006