CC BY
162
международный научный журнал «символ науки»
№10/2015
ISSN 2410-700Х
Рисунок 5 - Конечное положение детали 1 после полного разрушения штифта 2
Разрушаемый элемент - штифт 2 в такой конструкции используется более рационально: его разрушают путем среза не по двум плоскостям, а по шести (последовательно - сначала по двум: А1А2, а затем еще по четырем - В1В2 и С1С2). Конечно, работу, затрачиваемую на разрушение предохранительных элементов, можно увеличить, увеличивая их размеры, но это увеличивает усилия, передаваемые на внутренние рамы корпуса.
Применение же предохранительных элементов с фасонными ступенчатыми ножами, обеспечивает последовательное разрушение отдельных участков разрушаемых при ударах штифтов, что позволяет без увеличения усилий значительно увеличить поглощаемую энергию.
Разрушаемый штифт можно выполнить переменного диаметра, программируя тем самым изменение усилий и энергии разрушения, как заданную функцию времени. Список использованной литературы
1. Орлов Б.Н. Инновационные технологии обеспечения надёжности рабочих элементов машин и оборудования: монография. - ФГБОУ ВПО МГУП, М.: 2013. - 326с.
2. Бондарева Г.И., Орлов Б.Н. Визуализация, моделирования, надёжность в эксплуатации мобильных строительно - дорожных комплексов: статья. - «Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии» Вып. №3. Самара. 2012
3. Бондарева Г.И., Орлов Б.Н. Математическое моделирование процесса измерения годности рабочих элементов машин и оборудования: статья.- «Техника и оборудование для села» Вып. №8. 2012. С.36-38.
© Б.Н. Орлов, Г.И. Бондарева, О.А. Бадлаева, 2015
УДК 665.6/.7
Павлов Руслан Павлович, магистрант УГНТУ Муфтахов Евгений Махмутович, канд. техн. наук УГНТУ
г. Уфа, РФ
E-mail: pavlov-ruslan@rambler.ru
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ ПОСТУПАЮЩЕЙ НЕФТЕСОДЕРЖАЩЕЙ ЖИДКОСТИ С ПРОМЫСЛОВЫХ СКВАЖИН НА ПРОЦЕСС СЕПАРАЦИИ ГАЗА
Аннотация
Данная статья посвящена анализу изменения процесса сепарации поступающей с промысловых
_международный научный журнал «символ науки» №10/2015 ISSN 2410-700Х_
скважин нефтесодержащей жидкости на первой ступени сепарации на установке предварительного сброса воды и подготовки нефти, при изменении температуры и давления жидкости поступающей среды.
Ключевые слова
Сепарация газа от нефти, влияние температуры и давления на сепарацию нефти
На стадии проектирования, строительства и в процессе эксплуатации для улучшения процесса подготовки нефти, улучшения системы отбора (первой ступени сепарации) газа для собственных нужд и передачи газа конечному потребителю в целом, а так же уменьшения количества утилизации (сжигания) газа на факелах после концевой ступени сепарации применяются сепараторы.
В последние годы всё больше уделяется внимание как внутри страны, так и на мировом уровне, мерам по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках, для сокращения потерь легких фракций углеводорода при сжигании на факелах [1]. С этой целью для проведения оценки и анализа изменения температуры и давления на процесс сепарации газа из нефти, была проанализирована установка подготовки нефти УПСВ «Узыбаш» с поступающей к ней нефтесодержащей жидкостью со скважин промысла Ново -Узыбашевского месторождения Чишминского района Уфимского цеха добычи нефти.
Были проведены расчеты процесса сепарации попутного нефтяного газа при поступлении нефтесодержащей жидкости при различных температурах и давлении. Расчет был произведен при помощи определения констант равновесия к, между газовой и нефтяной фазами [2] для каждого компонента (углеводорода) нефти по номограмме де-Пристера с последующим решением систем уравнений, распределением углеводородов между газом и жидкостью (таблица 1, таблица 2).
Таблица 1
Результаты расчета процесса сепарации газа из нефти на первой ступени сепарации при температуре 7,5 оС
и давлении 0,55 МПа.
Компонент Температура, ос Давление, МПа Ki, (коэффициент распределения компонентов) Массовая доля исходного компонента Zi, мольная доля компонентов в нефти L , мольная доля всех компонентов в жидкой фазе V, мольная доля всех компонентов в газовой фазе Xi, мольная доля компонента в жидкой фазе. Yi, мольная доля компонента в газовой фазе
Метан 7,5 0,55 25,00 0,013 0,12 0,0263 0,6578
Этан 7,5 0,55 3,980 0,017 0,080 0,0558 0,2220
пропан 7,5 0,55 1,100 0,027 0,087 0,0855 0,0941
изобутан 7,5 0,55 0,420 0,005 0,014 0,0149 0,0062
н - бутан 7,5 0,55 0,290 0,017 0,042 0,852 0,148 0,0466 0,0135
изопентан 7,5 0,55 0,100 0,011 0,022 0,0256 0,0026
н-пентан 7,5 0,55 0,080 0,012 0,024 0,0277 0,0022
н-гексан 7,5 0,55 0,024 0,024 0,040 0,0464 0,0011
н-гептан 7,5 0,55 0,008 0,03 0,043 0,0506 0,0004
н-декан и высшие 7,5 0,55 0,0001 0,844 0,529 0,6206 0,0001
1,000 1,000 1,0000 1,0000
международный научный журнал «символ науки» №10/2015 ISSN 2410-700Х_
Таблица 2
Результаты расчета сепарации газа из нефти на первой ступени сепарации при различных параметрах
давления и температуры.
N п/п Температура, ОС Давление, МПа Газовый фактор, м3/м3 Количество сепарации газа из нефти на первой ступени сепарации в сутки, м3/сут
1 7,5 0,55 17,2 8219,4
2 15,9 0,55 18,9 9058,8
3 25 0,55 21,1 10063
4 7,5 0,3 23,8 11371
5 15,9 0,2 31,7 15140
Повышение температуры нефтесодержащей жидкости в системе с 7,5 ОС до 15,9 ОС увеличивает выход газа по расчетам на 10,2 %, при повышении температуры до 25 ОС выход газа увеличивается на 22,4%. При неизменной температуре и уменьшении давления в системе с 0,55 МПа до 0,3 МПа сепарация газа увеличивается на 38,3 %, при увеличении температуры до 15,9 ОС и уменьшении давления до 0,2 МПа сепарация газа увеличивается до 84,2% (рисунок 1).
Надо заметить, что увеличение температуры приводит к увеличению выхода газа в процессе сепарации, однако доля тяжелых компонентов в газе возрастает. Это объясняется тем, что увеличение температуры вызывает рост давлений насыщенных паров компонентов газонефтяной смеси, что приводит, в соответствии с законом Рауля-Дальтона к увеличению констант фазового равновесия и доли компонента в газе.
Повышение температуры и уменьшения давления на головной части установки подготовки нефти возможно достичь различными способами. Для повышения температуры поступающей нефтесодержащей жидкости часто используется подача дренируемой некондиционной нефти с товарных резервуаров и емкостей горячего отстоя, где дренируемая нефтесодержащая жидкость и вода имеют высокую температуру после подогрева.
ев
Рисунок 1 - Зависимость увеличения процесса сепарации газа от нефти при изменении температуры и
давления
_международный научный журнал «символ науки» №10/2015 ISSN 2410-700Х_
К примеру, при смешивании поступающей нефтесодержащей жидкости с обводненностью 70 % и температурой 7,5оС в объеме 85 м3/ч с нефтесодержащей жидкостью дренируемой с товарных резервуаров и отстойников горячего отстоя обводнённостью 90 % и температурой 35оС в объеме 32 м3/ч, процент сепарации газа увеличивается на 10,2%.
Для уменьшения давления на сепараторах первой ступени сепарации необходимо использовать оборудование и трубопроводы с соответствующей пропускной способностью, в которых с годами возможно образование отложений, которые в свою очередь ухудшают проходимость в трубопроводах и аппаратах, вследствие чего происходит увеличение давления в системе. Необходимо вовремя производить ревизию оборудования, трубопроводов и оценку динамики изменения давления в системе подготовки нефти и газа со временем, а так же при увеличении производственных мощностей (увеличение добычи жидкости с промысловых скважин) производить увеличение пропускной способности оборудования, трубопроводов, аппаратов.
К примеру, при уменьшении давления в системе с 0,55 МПа всего на 0,15 МПа при температуре 7,5 оС процент выделения газа из нефти увеличивается на 19%.
Проведенный расчетный анализ позволяет утверждать, что при увеличении температуры и уменьшении давления, процесс сепарации газа увеличивается, однако, надо заметить, что при уменьшении давления доля отделения компонентов таких, как метан, этан, пропан, значительно выше, чем при увеличении температуры, где увеличивается доля тяжелых компонентов.
Так же при увеличении температуры и уменьшения давления в поступающей промысловой жидкости улучшается процесс разрушения бронирующих оболочек эмульсии, что благотворно влияет на процесс холодного отстоя и увеличивает долю отделения воды в последующих отстойниках. Качество подготовки нефти напрямую влияет на качество транспортировки нефти по трубопроводам, на состояние трубопроводов и оборудования со временем. Не маловажным значением при перекачке нефти является глубина сепарации газа из нефти. При содержании в нефти газа свыше 3% по объему её перекачивать центробежными насосными агрегатами по трубопроводу нельзя, для исключения выхода из строя самого насоса.
Список использованной литературы
1. Шурупов, С.В. К вопросу утилизации попутного нефтяного газа / С.В. Шурупов // Газохимия. -2008. - № 1(0). - С. 42-44.
2. Сулейманов, Р.С. Сбор, подготовка и хранение нефти и газа. Технологии и оборудование. -Нефтегазовое дело. - 2006. - C. 134-192.
3. Земен Ю.Д. Сбор и подготовка нефти и газа. - М.: Издательский центр «Академия». - 2009 - C. 24-57.
4. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. - М.: ООО «Издательство Альянс». - 2014 -C. 135-166.
5. Постановление правительства РФ от 8 января 2009г. «О мерах по стимулированию сокращения загрязнения атмосферного воздуха продуктами сжигания попутного нефтяного газа на факельных установках»
© Р.П. Павлов, Е.М. Муфтахов, 2015
