Подготовка газа к транспорту

Добываемый из скважины газ содержит в своем составе пластовую воду в жидком состоянии, пластовую воду в парообразном состоянии, твердые частицы в виде песка, окалины и др.

Технологический процесс подготовки газа к транспорту состоит в следующих операциях:

Отделение от газа капельной жидкости и механических примесей – этот процесс называется сепарацией. Аппараты, в которых осуществляют этот процесс – сепараторы.

Процесс сепарации происходит под действием различных сил:

Гравитации

Центробежных сил (завихрение)

Инерционных сил (тела после ускорения двигаются по инерции)

Адгезией (прилипание частиц при ударе о преграду)

В зависимости от действующих сил, различают:

Гравитационные сепараторы

Центробежные (относятся циклонные сепараторы и вихревые коллекторы).

Комбинированные сепараторы.

Промышленность выпускает гравитационные сепараторы в вертикальном ,горизонтальном, и сферическом исполнениях.

Когда в одном сепараторе используется действие нескольких сил для разделения ГЖС, то конструируют многофункциональные аппараты смешанного типа.

Сепаратор состоит из:

9,7,1.-выходные патрубки.

2.- отбойная секция.

3.- осадительная камера.

4.- корпус.

5.-сборник жидкости и твердых частиц.

6. - подогреватель ( паровой змеевик).

8. - входной патрубок.

Процесс сепарации начинается практически сразу при входе газа в аппарат. Для этого применяют тангенциальный ввод и завихрители потока. Тангенциальный ввод направляет поток по образующей поверхности цилиндрического корпуса сепаратора. При таком вводе движение газа приобретает вращательный характер, а на частицы начинают действовать центробежные и инерционные силы. Твердые частицы и жидкость отбрасываются к стенкам аппарата, прижимаются и стекают по ним вниз в сборник жидкости.

Осадительная камера предназначена для гравитационного отделения твердых и жидких частиц от потока газа.

Отбойная секция предназначена для отделения от газа самых мелких частиц уносимых с потоком газа. Элементы отбойной секции бывают: жалюзийные (I), сеточные насадки (II) и фильтроэлементы (III).

Жалюзи изготавливают из гофрированной и нержавеющей стали, криволинейные каналы жалюзийной секции предназначены для многократного изменения направления движения газа. Капли жидкости и твердые частицы под действием сил инерции и молекулярного трения осаждаются на поверхности жалюзи и стекают вниз в виде тонкой пленки.

Сеточные насадки изготавливают из сетчатого рукава, диаметром 90 мм, изготовленного из тонкой проволоки. Твердые и жидкие частицы задерживаются в ячейках сетки и на поверхности проволоки.

Фильтроэлементы изготавливают из: фторопласта, пластмассы, керамики. Газ свободно проходит через поры фильтра, а жидкость и твердые частицы – задерживаются.

В нижней части сепаратора расположен сборник жидкости (5), из которого через патрубок (9) отводится пластовая вода и газовый конденсат, а через патрубок (7) осадок твердых частиц (шлам). Для предупреждения замерзания жидкости в сборной камере устанавливают паровой или водяной змеевик подогреватель (6).

Газ, очищенный после сепаратора от твердых частиц и жидкой фазы (капельной влаги) содержит влагу в виде пара. Транспортировать такой газ по магистральным газопроводам нельзя, так как в результате понижения температуры газа из него может конденсироваться капельная вода, что может привести к образованию гидратов. С этой целью на установке комплексной подготовки газа применяют различные виды осушки газа от паровой влаги.

В настоящее время существуют следующие методы осушки газа:

1. Адсорбционный – осушку газа осуществляют твердыми поглотителями - адсорбентами;

2. Абсорбционный – осушку газа осуществляют жидкими поглотителями – абсорбентами;

3. Низкотемпературная сепарация (НТС)– при этом методе для осушки газа используется его охлаждение для конденсации паровой влаги. После конденсации пара в капельную жидкость ее улавливают в низкотемпературном сепараторе.

Промышленные адсорбенты и абсорбенты должны удовлетворять следующим требованиям:

- иметь высокую влагоемкость.

- обладать низкой растворяющей способностью по отношению к газу и конденсату

- иметь большую удельную поверхность (адсорбирующую емкость)

- обладать способностью к восстановлению (регенерация).

- иметь высокую механическую прочность (для твердых поглотителей, чтоб перепад давления не изменял их свойства)

- быть нетоксичными и не вызывать коррозию

- иметь низкую стоимость.