В составе блочной автоматизированной установки подготовки нефти входят следующие блоки:

Блок входных манифольдов (БВМ);

Блок дозирования деэмульгатора (БР);

Блок интенсификации перемешивания газожидкостной смеси с деэмульгатором (смесители СМ);

Блок входного сепаратора со сбросом воды (БВС);

Блок нагрева нефти (БНН);

Блок обезвоживания нефти (БОН);

Блок обессоливания нефти (БОБН);

Блок насосов подачи пресной воды (БНППВ);

Блок концевой сепарационной установки (БКСУ);

Блок очистки пластовой воды (БОВ);

Блок буферных водяных емкостей (БЕВ);

Блок насосов внутренней и внешней перекачки нефти (БВ и ВПН);

Блок насосной откачки воды (БНОВ);

Блок очистки газа высокого и низкого давления ГС-1 и ГС-2;

Блок измерения и регулирования газа (БИР);

Блок коммерческого узла учета нефти (БУУН-К);

Блок газовых трубных расширителей ТГР-1,2, выполняющих роль факельных сепараторов;

Совмещенная факельная установка высокого и низкого давления (ФСУ);

Блок аварийных емкостей (РВС);

Блоки дренажных емкостей (РВС);

Блоки дренажных емкостей (ЕД), утечек нефти (ЕУ), сбора газового конденсата (ЕК) и аварийного опорожнения блоков нагрева нефти (ЕА);

Установка улавливания легких фракций углеводородов (УУЛФ);

Блок операторной;

Блок химической лаборатории;

Блок механической мастерской;

Блок трансформаторной подстанции и распределительным устройством БТП и РУ;

Блок ЩСУ;

Блок насосной системы пожаротушения;

Блок резервуара хранения противопожарной воды;

Блок вспомогательного оборудования;

Комплекс технических и программных средств автоматизации и АСУ ТП.

Установка подготовки нефти может быть изготовлена в двух вариантах:

в емкостном исполнении;

в трубном исполнении.

Состав основных сооружений по подготовке продукции скважин определяется для конкретного месторождения, после выполнения компанией научно-исследовательских работ.

Все блочные технологические помещения УПН оснащены:

· системами освещения;

· системами электрического или водяного обогрева (с автоматическим поддержанием заданной температуры воздуха в блоке);

· системами вентиляции;

· системами контроля и сигнализации пожара и загазованности;

· клеммными коробками на внутренней стене блока для подключения внешних кабелей.

Рисунок 2.1 - Условное обозначение установок подготовки нефти (УПН)

Рисунок 2.2 - Принципиальная схема установки полготовки нефти УПН

УПН 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 предотвращения прогара 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 отложения песка 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.

3. УПН с выносным подогревателем

· 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.

Заключение