Установки по подготовке нефти УПН-250, 500, 1000, 3000

УПН на базе установки типа «heater-treater»


Назначение

Блочная автоматизированная установка по подготовке нефти предназначена для эффективного нагрева, обезвоживания и обессоливания нефтяных эмульсий и подготовки товарной нефти.
В настоящий момент подготовка нефти к транспортировке и дальнейшему использованию, как правило, производится двумя способами – с применением дорогостоящего комплекса оборудования, состоящего из печи нагрева нефтяной эмульсии, деэмульсатора, отстойника, сепаратора, устройства обессоливания и обезвоживания нефти, или при помощи импортных горизонтальных трехфазных сепараторов типа «heater-treater».
Используя положительный опыт эксплуатации установок сепарации нефтяных эмульсий в России, специалисты промышленной группы «Генерация» в рамках реализации программы импортозамещения разработали конструкцию комплексной установки подготовки нефти УПН с дополнительной секцией обессоливания, по своим характеристикам и функциональности превосходящую аналогичную продукцию ведущих иностранных производителей.

Преимущества УПН производства ПГ «Генерация»

Современные технические решения, использованные в конструкции установок, позволяют значительно сократить объемы аппаратов и их металлоемкость, совместить в одном модуле несколько технологических процессов и повысить качество подготовки нефти:


  • нефтяной среде – для интенсификации процесса нагрева эмульсии, повышения надежности и долговечности их работы;

  • применение распределительных насадок подачи пресной воды и желобов в секции обессоливания – для повышения качества промывки поступающей нефти от минеральных солей;

  • применение специальных гидродинамических коалесценторов – для повышения эффективности разрушения и разделения продукции скважин;

  • установки оснащены 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.


Экономическая эффективность применения УПН производства ПГ «Генерация» обусловлена следующими факторами:



  • упрощение технологической схемы подготовки нефти;

  • экономия энергоресурсов;

  • снижение затрат на обустройство объекта (меньшие размеры промплощадки и т.д.);

  • приобретение и монтаж всего одного многофункционального аппарата;

  • сокращение количества обслуживающего персонала;

  • снижение трудоемкости работ по сбору, обработке и передаче информации о ходе технологического процесса.


Суммарные затраты на приобретение и эксплуатацию УПН являются минимальными по сравнению с комплексом оборудования или установкой типа «хитер-тритер» при более высоком качестве подготовки нефти. Особенно преимущества УПН актуальны для небольших нефтяных месторождений.




Устройство и работа УПН и ее составных частей

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.



Основные функции автоматизированной системы управления



  • 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 основной 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 УПН 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 УПН



  • Блок технологический.

  • Блок регулирования.

  • Блок подготовки топлива

  • Горелочные устройства;

  • Трубы дымовые.

  • Площадки обслуживания.

  • Лестница;

  • Средства автоматизации установки.


УПН поставляется в максимальной заводской готовности к эксплуатации. Проводятся пусконаладочные работы и сервисное обслуживание.
УПН поставляется в максимальной заводской готовности к эксплуатации. Проводятся пусконаладочные работы и сервисное обслуживание.

УПН с выносным подогревателем


Назначение


Установка подготовки нефти с использованием выносных подогревателей предназначена для нагрева, обезвоживания и обессоливания нефтяных эмульсий и эффективной подготовки товарной нефти.


Установка подготовки нефти с использованием выносных подогревателей предназначена для нагрева, обезвоживания и обессоливания нефтяных эмульсий и эффективной подготовки товарной нефти.


В настоящий момент подготовка нефти, как правило, производится с применением дорогостоящего комплекса оборудования, состоящего из печи нагрева нефтяной эмульсии, электродегидраторов, отстойника, сепаратора, устройства обессоливания и обезвоживания нефти, или при помощи импортных горизонтальных трехфазных сепараторов типа «heater- treater», со встроенным трубным нагревателем прямого нагрева.


Специалисты промышленной группы «Генерация» в рамках реализации программы импортозамещения разработали конструкцию установки подготовки нефти УПН с выносным подогревателем, используя для нагрева нефти поступающей на подготовку, промежуточный теплоноситель. В качестве промежуточного теплоносителя может быть применена вода, антифриз и т.д. в зависимости от климатических условий размещения установки.


Подогреватели для нагрева нефти, поступающей на подготовку, подбираются по производительности и могут быть использованы путевые подогреватели, выпускаемые ПГ «Генерация», типа ППТ-0,2; ПП-0,63; ПБТ-1,6.


В комплект установки УПН входят:



  • блок технологический,

  • блок технологический,

  • подогреватель входящего потока нефти с промежуточным теплоносителем в зависимости от производительности УПН,

  • лестница и площадки обслуживания,

  • лестница и площадки обслуживания,


Преимущества УПН:



  • 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.