تفكیك گاز از نفت
عنوان صفحه
تاریخچه نفت در ایران ................................................................................... 1
منشأ نفت ........................................................................................................ 2
پس منشأ نفت چیست ................................................................................... 5
انواع نفتگیر .................................................................................................... 7
نفتگیر طاقدیس یا گنبدی .............................................................................. 8
نفتگیرگسسته ................................................................................................ 9
نفگیر چینه ای ................................................................................................ 9
فصل اول ......................................................................................................... 10
تفکیک .............................................................................................................. 11
سطح مایع ...................................................................................................... 13
تغییر درجه حرارت محیط و تأثیر آن در عمل تفكیك ................................ 14
عملیات بهره برداری كلاً شامل نكات زیر است ........................................... 17
فصل دوم ........................................................................................................ 18
علل بكاربردن دستگاه های تفكیك ............................................................... 19
فصل سوم ....................................................................................................... 21
انواع مختلف دستگاهها ( ظروف ) جداكنندة نفت و گاز ............................. 22
جدا كنندة افقـی تك مخزنـی ........................................................................ 23
جداكننده های افقی دو مخزنی ..................................................................... 23
دسته بندی جداكننده بر حسب تعداد موادی كه از هم جدا می كنند ......... 26
ظروف تفكیك ................................................................................................. 26
جدا كننده های NATCO ........................................................................... 27
متعلقات یك جدا كننده ................................................................................... 28
فصل چهارم ..................................................................................................... 30
تجهیزات و وسائل مكانیكی درون جدا كننده .............................................. 31
ورقه های محو كننده كف و مستقیم كننده جریان ..................................... 32
محل وسیع تجمع مایع .................................................................................. 32
صفحات جدا كننده افقی ................................................................................ 33 نم گیر 33
گرداب شکن ..................................................................................................... 34
سیستم های کنترل کننده ............................................................................. 34
کنترل سطح مایع ........................................................................................... 35
کنترل فشار ..................................................................................................... 36
فصل پنجم ...................................................................................................... 37
وسایل سنجش و کنترل ................................................................................ 38
فصل ششم ..................................................................................................... 43
شیرهای كنترل و ایمنی و چگونگی كار آنها ................................................ 44
فصل هفتم ....................................................................................................... 49
طریقه باز كردن چاه و بكار انداختن دستگاه تفكیك .................................. 50
فصل هشتم ..................................................................................................... 53
جداكننده سرچاه ........................................................................................... 54
فصل نهم ......................................................................................................... 56
جدا كننده سر چاه و تلمبه های تقویتی ...................................................... 57
دستگاه تفكیك سرچاه ................................................................................... 60
دستگاه كنترل كننده فشار جدا كننده .......................................................... 63
طریقه بكار انداختن جدا كننده و تلمبه ها ................................................... 64
سیستم هـــوا ............................................................................................... 67
فصل دهم ........................................................................................................ 69
جریان سیالات ................................................................................................ 70
اختلاف سطح ................................................................................................. 70
اختلاف فشار .................................................................................................. 70
حــــرارت ...................................................................................................... 71
تفكیك :
هدف از عمل تفكیك جداكردن گاز از نفت بمنظور تقلیل فشار وبوجود آوردن امكاناتی است كه بتوان از نقطه نظر انتقال و صرفه جوئی اقتصادی درصد افزایش محصولات مورد انتظار را بیشتر نمود.
در محل هائی كه فشار جریان نسبتاً زیاد است ، غالباً عمل تفكیك گاز از نفت در مراحل متعدد صورت می گیرد .
امروزه عمل تفكیك گاز و نفت معمولاً درچهار مرحله انجام میشود ، مواردی كه لازم است برای جداسازی گوگرد و یا آب موجود در نفت ، و نمك زدائی ، دستگاههای دیگری در كنار دستگاههای تفكیك قرار داد . البته در بعضی از كارخانه ها بعلت كمبود فشار نفت عملیات تفكیك در مراحل كمتری انجام میشود . در طرح سیستمی جهت انجام عمل تفكیك در مراحل كمتری انجام می شود . در طرح سیستمی جهت انجام عمل تفكیك باید مقدار جریان خروجی محصول چاه از منبع . وزن مخصوص و اوضاع منبع مانند فشار . درجه حرارت و میزان آب موجود در نفت و فشار عملیاتی دستگاههای تفكیك را می بایست در نظر داشت .
عواملی كه در امر تفكیك مؤثرند ، عبارتند از ، گنجایش جداكننده . اندازه شیرها و لوله های ورودی و خروجی نفت و گاز ، فشار عملی تفكیك ، ارتفاع سطح مایع و حرارت محیط اندازه یك جدا كننده و شكل هندسی و وسائلی كه درون آن بكار رفته میتواند در چگونگی عمل تفكیك مؤثر بوده و ظرفیت آنرا به نسبت تغییر دهد . و اندازه لوله و شیرهای ورودی و خروجی گازو نفت طوری انتخاب و تعبیه می شوند كه متناسب با ظرفیت دستگاه تفكیك باشند . بنابراین وقتی جدا كننده با ظرفیتی برای نفتی با خصوصیات معین سفارش داده شد ساخته می شود و در امر بهره برداری از آن و چگونگی عمل تفكیك و میزان بهره دهی آن و عواملی چون فشار عملی ، سطح مایع و حرارت محیط می توانند مؤثر باشند .
دو عامل از عوامل ذكر شده را می توان با در نظر گرفتن G.O.R (نسبت گاز به نفت) و فشار جریان ، تنظیم و كنترل نمود : نگهداری ارتفاع سطح مایع و تنظیم و كنترل فشار .
سطح مایع :
یك ظرف را در نظر بگیرید كه از یك طرف مایع وارد آن شده و از سوی دیگر خارج شود و فرض كنید كه اندازة لوله های ورودی و خروجی آن یكی باشد
در صورتی كه لوله خروجی این ظرف بوسیله شیری بسته باشد و مایع را از طریق لوله ورودی وارد ظرف سازیم ، سطح مایع در ظرف تا حدی بالا خواهد رفت كه ظرف پر از مایع شود .
حال اگر شیر خروجی را باز و شیر ورودی آنرا ببندیم : سطح مایع در ظرف آنقدر پائین خواهد آمد تا ظرف خالی شود و چنانچه در ضمن خالی كردن ظرف و هنگامیكه سطح مایع به نیمة ظرف رسید ، شیر ورودی را هم باز كنیم بطوریكه مقدار مایع ورودی و خروجی مساوی شود ، سطح مایع در ظرف ثابت خواهد ماند مگر اینكه در مقدار مایع ورودی و یا خروجی تغییری داده شود . بنابراین میتوان سطح مایع را در ظرف با كم و زیاد كردن نفت ورودی ویا خروجی تغییر داد و یا كنترل نمود .
یكی دیگر از عواملی كه در كنترل و یا تغییر سطح مایع در ظرف مؤثر است ، نیروئی است كه اگر به سطح مایع وارد آید باعث ازدیاد سرعت و حركت ملكولی در لوله خروجی مایع خواهد شد . حال اگر بتوان چنین وضعیتی را با كم و یا زیاد كردن فشار بر سطح بوجود آورد ، نتیجتاً مایع كندتر ویا سریعتر از ظرف خارج خواهد شد و سطح مایع در ظرف تغییر خواهد كرد .
فشار علاوه بر نگهداری سطح مایع . خود میتواند در كیفیت و چگونگی گاز حاصله مؤثر باشد ، معمولاً گازهای سبكتر در فشارهای بالاتر و گازهای سنگین تر در فشارهای كمتر تفكیك می شوند.
تغییر درجه حرارت محیط و تأثیر آن در عمل تفكیك :
اگر در یك ظرف سربسته محتوی گاز ، درجه حرارت بالا رود سرعت مولكولها و فاصله مولكولی افزایش یافته و باعث ایجاد فشار بیشتری میگردد .
در مایعات مولكول ها بوسیله نیروهای جاذبة بین مولكولی باهم در تماس بوده و در عین حال دائماً در حركتند و بر روی هم می غلطند . این حركت و جنبش دائمی موجب میشود كه تعدادی از مولكول های سطح مایع كه از یك طرف آزاد هستند ، محیط را ترك كنند و از ظرف خارج شوند .
حال اگر یك ظرف سربسته دا در نظر بگیریم و قسمتی از آن را پر از مایع كنیم ، در صورت زیاد شدن درجه حرارت مایع ، حركت مولكولها سریعتر شده و مولكولهای بیشتری از سطح مایع خارج می شود . این مولكولها كه موجب ایجاد فاز گاز می شوند . در اثر برخورد بر جدار ظرف فشار بیشتری بوجود می آورند . بنابراین در صورتی كه حجم ثابت باشد فشار بخار مایع در درجه حرارت بالاتر بیشتر و در درجه حرارت پائین تر كمتر است .
مولكول های موجود در فاز گاز همیشه سعی دارند وارد محیط مایع شوند و بزرگترین عاملی كه می تواند در انجام این عمل مؤثر باشد ، كم شدن ناگهانی درجه حرارت است و در صورتی كه چنین وضعی پیش آید از حجم گاز كاسته شده و حجم مایع زیاد می شود .
در یك مرحله تفكیك نفت از گاز كه حجم جدا كننده ثابت است و فشار و سطح مایع آن در حد معینی تنظیم شده ، كم شدن ناگهانی درجه فشار دستگاه كم می شود برای نگه داشتن فشار باید از میزان گاز خروجی آن كم نمود و چون حجم مایع زیاد می شود . سطح مایع نیز بالا خواهد رفت وبرای برگرداندن سطح مایع به حالت اولیه می بایست مقدار مایع خروجی را بیشتر نمائیم . در مورد زیاد شدن حرارت محیط عكس این مسئله نیز صادق است .
در طرح ساختمان یك ظرف جدا كننده ، حداكثر مقدار گاز و نفتی را كه
می خواهند تفكیك كنند در نظر می گیرند و اندازة لوله و شیر خروجی گاز طوری طرح ریزی می شود كه بتواند ده درصد بیش از مقدار حداكثر گاز تفكیكی آن را از جدا كننده خارج نماید ، كه این خود به این دلیل است كه در صورت زیاد شدن درجه حرارت محیط و استفاده از حد اكثر ظرفیت . تفكیك كننده ، بتواند مانع ایجاد فشار بیشتر گردد و عمل تفكیك را دچار اشكال نسازد . در صورتیكه جداكننده ای در حال تفكیك گاز و نفت در حداكثر میزان تعیین شده باشد و ناگهان درجه حرارت محیط كم شود ، مقداری از مولكول های گاز در لوله ای كه نفت را از چاه به ظرف جداكننده هدایت می كند به مایع تبدیل شده و در نتیجه حجم مایع ورودی به دستگاه تفكیك زیاد شده و بعلت كم شدن مولكول های گاز فشار نیز كم می شود و سطح مایع در دستگاه بالا می رود و چون لوله و شیر خروجی نفت نمی تواند مایع را بیش از حد معین عبور دهد ، سطح نفت تا حدی بالا می رود كه اولاً عمل تفكیك بخوبی انجام نمی گیرد و ثانیاً مقداری از قطرات نفت همراه گاز از لوله خروجی گاز خارج می شود در چنین موردی حتماً می بایست از مقدار نفت ورودی بدستگاه تفكیك كاسته شود .
عملیات بهره برداری كلاً شامل نكات زیر است :
1-چگونگی استفاده از چاههای نفت و وسائل سر چاه
2-عملیات مربوط به لوله های انتقال نفت از سر چاه تا محل دستگاه تفكیك
3-عملیات جداسازی در محل تفكیك و عملیات مربوط به تلمبه ها
4-عملیات مربوط به لوله های انتقال نفت از كارخانه های مختلف تفكیك به خط انتقال اصلی
5-عملیات مربوط به خط انتقال اصلی
6-تلمبه خانه های تقویتی و عملیات مربوط به آنها
فصل دوم
- علل بكاربردن دستگاههای تفكیك
علل بكاربردن دستگاه های تفكیك :
1-بیشتر چاه ها فاصله بسیار زیادی تا محل بارگیری یا پالایش دارند كه گاه این فاصله به صدها مایل می رسد ، لذا انتقال نفت در چنین مسافتی سبب می شود كه یا نفت كمتری به مقصد برسد یا محصول چاه بطور كلی جریان نیابد .
2-اگر نفت كه محتوی گاز با فشار زیاد است قبل از بارگیری وارد مخزن ذخیره شود خطرات زیادی را موجب خواهد شد .
3-مقدار بهره دهی هر چاه قبل از پیوستن به لولة چاههای دیگر می بایست اندازه گیری شود .
4-لازم است گاز و نفت را بطور جداگانه و در محل های مختلف مورد استفاده قرار داد یا بفروش رساند . لذا می بایست یك واحد بهره برداری را جهت جمع آوری نفت تعدادی از چاهها و انجام عمل تفكیك بنا نمود .
محل كارخانه تفكیك داوری انتخاب می شود كه نفت چاه برای رسیدن و وارد شدن به آن حداقل فاصلة ممكنه را طی كند تا بدین ترتیب مقاومت در مقابل جریان كم شده و افت فشار بحداقل ممكنه برسد و از چاه تا سرحد امكان استفاده شود .
سیالی كه از چاه های نفت بهره برداری می شود معمولاً بصورت دو فاز گاز و نفت یا سه فاز گاز و نفت و آب است . باید در نظر داشت كه گاز مورد بحث تحت فشار مخزن بصورت مایع بوده ودر اثر افت فشار مخزن تا سطح زمین از نفت جدا می شود . و این عمل تفكیك در مراحل مختلف ادامه می یابد تا فشار آن نزدیك فشار اتمسفر برسد .
چون هدف اصلی از بهره برداری از این نوع چاهها نفت خالص می باشد بنابراین مواد ناخالص همراه نفت را باید از آن جدا نمود . برای انجام این كار از دستگاه های تفكیك استفاده می شود . معمولاً در دستگاههای تفكیك گاز را از نفت به آسانی می توان جدا نمود ولی آب هنوز همراه نفت در جریان خواهد بود . برای جداكردن آب از نفت از روشهای مخصوصی بنام نمك زدائی (DESALTING PROCESS ) باید استفاده نمود . این دستگاهها اخیراً به عملیات بهره برداری اضافه شده و بطور جداگانه شرح داده است .
فصل سوم
- انواع مختلف دستگاه های تفكیك
- جداكننده های عمودی
- جداكنندة افقی تك مخزنی
- جداكنندة افقی دو مخزنی
- دسته بندی جداكننده ها
- ظروف تفكیك
- جداكننده های NATCO
متعلقات یك جداكننده