TIỂU LUẬN TRÌNH bày NHỮNG nội DUNG cơ bản của QUÁ TRÌNH xử lí sản PHẨM KHAI THÁC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN THIẾT BỊ DẦU KHÍ VÀ CƠNG TRÌNH - KHOA DẦU KHÍ – TIỂU LUẬN TRÌNH BÀY NHỮNG NỘI DUNG CƠ BẢN CỦA Q TRÌNH XỬ LÍ SẢN PHẨM KHAI THÁC Mơn học GV hướng dẫn Lớp Nhóm thực SV thực : : : : : : : Thiết bị xử lí sản phẩm khai thác Triệu Hùng Trường DCDKTB63 Nhóm 1, Nguyễn Đức Minh 1821010041 2, Vũ Văn Tuấn 1821010110 3, Trần Minh Huấn 1821010119 Hà Nội , 1/2022 download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1, Tính cấp thiết đề tài 2, Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3, Nội dung đề tài , vấn đề cần giải 4, Phương pháp nghiên cứu .6 Chương : Khái niệm chung .7 1.1, Khái niệm chung công tác thu gom chất lưu khai thác 1.2, Khái niệm chung công tác xử lý chất lưu khai thác Chương : TRANG THIẾT BỊ VÀ CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG THU GOM , XỬ LÝ SẢN PHẨM KHAI THÁC 2.1, Thiết bị công nghệ 2.2, Thiết bị vận chuyển .9 2.3, Thiết bị phụ trợ 10 2.4, Lưu giữ chất lỏng tạm thời .10 2.5, Trang bị đo kiểm 11 2.6, Các hệ thống kiểm soát tự động 11 Chương : CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH PHA VÀ XỬ LÝ SẢN PHẨM KHAI THÁC 12 3.1, Các phương pháp tách dầu – khí – nước ( tách pha ) 12 3.1.1, Các phương pháp tách pha dầu 12 3.1.1.1, Phương pháp học .12 3.1.1.1.1, Cơ chế tách trọng lực 12 3.1.1.1.2, Cơ chế va đập 13 3.1.1.1.3, Cơ chế thay đổi hướng tốc độ chuyển động .13 3.1.1.1.4, Cơ chế tách sử dụng lực ly tâm 13 3.1.1.1.5, Cơ chế đông tụ 13 3.1.1.1.6, Cơ chế thấm .13 3.1.1.2, Phương pháp nhiệt 14 3.1.1.3, Phương pháp hóa học 14 3.1.1.4, Phương pháp điện 15 3.2, Các phương pháp xử lý sản phẩm khai thác 16 3.2.1, Xử lý dầu .16 3.2.1.1, Các biện pháp phá nhũ 16 3.2.1.2, Các biện pháp khử nhũ 17 3.2.1.2.1, Khử nhũ phương pháp nhiệt 18 3.2.1.2.2, Phương pháp khử nhũ tương hóa chất 18 3.2.1.2.3, Phương pháp kết lắng nhờ trọng lực .19 3.2.1.2.4, Phương pháp điện trường – Electrostas coalescer 21 download by : skknchat@gmail.com 3.2.1.2.5, Phương pháp khử nhũ lực ly tâm 23 3.2.1.3, Xử lí nhũ tương dầu nước 23 3.2.1.4, Xử lý nhũ tương nước dầu 23 3.2.1.5, Khử muối dầu thô 24 3.2.1.5.1, Khái niệm 24 3.2.1.5.2, Quy trình khử muối 25 3.2.1.6, Xử lý tách dầu thể nhũ tương nước thải nhiễm dầu phương pháp vi sóng điện tử phương pháp tuyển 26 3.2.1.6.1, Phương pháp vi sóng điện tử 26 3.2.1.6.2, Phương pháp tuyển 27 3.2.2, Xử lý khí .28 3.2.2.1, Kỹ thuật hấp thụ lỏng .28 3.2.2.2, Kỹ thuật hấp phụ rắn 29 3.2.2.3, Công nghệ dung máy nén ( nén làm lạnh ) 29 3.2.2.4, Công nghệ tách lạnh .30 3.2.2.5, Công nghệ dung máy lọc phân tử 30 3.2.2.6, Q trình hấp phụ cho xử lý khí thiên nhiên 30 3.2.2.6.1, Loại bỏ nước khỏi khí thiên nhiên 30 3.2.2.6.2, Loại bỏ hydrocacbon khỏi khí tự nhiên 31 3.2.2.6.3, Nito ( N2) loại bỏ khí tự nhiên 32 3.2.2.7, Cacbon Dioxide ( CO2 ) loại bỏ khí tự nhiên 34 3.2.3, Xử lý nước thải .35 3.2.3.1, Nước thải nhiệm vụ xử lý 35 3.2.3.2, Các biện pháp phá nhũ thuận 36 3.2.3.3, Các mục đích khác 36 Chương : THIẾT BỊ TÁCH PHA VÀ XỬ LÝ DẦU KHÍ 37 4.1, Tìm hiểu chung thiết bị tách pha 37 4.1.1, Khái niệm đặc điểm chung 37 4.1.1.1, Khái niệm .37 4.1.1.2, Đặc điểm chung 37 4.1.2, Phân loại thiết bị tách 38 4.2, Tìm hiểu hệ thống thiết bị tách xử lý sản phẩm khai thác .39 4.2.1, Bình tách cấp 39 4.2.2, Bình tách cấp 39 4.2.3, Bình tách cấp 40 4.2.4, Bình tách pha dạng đứng 40 4.2.5, Bình tách pha dạng ngang 41 4.2.6, Bình tách pha dạng cầu 42 4.2.7, Bình tách chiết khí Degasser .43 4.2.7.1, Khái niệm 43 4.2.7.2, Phân loại 44 download by : skknchat@gmail.com 4.2.7.3, Lắp đặt khử khí .45 4.2.7.4, Những nguy tiềm ẩn thường gặp biên pháp khắc phục máy khử khí chân khơng 45 4.2.8, Máy tách bùn khí .47 4.2.9, Bình đo .49 4.2.10, Bình khử nhũ tương 49 4.2.11, Bình chiết sương ( Scrubber ) 51 4.2.12, Các thiết bị khác 51 4.2.12.1, Bộ khử Cacbon 51 4.2.12.2, Các phần chức thiết bị phân tách khí lỏng .52 4.2.12.3, Máy tách xyclon 54 4.2.13, Slugcatcher .55 4.2.13.1, Khái niệm 55 4.2.13.2, Phân loại 55 4.2.13.3, Một số VD làm việc slugcatcher nhà máy xử lý Dinh Cố 57 4.2.14, Bình tách có hệ thống thải nước sơ 58 4.2.15, Bình tách pha hai tầng kiểu xốy .59 4.2.16, Bình tách pha bậc cuối .60 Tài liệu tham khảo 61 download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Sơ đồ nguyên lý bể kết lắng điển hình 20 Hình 2: Sơ đồ xử lý dầu phương pháp điện trường .22 Hình 3: Quá trình phá vỡ nhũ tương dầu nước 24 Hình 4: Một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách dầu phương pháp sóng vi điện tử .27 Hình 5: Cơ chế phá hệ nhũ hóa phẩm 27 Hình 6: Biểu diễn giản đồ ngưng tụ mao quản 31 Hình 7: Giản đồ chu trình hấp phụ chất hấp phụ đơn 32 Hình 8: Giản đồ trình hấp phụ chọn lọc kích thước 33 Hình 9: N tổng quát2/ CO2 - đẳng nhiệt cho chất hấp phụ Cổng phân tử 35 Hình 10 : Cấu tạo chung bình tách dầu khí dạng thẳng đứng 40 Hình 11 : Sơ đồ nguyên lý bình tách pha hình trụ nằm ngang .41 Hình 12 : Bình tách hình cầu pha 42 Hình 13 : Hình ảnh bình chiết Degasser 43 Hình 14 : Ngun lí hoạt động máy khử khí degasser 44 Hình 15 : Chất lỏng đồng ống khoan 47 Hình 16 : Đường ống đến từ thiết bị tách bùn-khí 48 Hình 17 : Cửa xả bùn thiết bị tách bùn-khí .49 Hình 18 : VIEC- kết hợp tĩnh điện bên tàu .51 Hình 19 : Thiết bị phân tách khí lỏng dạng ngang 53 Hình 20 : Thiết bị phân tách khí-lỏng dạng đứng 54 Hình 21 : máy tách xyclon hình trụ (CCS) 55 Hình 22 : slugcatcher dạng bình 56 Hình 23: Slugcatcher dạng ống (Slugcatcher Finger) 56 Hình 24 : Slugcatcher dạng Parking Loop .57 Hình 25 : Bình tách có hệ thống thải nước sơ 58 Hình 26 : Bình tách tầng kiểu xoáy 59 Hình 27 : Bình tách bậc cuối 60 download by : skknchat@gmail.com MỞ ĐẦU 1, Tính cấp thiết đề tài Dầu mỏ nguồn lượng chiến lược quan trọng , giá trị dầu mỏ ảnh hưởng mạnh mẽ đến phát triển kinh tế toàn giới Riêng Việt Nam , cơng nghiệp dầu khí ngành cơng nghiệp mũi nhọn , đóng vai trị khơng thể thiếu kinh tế quốc dân Tại Việt Nam giới , hệ thống thiết bị thu gom , xử lí vận chuyển dầu khí từ giàn khai thác ln đóng vai trị vô quan trọng Hệ thống đảm nhiệm chức thu gom xử lí tách tạp chất trộn lẫn dòng chất lưu để tạo dòng sản phẩm cuối : dầu thương phẩm, khí đồng hành nước khai thác…để cung cấp nguồn lượng nhiên liệu cho thị trường Ngoài việc áp dụng hợp lí quy trình vận hành hệ thống thu gom xử lí cơng tác khai thác dầu khí yếu tố để nâng cao hiệu suất khai thác Một nhiệm vụ quan trọng công tác vận hành hệ thông thu gom xử lý sản phẩm khai thác hoàn thiện quy trình vận hành đồng thời đưa phương pháp xử lý lỗi thiết bị để tránh cố trình vận hành ,nâng cao chất lượng tăng hiệu làm việc thiết bị Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài trình bày nội dung trình xử lý sản phẩm sản khai thác (từ qua đầu giếng đến bán cho khách hàng) Trong trọng tậm trình xử lý sản phẩm khai thác Nội dung đề tài, vấn đề cần giải Đề tài tập chung nghiên cứu nội dung sau: - Khái niệm chung hệ thống thu gom xử lý sản phẩm khai thác; - Các chức hệ thống thiết bị thu gom xử lý sản phẩm khai thác; - Các phương pháp thiết tách pha; - Các phương pháp thiết bị xử lý dầu -khí Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tổng hợp, thu thập phân tích tài liệu - Phương pháp lý thuyết, sử dụng kiến thức trình thu gom xử lý sản phẩm khai thác để có nhìn tổng quan cụ thể hệ thống , chức phương pháp sử dụng việc xử lý sản phẩm khai thác download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG : KHÁI NIỆM CHUNG 1.1, Khái niệm chung công tác thu gom chất lưu khai thác Chất lưu khai thác sau khỏi miệng giếng hỗn hợp khí lỏng rắn : Dầu khí, nước, cát bẩn Khí dầu phần thể tự do,một phần hòa tan Cách chất lưu cần tách-lọc, gom chúng lại cần xử lí đạt tiêu chuẩn thương mại môi sinh Như vậy, nhiệm vụ thu gom miệng giếng, tách khí lỏng, xử lí pha, thơng qua việc đo lường để kiểm sốt làm việc giếng chất lượng sản phẩm thô Yêu cầu đặt cho công tác thu gom giảm lượng thất bay rị rỉ Tách pha khí lỏng phải triệt để (tách sâu) làm chất lưu đầu-khí-nước đạt tới giá trị thương mại tiêu chuẩn môi sinh cao Công tác thu gom phải trải rộng phạm vi toàn mỏ nên đòi hỏi phải giảm thiểu nhân lực vận hành chi phí sắt thép, địi hỏi mức độ tự động hóa cao Mặt khác, thành phần chất lưu suốt đời thay đổi liên tục số lượng khơng cố định Vì vậy, phải hạch định cho q trình vận hành hốn cải hệ thống Hệ thống triển khai theo thiết kế thu gom dự án phê duyệt, chi phí tương đương với chi phí cho thiết kế mở vỉa Sơ đồ hệ thống bị tri phối áp suất làm việc miệng giếng, thành phần HC,điều kiệ địa hình,khí hậu,thủy văn vùng mỏ Hành trình chất lưu hệ thống thu gom cụ thể sau : sản phẩm từ miệng giếng chảy tới miệng giếng đầu nguồn, thường gọi trạm táchđo Tại đây, HC lỏng khí tách riêng (tách hai pha), chất lỏng có nhiều nưc phải tách pha : khí , dầu, nước Việc tách pha có mục đích kiểm sốt làm việc giếng Các pha sau tách kiểm định cách cẩn thận số lượng cho ta biết lưu lượng pha, tỉ lệ lỏng khí Rp, độ ngậm nước dầu So sánh số liệu với số liệu dự báo theo thiết kế để phán đốn tình trạng giếng để có giải pháp kịp thời, chẳng hạn suy giảm lưu lượng dầu, gia tang tỉ lệ khí độ ngậm nước Nếu phù hợp với quy luật dự báo giếng vận hành bình thường Khi tỉ lệ khí, nước thay đổi đột ngột, sản lượng dầu giảm tới giới hạn thấp dấu hiệu dòng chảy từ vỉa vào đáy giếng gặp phải bất lợi Chẳng hạn tỉ lệ nước tang vọt nước đánh thủng phần đáy giếng, cịn tỉ lệ khí tang đột ngột trước hết dự báo áp suất mỏ thấp nhiều giá trị bão hòa, biệt xuất mũ khí phụ phần ống lọc download by : skknchat@gmail.com bị khí đánh thủng Sự suy giảm lưu lượng dầu áp suất vỉa giảm mức độ nhiễm bẩn vùng cận đáy có giá trị cao Khi phát giếng làm việc khơng bình thường ta điều chỉnh lại chế độ khai thác Thay đổi lưu lượng, thay đổi giá trị giảm áp thông qua việc điều chỉnh áp suất miệng giếng Từ trạm đầu nguồn, chất lưu chuyển chạm trung tâm Tại thực trình tách pha sâu với áp suất thấp Đồng thời, tiến hành sử lí sơ pha khí, nước Do áp suất tách thấp nên vận chuyển chất lỏng khỏi trạm phải dùng tới máy bơm Cuối cùng, chất lưu chuyển trạm cuối để xử lí pha cách triệt để Đồng thời phải lưu giữ chất lưu lỏng để chờ xuất Chất lưu trước vào lưu trữ trước suất phải đo kiểm cách xác số lượng chất lượng (các thơng số vật lí thành phần tạp chất) 1.2, Khái niệm chung công tác xử lí chất lưu khai thác Sau tách pha ta thu khí dầu đơi nước , chất lưu chưa tinh khiết nghĩa chất lưu chưa đạt tới tiêu chuẩn thương phẩm môi sinh , cần phải tiến hành làm chất lưu gọi trình xử lý chất lưu khai thác Xử lý pha tách trước xuất cất chứa thải mơi trường cách an tồn : + Đối với pha khí: sau khỏi thiết bị tách sơ mang theo thành phần nặng (từ Propan trở lên), mang theo nước khí chua : H2S, CO2… Do cần phải tiếp tục xử lý để thu hồi dầu ngưng tụ, tách nước ngưng tụ để đạt chất lượng khí thương phẩm trước đưa vào đường ống vận chuyển bờ sử dụng trực tiếp phần khí để phục vụ cho q trình khoan khai thác giàn + Đối với pha nước: Sau tách sơ khỏi dầu lẫn lượng định tạp chất, trước thải mơi trường bên ngồi tái sử dụng để ép vỉa cần phải tiếp tục xử lý để loại bỏ tạp chất này, đảm bảo tiêu chuẩn yêu cầu + Đối với pha dầu: Tiếp tục xử lý để tách nước, tách khí, tách muối tạp chất học đạt tiêu chuẩn dầu thương phẩm, sau sản phẩm xuất download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG : TRANG THIẾT BỊ VÀ CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG THU GOM , XỬ LÝ SẢN PHẨM KHAI THÁC Để đảm bảo nhiệm vụ thu gom, xử lý phạm vi nội mỏ phải có trang thiết bị để thực q trình cơng nghệ, thu gom, vận chuyển dụng cụ đo lường thiết bị bổ trợ 2.1: Thiết bị công nghệ Đảm nhận việc tách pha lỏng- khí xử lý chất lưu, thiết bị thường gọi bình tách, thiết bị áp lực, thơng số áp suất H độ Nhiệm vụ tách khí tự khỏi dầu tách lỏng nói khỏi theo nguyên lý học vật lý Trường hợp cần tách nước sử dụng nguyên tắc phân ly trọng lực Chất lưu sau tách lẫn tạp chất tồn dạng nhũ tương hạt (hoặc bọt) tạp chất có kích thước cỡ 10^-3 - 10^-5 cm lẫn chất lưu liên kết với chất lưu áp suất phân tử nên cần phải tiếp tục gạn chúng Quá trình xử lý (làm sạch) tạp chất việc khử nhú, với chất lưu lỏng tiến hành bể (bồn) cơng nghệ với kỹ thuật hóa, vật lý, học Với chất lưu khí , việc làm tiến hành tháp hấp phụ hấp thụ, máy nén, thiết bị lọc phân tử, tháp ổn định 2.2: Thiết bị vận chuyển Đảm bảo lưu chuyển chất lưu phạm vi nội mỏ bao gồm máy bơm, máy nén khí HC hệ thống đường ống cơng nghệ Khi lượng thân dòng chất lưu (thế năng, động năng) cạn kiệt khơng thể “tự chảy” cần dùng thiết bị bơm-nén để tiếp sức Hai loại bơm, nén phổ biến piston ly tâm: - Loại piston thuộc loại thể tích, dùng cho chất lưu có độ nhớt cao, có lẫn tạp chất sử dụng cần áp suất cao (tới 200-300 atm) lưu lượng thấp - Loại Bơm-nén ly tâm, dùng cho chất lưu có độ nhớt thấp, tạp chất học phù hợp với yêu cầu lưu lượng cao, áp suất thấp (cỡ 100 atm) Hệ thống ống công nghệ, hệ thống ống nội mỏ, phục vụ cho q trình cơng nghệ tạo mạng lưới phức tạp, đa dạng với tổng chiều dài lớn, khác biệt chức năng: thu gom, phân phối với loại chất lưu chịu nén không chịu nén - Ống thu gom: Tập hợp chất lưu dầu-khí nước khai thác từ giếng Trong ống thu gom dầu, khí có đường kính từ 250-350mm, cịn ống gom nước có đường kính lớn hơn, đạt 800-1000 mm - Ơng phân phối: thường hệ thống cung cấp khí nén cho giếng phun nhân tạo, cung cấp nước, khí cho giếng bơm ép để trì áp suất via download by : skknchat@gmail.com 10 Đường ống chuyển tải nhiều chất lưu khác , với mục đích tính toán thủy lực chia làm loại : chất lưu không chịu nén , chất lưu chịu nén chất lưu chịu nén nhẹ 2.3, Thiết bị phụ trợ Có nhiệm vụ hỗ trợ cho việc vận hành thiết bị công nghệ Tạo điều kiện thuận lợi để q trình cơng nghệ đạt hiệu suất cao, chẳng hạn thiết bị kiểm soát nhiệt độ, nồng độ hóa chất a) Thiết bị kiểm sốt nhiệt q trình cơng nghệ : Tùy theo loại chất lưu, q trình xử lý địi hỏi tăng giảm nhiệt độ - Thiết bị gia nhiệt : Thường cần thiết cho trình xử lý dầu, nước với mục đích giảm độ nhớt dầu để giảm sức căng bề mặt pha phân tán - Thiết bị giảm nhiệt : Thường cần thiết cho trình xử lý để tạo ngưng tụ pha lỏng hạ thấp nhiệt độ dòng dầu sau xử lý - Hiệu ứng Jun-Thomson giãn nở không trao đổi học, giãn nở Entanpy số, sử dụng nhiều kết cấu đơn giản, chi phí Khi lượng khí dầu (đồng hành) nhiều dùng máy lạnh học dùng hệ thống giẫn nở tuabin, tức giãn nở sinh công b) Máy bơm định lượng: Thường dùng để cung cấp hóa chất, phụ gia cần thiết cho q trình xử lý Là máy bơm piston có cơng suất bé, cho lưu lượng xác Các phận khối thủy lực thường phải dùng vật liệu chịu hóa chất sứ-gốm-composit c) Máy nén khơng khí bơm dầu thủy lực: Cung cấp khơng khí dầu thủy lực ( gọi dầu Ben) để thực việc vận hành từ xa khớp nối trục, van ống dẫn 2.4, Lưu giữ chất lỏng tạm thời Trong hệ thống thu gom, chất lưu lỏng dầu thơ, khí ngưng tụ cần lưu giữ tạm thời thời gian tính ngày bồn chứa trước lúc bơm Tại trạm thu gom đầu nguồn trung tâm áp suất chất lỏng thấp tới mức tự chảy cần phải dùng đến máy bơm phải có bốn chứa, thu nhận liên tục đồng chất lỏng từ bơm đi, thể tích bồn chứa thường 50, 100, 200 m tùy theo công suất trạm Áp suất bồn trì từ 3-5at, đầu cịn có khí hịa tan việc tách thực hiện, ta gọi bồn chứa-tách Tại trạm cuối nguồn, để cất chứa dầu thương phẩm phải dùng nhiều bôn chứa tập hợp thành kho đủ sức lưu giữ sản phẩm mỏ thời gian vài ba ngày Áp suất bể chứa thường có giá trị chân khơng để đảm bảo tích khí tuyệt đối download by : skknchat@gmail.com 50 - Các cặp điện cực cung cấp lượng cung cấp nguồn cấp điện áp thấp từ thẻ tần số VIEC bên chuyên dụng, mang lại độ tin cậy độ bền tuyệt vời Hình 18 :VIEC- kết hợp tĩnh điện bên tàu • Lợi ích - Nâng cao hiệu phân tách thiết bị liên kết tĩnh điện VIEC cung cấp - Tăng sản lượng / khử cổ chai - Hàm lượng nước giảm giai đoạn trước - Cung cấp điều kiện đầu vào ổn định dự đốn cho thiết bị quy trình hạ nguồn - Cải thiện độ mạnh q trình tách • Các ứng dụng - Liên kết / tăng cơng suất vào thiết bị phân tách sản xuất có - Để tách dầu nặng, có độ nhớt cao - Để khử muối giảm lượng nước dòng dầu - Để tách dầu nhẹ download by : skknchat@gmail.com 51 - Xử lý lại quy trình ngược dòng - Phá vỡ nhũ tương/ khử tắc nghẽn 4.2.11, Bình chiết sương (Scrubber) Bình chiết sương (Scrubber) thiết bị phân tách hai pha thiết kế để thu hồi chất lỏng đưa qua từ cửa khí thiết bị phân tách sản xuất để hứng chất lỏng ngưng tụ làm mát giảm áp suất Tải chất lỏng máy lọc nước thấp nhiều so với tải trọng máy tách Các ứng dụng điển hình bao gồm: đầu nguồn thiết bị khí máy nén bị hư hỏng, phá hủy làm tác dụng chất lỏng tự do; hạ lưu thiết bị làm ngưng tụ chất lỏng từ dịng khí (chẳng hạn làm mát); đầu nguồn thiết bị khử khí hiệu quả, bị hỏng bị phá hủy bị nhiễm hydrocacbon lỏng; ngược dòng lỗ thông cửa xả Máy chà sàn đứng sử dụng phổ biến Máy lọc ngang sử dụng, giới hạn khơng gian thường dẫn đến việc sử dụng cấu hình dọc Bình triết sương tiếp nhận khí tách cấp tách Tại đây, dầu dạng sương pha khí chiết tách đưa quay trở lại bình tách cấp tương ứng Khí khơ (sạch) đưa vào hệ thống thu gom chung nén cao áp Khí nén cao áp vận chuyển bờ sử dụng để khai thác giếng phương pháp gaslift, để bơm ép mũ khí mục đích khác 4.2.12 Các thiết bị khác 4.2.12.1, Bộ khử cacbon khử khí - Phần nhà máy DM chủ yếu đưa vào biện pháp kinh tế Bộ khử cacbon khử khí có lợi cho phần hệ thống nơi chúng lắp đặt Nước thải đến từ thiết bị trao đổi cation - Nước đầu từ trao đổi cation tách thành giọt nhỏ vòi phun khay khử cacbon Sau đó, nước phép chảy qua luồng khơng khí chảy ngược chiều Bằng cách này, axit cacbonic nước thải đầu cation phân ly thành nước CO2, tách khỏi nước dịng khơng khí thổi cưỡng quạt gió Điều làm giảm gánh nặng trao đổi anion download by : skknchat@gmail.com 52 CO2 loại bỏ đến giới hạn chấp nhận 10–20 ppm Vấn đề nhỏ phương pháp nước thải từ máy khử cacbon bão hịa với oxy - Trong khử khí chân không, hiệu việc loại bỏ CO2, trình khác chút Các giọt nước phép qua cột đóng gói hoạt động điều kiện chân khơng Khí Cacbon Điơxít loại bỏ khỏi nước áp suất riêng phần giảm chân khơng giảm Việc loại bỏ CO2 thực mức> ppm Ưu điểm bổ sung máy khử khí chân khơng phần lớn oxy loại bỏ khỏi nước Vốn chi phí vận hành thiết bị khử khí chân khơng lớn so với thiết bị khử khí thải cưỡng 4.2.12.2: Các phần chức thiết bị phân tách khí-lỏng Bất kể kích thước hình dạng thiết bị phân tách, thiết bị phân tách khí-lỏng chứa bốn phần Các hình minh họa bốn phần phân tách hai đường ngang dọc, tương ứng Hình 19: thiết bị phân tách khí lỏng dạng ngang download by : skknchat@gmail.com 53 Hình 20: thiết bị phân tách khí-lỏng dạng đứng ▪ Bộ chuyển đổi đầu vào : - Dòng đầu vào đến thiết bị phân tách thường hỗn hợp khí chất lỏng hỗn loạn tốc độ cao Do vận tốc lớn, chất lỏng vào thiết bị phân tách với động lượng lớn Bộ chuyển đổi đầu vào, gọi phận phân tách chính, thay đổi đột ngột hướng dòng chảy cách hấp thụ động lượng chất lỏng cho phép chất lỏng khí tách Điều dẫn đến tách biệt "thơ" ban đầu chất lỏng khí ▪ Bộ phận thu gom chất lỏng : - Phần thu gom chất lỏng, nằm đáy bình, cung cấp thời gian lưu cần thiết cần thiết để khí bị theo chất lỏng thoát phần lắng trọng lực Ngồi ra, cung cấp khối lượng đột biến để xử lý sên gián đoạn Mức độ phân tách phụ thuộc vào thời gian lưu cung cấp Thời gian lưu bị ảnh hưởng lượng chất lỏng mà thiết bị phân tách giữ, tốc độ chất lỏng vào bình mật độ chênh lệch chất lỏng Quá trình phân tách lỏng-lỏng đòi hỏi thời gian lưu lâu so với tách khí-lỏng download by : skknchat@gmail.com 54 ▪ Phần giải trọng lực : - Khi dịng khí vào phần lắng trọng lực, vận tốc giảm xuống giọt chất lỏng nhỏ bị vào khí không bị tách chuyển hướng đầu vào bị tách theo trọng lực rơi xuống mặt phân cách khí / lỏng Phần lắng trọng lực có kích thước để giọt chất lỏng lớn 100 đến 140 micron rơi xuống mặt phân cách khí-lỏng giọt chất lỏng nhỏ lại với khí Các giọt chất lỏng lớn 100 đến 140 micron khơng mong muốn chúng làm tải chiết sương đầu phân tách ▪ Bộ chiết sương - Khí rời khỏi phần lắng trọng lực chứa giọt chất lỏng nhỏ, thường nhỏ 100 đến 140 micron Trước khí rời khỏi bình, qua phận kết tụ phận chiết xuất sương mù Phần sử dụng phần tử liên kết cung cấp lượng lớn diện tích bề mặt sử dụng để kết hợp loại bỏ giọt chất lỏng nhỏ Khi khí chảy qua phần tử kết tụ, phải thực nhiều thay đổi hướng Do khối lượng lớn hơn, giọt chất lỏng tuân theo thay đổi nhanh chóng hướng dòng chảy Những giọt va chạm tụ lại phần tử kết tụ lại, nơi chúng rơi xuống phần thu gom chất lỏng 4.2.12.3, Máy tách Xyclon Máy tách xyclon hình trụ (CCS), hoạt động dựa nguyên tắc khả tách giọt tăng cường cách tác động lực hướng tâm ly tâm Lực ly tâm dao động từ lần lực hấp dẫn đơn vị đường kính lớn, đến 2.500 lần lực hấp dẫn đơn vị áp suất nhỏ cao Như Hình, tách ly tâm bao gồm ba phần chính: đầu vào tiếp tuyến nghiêng, đầu chất lỏng tiếp tuyến đầu khí hướng trục Mơ hình dịng chảy liên quan đến xốy kép, với khí xoắn ốc xuống dọc theo tường, sau lên trung tâm Vận tốc xoắn ốc thiết bị phân tách đạt gấp vài lần vận tốc đầu vào Các dạng dòng chảy cho vận tốc hướng tâm hướng tường, làm cho giọt nhỏ bám vào thành mạch chảy xuống đáy thiết bị Các thiết bị thiết kế để xử lý tốc độ dòng chảy chất lỏng từ 100 đến 50.000 bpd với kích thước đường kính từ đến 12 inch download by : skknchat@gmail.com 55 Hình 21: máy tách xyclon hình trụ (CCS) Ngồi thiết bị phục vụ khâu lõi trình thu gom xử lý SPKT, thiết bị phụ trợ khác đảm bảo quá trình thu gom xử lý SPKT đạt hiệu cao như: Slugcatcher sử dụng hỗ trợ bình tách cao áp, thiết bị đo điều khiển mà trình bày phần sau 4.2.13, Slugcatcher 4.2.13.1, Khái niệm Slugcatcher bình đặt cửa đường ống thiết bị xử lý, đóng vai trị thể tích đệm (giảm sóc) để tích Slug lớn gây hệ thống upstream Tại Slugcatcher thực trình tách pha, sau xả có điều khiển thiết bị downstream để đảm bảo an toàn cho hệ thống 4.2.13.2 Phân loại + Slugcatcher dạng bình (Slugcatcher Vessel, Hình 22) Đặc điểm loại là: Hiệu tách cao, đặc biệt việc tách hạt nhỏ Tuy nhiên giá thành loại cao download by : skknchat@gmail.com 56 Yêu cầu: Vessel phải đủ lớn để tích Slug từ đường ống chịu áp suất cao, đặc biệt trình pigging Hình 22 : slugcatcher dạng bình + Slugcatcher dạng ống (Slugcatcher Finger): bao gồm đoạn ống đường kính lớn thay phải dùng vessel để cung cấp thể tích đệm (hình) Vì ống thiết kế dễ dàng để chịu áp suất cao so với bình (vessel), đồng thời giá thành rẻ nên thường ưu tiên lựa chọn Tuy nhiên với số lượng lớn ống để cung cấp đủ thể tích đệm cần diện tích lắp đặt lớn Hình 23: Slugcatcher dạng ống (Slugcatcher Finger) download by : skknchat@gmail.com 57 + Loại parking loop: tổ hợp hai loại Trong vessel dùng để tách khí lỏng finger đóng vai trị thể tích đệm để xả chậm Slug thiết bị xử lý downstream (hình) Hình 24: Slugcatcher dạng Parking Loop 4.2.13.3, Một ví dụ làm việc Slugcatcher nhà máy xử lí khí Dinh Cố Khí ngồi dàn vào nhà máy tiếp nhận Slugcatcher điều kện áp xuất từ 65bar - 109bar (tùy lưu lượng) nhiệt độ 200C đến 300C (tùy theo nhiệt độ môi trường) Hệ thống Slugcatcher hệ thống tách dạng ống, bao gồm hai dãy ống với dung tích dãy 1400m3, thể tích đủ để tiếp nhận slug từ đường ống 16inch đưa xử lí thiết bị hạ nguồn Condensate tách từ slugcatcher thu gom đường ống 36inch đưa bình tách V-03 thơng qua điểu chỉnh mức (LIC-0111A/B, LT0121 A&B) Mức lỏng điều chỉnh cách chọn lựa mức A (mức cao) mức thấp (mức B) thông qua chọn lựa (HS-0111, HS-0121) Khi mức lỏng (SC-01A/B) đạt mức cao (LAHH-0111 LAHH-0121) van đầu vào nhà máy đóng lại, mức lỏng xuống thấp đạt giá trị (LALL-011120121) van (SDV-0111 SDV-0121) đóng lại để tránh tượng lọt khí từ SlugCatcher (V-03) Nước đưa từ Slug Catcher thông qua thiết bị điều khiển mức (ILIC0112 &| 0122) vào bình tách (V-52) (Produced Water Flash Drum), nước làm giảm tới áp suất khí hydrocacbon bị hấp thụ đưa ống thải Sau nước chuyển đến burn pit (ME-52) Trường hợp mức nước thấp, download by : skknchat@gmail.com 58 van (ILV- 0112 & 0122) đóng lại nhằm tránh tình trạng hydrocacbon bị theo Ở chế độ hoạt động bình thường, hai hệ thống SlugCatcher (SC-01/02) họat động để đạt công suất cao thiết bị điều chỉnh (HS-0101) (lowselector), lắp đặt mức chất lỏng hai hệ thống trường hợp hoạt động song song Trong trường hợp cần bão dưỡng sữa chữa hệ thống Slugcatcher trì hoạt động bình thường, hệ thống cịn lại phải cô lập cặp van tay đường khí vào Slugcatcher 4.2.14, Bình tách có hệ thống thải nước sơ Vịi dẫn HH dầu-khí-nước; Thanh rót trải dầu; Khoang tách khí; Van xả tự động; Bộ phận phân dòng; Khoang lắng; Thiết bị bẫy dầu; 8, Các ống xả dầu; 10 Hệ thống tự động xả dầu; 11 Bộ phận thu dầu; 12 Hệ thống tự động xả nước; 13 Bộ phận thu nước; 14 Hệ thống tạo giọt; 15 Vách ngăn; 16 Đường nước vịng trở lại Hình 25: Bình tách có hệ thống thải nước sơ Để tách dầu khỏi nước khí người ta thường sử dụng bình tách pha Đặc trưng dạng bình tách bình có hai khoang: khoang tách khí khoang lắng Hai khoang ngăn cách với vách ngăn hình cầu 15 liên hệ với qua thiết bị kết tụ giọt chất lỏng 14 Sản phẩm từ giếng vào khoang tách theo rót dầu giúp tách khí hồn tồn Khí tách đưa download by : skknchat@gmail.com 59 vào khoang qua van 4, từ khoang khí đưa qua phận bẫy dầu vào đường ống thu gom khí Chất lỏng bị giữ lại qua chảy xuống khoang lắng Nhũ tương dầunước từ khoang qua thiết bị kết giọt 14 vào khoang Chênh lệch áp suất cho phép ≤ 0,2MPa Để q trình phân chia có hiệu người ta đưa thêm nước vào phận 14 Thiết bị 14 làm từ đoạn ống nằm ngang có đường kính tăng dần theo hướng dịng chảy Do cấu tạo nên trình tạo giọt nước xảy sau: hạt chất lỏng có kích thước lớn dần dịng chảy rối, hạt nhẹ kết hợp với thành hạt lớn sau trình phân lớp tác dụng trọng lực Độ dài chung ống (14) khoảng 500m phụ thuộc vào thời gian cần thiết cho nhũ tương dầu tiếp xúc với dòng nước Khoang lắng có thiết bị phân dịng dạng đục lỗ để phân bố nhũ tương khắp khoang lắng, cịn có ống thu gom dầu 11 ống thu gom nước 13 Dầu tách nước nước tự động xả khỏi bình tách nhờ điều chỉnh 10 12 Hai đoạn ống đường hai chế độ tương ứng: bình tách đầy bình tách chưa đầy 4.2.12, Bình tác pha hai tầng kiểu xốy Đầu vào tạo dịng xốy; Thanh hướng dịng; Bình chứa tầng trên; Các rót dầu; Bộ phận thu giữ hạt dầu; Vòi phun; Các vách ngăn dạng nan chớp; Van điều tiết; Thanh kéo; 10 Hệ thống xả dầu; 11 Bộ cảm biến đo mực kiểu phao; 12 Các rót dầu 13 Vách ổn định mực chất lỏng; 14 Bình chứa tầng Hình 26 : Bình tách tầng kiểu xốy download by : skknchat@gmail.com 60 Đối với loại bình này, q trình tách khí khỏi dầu nhờ phận xốy thuỷ lực 1, sau đến trạm rót 12 Q trình tách khí tăng tốc nhờ vịi Hỗn hợp dầu khí vào bình theo phương tiếp tuyến với bình Nhờ lực ly tâm nên dầu tập trung vào thành bình, cịn khí nhẹ tập trungvào phần trung tâm Dầu khí từ bình ngồi theo hai đường riêng biệt nhờ hướng dịng Khí tách giải phóng khỏi dầu, hạt dầu bị thiết bị lưới chặn dầu thu giữ lại 4.2.13, Bình tách pha bậc cuối Hình 27: Bình tách bậc cuối Bộ phận thu phân tán; Hệ thống vòi phun; Lưới kết tụ hạt dầu; Ejector; Thiết bị làm lạnh; Bình tách; Hệ thống tự động xả dầu tách khí; Bộ phận thu giữ hạt dầu Dưới tác dụng vòi phun dầu khuếch tán khoang khí bình tách Các hạt dầu khuếch tán có bề mặt tiếp xúc lớn với khí lại tách khí thêm lần nữa, sau lắng xuống lưới kết tụ chảy xuống Dầu tách khí tự chảy vào bình chứa dầu thương phẩm Khí cao thấp áp từ thiết bị vào thiết bị lạnh vào bình tách Tại xảy trình tách hydrocarbon nhẹ (từ C1 - C4) hydrocarbon nặng (≥C5) download by : skknchat@gmail.com 61 Tài liệu tham khảo 1) 2) 3) 4) 5) arab-oil-naturalgas.com https://www.sulzer.com/en/shared/products/vessel-internal-electrostatic coalescer https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/degassers Tài liệu nhà máy xử lý khí Dinh cố http://www.oilngasprocess.com/ download by : skknchat@gmail.com 62 download by : skknchat@gmail.com 63 download by : skknchat@gmail.com 64 download by : skknchat@gmail.com ... tượng nghiên cứu đề tài trình bày nội dung trình xử lý sản phẩm sản khai thác (từ qua đầu giếng đến bán cho khách hàng) Trong trọng tậm q trình xử lý sản phẩm khai thác Nội dung đề tài, vấn đề cần... quy trình vận hành hệ thống thu gom xử lí cơng tác khai thác dầu khí yếu tố để nâng cao hiệu suất khai thác Một nhiệm vụ quan trọng công tác vận hành hệ thông thu gom xử lý sản phẩm khai thác. .. giải Đề tài tập chung nghiên cứu nội dung sau: - Khái niệm chung hệ thống thu gom xử lý sản phẩm khai thác; - Các chức hệ thống thiết bị thu gom xử lý sản phẩm khai thác; - Các phương pháp thiết