Hướng dẫn lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa bình tách chịu áp lực tại mỏ Bạch Hổ
MỤC LỤC
Các phương pháp tách dầu ra khỏi khí
Khi dòng hơi chứa lỏng buộc phải chuyển động theo quỹ đạo vòng với tốc độ đủ lớn, lực ly tâm sẽ đẩy chất lỏng ra xa hơn, bám vào thành bình, chập dính với nhau thành các giọt lớn và lắng xuống dưới nhờ trọng lực. Khi dùng đệm cho các thiết bị tách, người ta thường lưu ý hai điều: các đệm nếu được chế tạo từ vật liệu dòn rất dễ hỏng khi vận chuyển và lắp đặt; các đệm kiểu lưới thép đan có thể bị tắc bít do lắng động Parafin và các vật liệu khác.
Các phương pháp tách khí ra khỏi dầu
Các giải pháp cơ học
Trên đường đầu vào bình tách, thường lắp chi tiết tách khí cơ bản, có tác dụng đưa dòng chất lỏng vào bình với độ rối tối thiểu, phân tán dầu cho khí dễ dàng thoát ra. Nếu để lắng một thời gian đủ lớn, khí tự do sẽ được tách ra khỏi dầu, việc kéo dài thời gian lưu trữ sẽ kéo theo sự gia tăng đường kính hoặc chiều sâu lớp chất lỏng trong bình tách.
Giải pháp nhiệt
Các tấm chắn có đục lỗ và đệm chắn thường dùng để tách khí không hòa tan, nếu kết hợp với rung động nhẹ sẽ tăng thêm hiệu quả tách bọt. Dưới tác dụng của lực ly tâm, dầu nặng hơn nên được giữ lại ở thành bình còn khí chiếm vị trí phía trong của dòng xoáy lốc.
Giải pháp hóa học
Các tấm chắn còn được bố trí trên đường lắng của dầu, sẽ trải chúng thành những lớp mỏng trên đường chảy xuống phần lắng. Tuy nhiên việc tăng chiều sâu lớp chất lỏng sẽ ít đem lại hiệu quả, vì dầu sẽ ngăn cản sự thoát của khí tự do.
Những khó khăn thường gặp trong quá tách dầu khí trong bình tách
Những đĩa trên bề mặt phân cách dầu - khí thuộc phần chứa khí của bình dùng để lọc các hạt chất lỏng từ khí và làm vỡ những bọt còn lại trong khoang chứa khí của bình. Những kiểu bình tách sử dụng trong việc sử lý bọt dầu thô vừa được cải tiến, chúng được sản xuất ở nhiều nơi khác nhau và một số bình được thiết kế cho những ứng dụng riêng.
Phân loại bình tách
Phân loại theo chức năng
Sự tạo thành nước tự do cùng với sự giảm áp suất và nhiệt độ sẽ tạo thành hydrat nếu nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hydrat. Mặt khác khi nước lắng xuống phần dưới của ống làm giảm diện tích chảy của khí và làm rỉ sét đường ống (vì nước là chất gây rỉ mạnh).
Phân loại bình tách theo hình dạng
Nó là khí không cháy được nên nó làm giảm nhiệt lượng của khí tự nhiên và càng nghiêm trọng nếu lượng nước lớn. Có các ống màng dẫn dòng tạo dòng chảy xoáy tròn, nước nặng nhất bị phân bố sát thành ống dẫn do lực ly tâm lớn nhất.
Phạm vi ứng dụng
Bình tách hình trụ đứng
Được lắp đặt ở những nơi mà thể tích chất lỏng có thể thay đổi nhiều và đột ngột như: các giếng tự phun, các giếng gaslift gián đoạn. Đầu vào của các thiết bị sản xuất khác sẽ không làm việc phù hợp với sự có mặt của chất lỏng ở trong khí đầu vào.
Bình tách hình trụ nằm ngang
Sự lắp đặt bị giới hạn về chiều ngang nhưng không bị giới hạn về chiều cao của thiết bị. Sử dụng tại những điểm mà việc áp dụng bình tách hình trụ đứng mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn.
Bình tách hình cầu
Được lắp đặt tại những địa điểm yêu cầu thiết bị tách phải nhỏ và dễ dàng di chuyển tới nơi lắp đặt. Lắp đặt tại những nơi mà hiệu quả để lại từ thiết bị tách hình cầu là cao hơn.
Ưu - nhược điểm của các loại bình tách
Là bình chứa dầu cho bơm thấp áp H5 bơm đi tàu, đồng thời là bình tách thấp áp trong quá trình xử lý dầu, hai bình này có thể làm việc song song hoặc độc lập để chứa dầu thương phẩm. Bình tách C4 là bình tách phân ly, có chức năng giữ lại chất lỏng trong dòng khí trước khi ra đuốc cao áp và đặc biệt chất lỏng xuất hiện trong các tình huống bất thường như: nổ van an toàn các bình tách cao áp. Bình phân ly khí C5 có chức năng giữ lại các hạt chất lỏng trong dòng khí trước khi dòng khí ra đuốc thấp áp và đặc biệt xuất hiện trong các sự cố bất thường như nổ van an toàn tại các bình thấp áp.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số loại bình tách 1. Bình tách cấp 1 có hệ thống thu gom khí sơ bộ
Bình tách có hệ thống thải nước sơ bộ 1. Cấu tạo
Hai khoang này được ngăn cách với nhau bởi các vách ngăn hình cầu số 15 và được liên hệ với nhau qua các thiết bị kết tụ tạo giọt chất lỏng số 14. Chất lỏng bị cuốn theo dòng khí sẽ được giữ lại ở thiết bị số 7, kết dính lại với nhau và chảy xuống khoang lắng số 6 nhờ trọng lực. Do có cấu tạo như vậy, nên quá trình tạo giọt nước xảy ra tuần tự như sau: Các hạt chất lỏng sẽ có kích thước lớn dần do dòng chảy rối, tiếp theo đến các hạt nhẹ kết hợp với nhau để tạo thành giọt lớn và cuối cùng là quá trình phân lớp dưới tác dụng của trọng lực.
Bình tách 2 tầng kiểu xoáy 1. Cấu tạo
Hỗn hợp dầu - khí đi vào bình tách theo phương tiếp tuyến với thành bình, do tác dụng của lực ly tâm dầu sẽ bám vào thành bình, khí ở phần giữa bình. Dầu và khí được tách khỏi nhau và đi vào bình chứa tầng trên, tại đây khí sẽ đi vào bộ phận bẫy các giọt dầu bị dòng khí cuốn theo. Bộ phận thu giữ giọt số 5 giữ các giọt dầu lại, các giọt dầu nhỏ kết dính lại với nhau và lắng xuống dưới, còn khí sẽ qua các vách ngăn dạng nan chớp số 7 và được xả ra ngoài nhờ van điều tiết số 8.
Hệ thống điều khiển, kiểm soát của bình tách 1. Đặc điểm chung
Tín hiệu ở lối ra 11 sẽ truyền đến B qua đường truyền số 18, tín hiệu này sẽ tỷ lệ với mức chất lỏng trong bình tách.Trường hợp lối ra 11 lớn hơn ngưỡng B thì sẽ điều khiển để van số 15 dẫn chất lỏng từ bình NGS tới bình 100m3 hoặc ra tàu chứa. Để tăng hiệu quả tách các bọt khí ra khỏi dầu, cần hướng các lớp mỏng chất lưu theo các mặt phẳng nghiêng (tấm lệch dòng), phía trên có bố trí các gờ chặn nhỏ, đồng thời phải kéo dài đường chuyển động bằng cách tăng số lượng các. Bao gồm các tấm uốn lượn sóng và các tấm đục lỗ sau khi qua bộ phận tách cơ bản ở đầu vào, khí bay lên đi vào chi tiết gồm các tấm lượn sóng song song không đục lỗ, khí sẽ chuyển động theo khe hở giữa các tấm, chiều chuyển động được thay đổi liên tục, dầu sẽ bám dính vào các tấm này, sau đó va đập vào các tấm chắn thẳng đứng có đục lỗ, hướng các giọt dầu chảy xuống phần thu và theo đường ống chảy xuống phần thấp nhất của thiết bị.
Nguyên lý hoạt động của bình tách Bình tách hoạt động theo 4 giai đoạn sau
Bộ chiết sương dạng cánh được cấu tạo từ các tấm thép góc lắp song song. Đỉnh của các tấm này được bố trí hướng lên phía trên, các khe hở được bố trí sao cho dòng khí qua đó chịu va đập, thay đổi hướng, tốc độ chuyển động để tách pha lỏng ra khỏi pha khí. Bộ chiết sương dạng cánh có cấu tạo đơn giản, nhưng hiệu quả tách cao và giá thành hợp lý.
Tính toán cho bình tách
Trong bình tách đứng, cửa vào được đặt ở khoảng 1/3 chiều dài bình tính từ mồi hàn trên đỉnh xuống, khí chảy từ đầu vào qua bình tới đường xả khí phía trên bình. Ngoài ra, yêu cầu về hệ thống lắp đặt này bao gồm cả máy bơm, hệ thống điều khiển áp suất, mức chất lỏng trong bình,… Hình 3.7 là ước tính về diện tích mặt sàn cho các bình tách ngang. Với một lượng sản phẩm dầu - khí biết trước, khi ở áp suất và nhiệt độ bình tách thì chúng được tách thành 2 pha: lỏng - hơi và giữa 2 pha này có sự cân bằng.
CHƯƠNG 4
- Các biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng của bình tách 1. Các biện pháp về mặt kỹ thuật
- Quy trình lắp đặt và vận hành bình tách chịu áp lực C 2
- Quy trình sửa chữa và bảo dưỡng bình tách 1. Quy trình sửa chữa bình tách
Từ việc tính toán bình tách (chiều dài, đường kính, bố trí các thiết bị bên trong của bình tách) tới điều kiện vật lý nơi lắp đặt, áp suất và nhiệt độ vận hành, số bậc tách để đạt hiệu quả tách cao nhất. - Khi áp suất làm việc tăng quá mức cho phép mặc dù các yêu cầu khác trong quy định của quy trình đều đảm bảo thì phải đình chỉ hoạt động ngay lập tức để kiểm tra và có biện pháp điều chỉnh và sửa chữa. Sau đó được dẫn sang bình ủ nhiệt số 4, tại đây nhiệt độ được giữ 70 - 80oC trong 30 phút, lúc này dưới tác dụng của hóa phẩm làm cho độ nhớt và sức căng bề mặt của dầu giảm và Parafin được khử.
Sau khi khắc phục sự cố và trước khi khởi động hệ thống và thiết bị phải được tiến hành giải trừ (Reset) tất cả các van SDV có trong hệ thống, giải trừ các van chặn được điều khiển đóng mở từ xa, các van điều khiển tự động mức chất lỏng và áp suất trong bình từ hệ thống SCADA. Vận hành bình một cách an toàn, theo đúng quy trình của đơn vị: kịp thời và bình tĩnh xử lý theo đúng quy trình của đơn vị khi có sự cố xảy ra, đồng thời báo ngay cho người phụ trách những biểu hiện không an toàn của bình tách.
