Тауарлы парк резервуарларының саладағы қызметi мен көлемi.
Мұнай резервуарлары деп - “шикi” және тауарлы мұнайды есепке алу, жинау және аз уақыт ішінде сақтау үшін арналған әр түрлi өлшемдегі ыдыстарды айтады. Бiр жерде шоғырланған резервуарлар тобын резервуарлар паркі деп атайды.
Тауарлы мұнай резервуарлар паркiнің жалпы көлемi кез-келген кен орнының барлық өндiрушi ұңғыларының екi тәулiктiк жоспарлы өндiрілген өніміне тең болуы керек.
Мұнай резервуарларын өртенбейтiн материалдардан - металл немесе темiр бетоннан - тұрғызады. Резервуалар жер асты, жер үстi немесе жартылай көмiлген болып келедi. Мұнайды жинау, сақтау және көлемiн өлшеу үшiн көпшiлiк жағдайларда болаттан жасалған цилиндрлiк резервуаларды қолданады, ал бетоннан немесе темiр бетоннан жасалған резервуарларды сирек қолданады. Кен орынның тауарлық парктерiнде жазық немесе конустық жамылғысы бар, сыйымдылығы 1000-5000 м3 болатын резервуарлар тұрғызылады, резервуарлардың ортасына жамылғы қалқандары (щиттары) тірелетін орталық тiрек орнатылады. Резервуарлардың конус тәрiздес болып келген төбесі жиналған қардың салмағын, яғни сыртқы күштерді, ұстап қалады, ал резервуар ішінде вакуум пайда болған кезде оған қарсы әсер етеді, және қалыңдығы 2,5 мм-ден аспайтын болат жапырақтардан (листтерден) жасалады. Тiк болат резервуарлардың негiзгi мәлiметтерi 9.1 кестеде келтiрiлген.
Тiк цилиндрлi резервуарлар былай жіктеледі :
төменгі қысымдағы резервуарлар, оларды атмосфералық деп те атайды;
понтондары бар резервуарлар;
төбелері қалқымалы келген резервуарлар;
9.1- кесте. Тiк болат резервуарлардың негiзгi мәлiметтерi.
Резервуар түрі |
Нақты көлемі, м3 |
Ішкі белбеу диаметрі, м |
Биіктігі, м |
Металдың меншік- ті шығыны, кг/м3 |
РВС - 1000 РВС - 2000 РВС – 3000 РВС - 5000 РВС - 10000 |
1056 2135 3340 4832 10950 |
12,330 15,180 18,980 22,790 34,200 |
8,845 11,805 11,825 11,845 11,920 |
23,8 20,1 18,9 18,7 19,8 |
Атмосфералық типтi (яғни, төменгі қысымдағы) резервуалардың газ кеңiстiгiндегі iшкi қысымы атмосфералық қысымға жақын, оларға төбесі конус тәрiздес болып келген резервуарлар жатады.
Болаттан жасалған резервуаларды зауытта жасалған элементтер мен дайын рулондық дайындамаларды пайдалана отырып индустриялық құрастыру әдiстерiн қолданып пісіріп-жабыстыру (сваркілеу) арқылы тұрғызады. Резервуардың корпусы сұйықтың гидростатикалық қысымына шыдайтындай етіп есептелген цилиндрлi қап тәрізді болып келеді.
Резервуардың іргесi мен табаны құрылғаннан кейін зауыттан дайын түрде жасалып әкелінген резервуар түбі салынады. Содан соң резервуардың бiрiншi белбеуі пісіріліп-құрастырыла бастайды. Құрастыру жұмыстары жүргізілген кезде шеңбер ұзындығына және геометриялық пiшiнiне тұрақты бақылау жасалып отырады. Резервуардың бiрiншi белбеуінің тік қосылған жерін ультрадыбыспен және гамма–сәулелерін түсіріп тексереді.
Электр өрісінде орналасқан эмульсияны бұзу механизмі. Электродегидраторлар : Құбыр ішіндегі (жолдық) деэмульсация - тиімділігі жоғары деэмульгаторлардың пайда болуымен байланысты кең қолданыс тапты және мұнайды дайындаудың басқа тәсілдерімен бірге қолданылады. Бұл тәсіл бойынша, деэмульгаторды дозалық сораппен мұнай-су қоспасына ұңғы сағасында құбыраралық кеңістікке немесе ТӨҚ (топтық өлшеу қондырғылары) жинау коллекторының басында енгізеді (1 тонна мұнай эмульсиясына 15-20 грамм). Мұнай-су эмульсиясы көтергіш құбырлар бойымен, жеткізу желілерімен және жинау коллекторларымен қозғалуы барысында қарқынды араласып, эмульсияның бұзылуына әкеледі.
Зерттеулер көрсеткендей, құбыр ішіндегі деэмульсацияның тиімділігі келесі факторларға байланысты:
деэмульгатордың тиімділігіне;
эмульсияның араласуының қарқындылығы мен ұзақтығына;
эмульсия құрамындағы су мөлшеріне;
тасымалданатын эмульсияның температурасына;
Практикада байқалғандай, осы аталған факторлардың деңгейі жоғары болған сайын құбыр ішіндегі деэмульсация қарқындырақ жүреді. Мұнай құрамында асфальтендердің болуы және мұнай тығыздығының жоғарылауы құбыр ішіндегі деэмульсацияның тиімділігін едәуір азайтады.
Ұзақ уақыт бойы және қарқынды араласу (Rе>5000) кезінде табиғи эмульгаторлардан тұратын жабын қабаты «броны» бар әрбір су тамшысының бетіне тиімді деэмульгаторлардың (БӘЗ) аз мөлшерінің ғана түсуі - жабын қабатының «бронның» бұзылуына әкеледі (3.4. бөлімін қараңыз). Содан соң судың ұсақ тамшылары коалесцирленіп (қосылып), іріленеді және құбырлар желісінде, тамшы түзгіштер мен тұндырғыштарда мұнайдан бөлінеді. Құбыр ішіндегі деэмульсация суды алдын-ала бөліп шығарып алуды ұйымдастыруға мүмкіндік береді, бұл ұңғы өніміндегі судың құрамы 30%-дан асқанда тиімді.
Гравитациялық суық бөлу (суық тұндыру) – шикізат резервуарларында мұнай құрамындағы қабат суларының мөлшері 60%-дан асқанда және мұнай құрамында табиғи эмульгаторлар болмай, сондай-ақ эмульсиялар тұрақты болмаған жағдайда жүзеге асады. Гравитациялық тұндыру қабат суы мен мұнайдың тығыздықтарының айырмашылығы әсерінен жүзеге асырылады. Гравитациялық бөлу деэмульгаторларды енгізу арқылы немесе енгізбей-ақ жүргізіледі. Мұнайдың резервуарлардағы қыздырусыз бөлінуі бірнеше сағатта өтеді. Эмульсия резервуарларға қабат суының деңгейінен төмен орналасқан арнайы тарату құрылғысы арқылы резервуардың барлық ауданы бойынша тепе-тең жіберіледі, бұл су қабатымен әсерлесетін эмульсияның бетін үлкейтеді және эмульсияның ыдырау процесін жеделдете түседі.
Центрифугалау - арнайы құрылғыларда (центрифугаларда) жүргізіледі, бұл жерде тығыздықтары әр түрлі мұнай мен суды айыру үшін оларда пайда болатын инерция күшін қолданады. Сұйықтың ұсақ тамшыларының басқа сұйықтықта тұнуы Стокс заңына бағынады. (7.15)-теңдеуіндегі еркін түсу үдеуін g инерция күшінің үдеуіне а ауыстырып қолданамыз:
(8.2)
мұндағы ρс және ρм – су мен мұнайдың тығыздығы.
Центрифугадағы инерция күшінің үдеуі келесі өрнектен анықталады:
(8.3)
|
8.1. Сурет. Центрифуга сұлбасы
1-ротор; 2-кабы; 3- сальниктер; 4-центрифуганың білігі; R- центрифуганың радиусы; r0- центрифуга білігінің радиусы.
|
мұндағы ω=2πRn – сұйықтық бөлшегінің шеңберлік жылдамдығы; n–центрифуга айналымының саны; R- центрифуганың сыртқы радиусы.
Айналу осінен r қашықтықта орналасқан бөлшек үшін радиалды лездік жылдамдықты былайша табуға болады:
(8.4)
(8.4) теңдеуін келесі түрде жазайық:
(8.5)
Сол және оң жақтарын интегралдаған соң центрифугадағы су тамшыларының шөгу уақытын табамыз:
(8.6)
Осы уақыт аралығында d диаметрлі су тамшылары толығымен бөлінеді. Центрифугада су-мұнай эмульсияларын бөлу - өте тиімді әдіс, бірақ әлі практикада қолданыс таппаған.
Фильтрация – бұл қиыршықтас, сынған әйнек, ағаш және металл қиындылары және т.б. материалдардан тұратын фильтрлеуші (коалесцирлеуші) қабат арқылы тұрақсыз эмульсияларды өткізіп біріктіру үшін қолданылады.
Фильтрлер көмегімен мұнайды деэмульсациялау селективті (таңдамалы) суландыру принципіне негізделген. Фильтрлеуші заттар келесі талаптарға жауап беру керек:
суланғыштығы жақсы болу керек, соның арқасында су глобулаларының (тамшыларының) фильтрлеуші заттармен ілінісуі және су тамшыларының коалесценсиясына әсер ететін эмульсияның фаза аралық пленкаларының жарылуы жүреді;
ұзақ пайдалану мерзімінде жеткілікті берік болуы керек;
су тамшыларына қарағанда электр заряды теріс болуы керек, бұл су глобулаларының (тамшыларының) қабықшаларынан зарядты алуды және олардың арасындағы тебу күшін жоюды қамтамасыз етеді.
Конструкциясы жағынан фильтрлер коалесцирлеуші элементпен толтырылған колонналы аппарат болып табылады, оның өлшемдері айдалатын эмульсияның көлеміне байланысты. Қыздырылған эмульсия колоннаның төменгі жағынан, ал мұнай колоннаның жоғарғы жағынан шығарылады, ал су төменнен шығарылады. Фильтрация әдісі өздігінен жүретін процесс ретінде қолданылмайды, оны жылухимиялық әдістермен бірге үйлесімді қолданады.