3.6. Выбор оборудования по функциональному назначению

Основными типами технологического оборудования, используемого в схемах подго-

товки нефти, газа и воды, являются:

1. Фильтры;

2. Нефтегазовые сепараторы;

3. Технологические подогреватели;

4. Отстойники нефти;

- 58 -

5. Отстойники воды;

6. Сепараторы газовые;

7. Насосы;

8. Дренажные емкости;

9. Компрессоры;

10. Установки осушки газа и регенерации сорбентов.

Собрать установку по разработанной технологической схеме не представляет труда.

Гораздо сложнее определиться с характеристикой выбираемого оборудования. Проблема

подбора оборудования заключается в отсутствии опубликованных математических моде-

лей, в отсутствии методик расчета производительности технологического оборудования.

Отечественная наука не предложила нам, проектировщикам, надежных методов для

определения производительности таких аппаратов, как фильтры, сепараторы, отстойни-

ки. В эпоху социализма подбор оборудования решался специализированной конструк-

торской организацией. В частности, нефтяное оборудование подбиралось центральным

конструкторским бюро нефтеаппаратуры (ЦКБН) г. Подольск и институтом ВНИ-

Инефтемаш.

Эти организации имели собственную экспериментальную базу, где проводилось мо-

делирование процессов на лабораторных установках. Разработанное ими оборудование

проходило полный цикл испытаний, в процессе которых снимались технологические

характеристики. Полученные результаты давали разработчикам материал для обобщения

и создания критериальных зависимостей для технологического расчета разного рода ап-

паратов и установок. Наработанный таким образом материал представлял "Ноу-Хау"

конструкторской организации. Конструкторы не распространяли наработанные методики

расчета, так как эти методики являлись основным интеллектуальным капиталом кон-

структорской организации.

С переходом к капиталистическому способу производства резко сократились объемы

конструкторских разработок, так как заказчики не желают платить за разработку нового

оборудования. Комплектация установок подготовки нефти производится по образу и по-

добию ранее разработанных установок, несмотря на различие в свойствах добываемой

продукции. Проектировщики оказались без методик для выбора оборудования.

Надо отдать должное наследию конструкторских организаций. Ими разработаны ря-

ды типовых конструкций, ОСТы, ГОСТы, в которых можно найти технологические ха-

рактеристики оборудования в зависимости от их технических характеристик (объема,

диаметра, поверхности и т. д.) В настоящее время эти данные являются единственным

источником получения информации об эффективности работы аппаратов для подготовки

нефти.

Наряду с оборудованием заводской поставки проектировщикам приходится разраба-

тывать трубные узлы, имеющие определенное технологическое назначение, отличное от

транспортной функции. Например, УПОГи (устройства предварительного отбора газа),

ламинизаторы, турбулизаторы (трубные устройства для разделения эмульсии или для

смешения ингибитора с основным потоком в трубопроводе), расширительные камеры

для сепарации газожидкостной смеси в трубопроводе. По этим устройствам опубликован-

ных методов расчета не существует, хотя представители науки считают [10], что ими раз-

работана внутритрубная технология подготовки нефти. Отдельные устройства, успешно

решающие технологические задачи, реализованы в натуре, но воспроизвести их на других

объектах практически невозможно, потому что нет методов расчета.

Рис. 3.6. Модель расширительной камеры

Рассмотрим методику расчета расширительной камеры, которую можно найти в литера-

турных источниках по промысловой технологии.

На рис. 3.6. представлена модель расширительной камеры, которая часто использует-

ся для отделения капельной жидкости от газа в трубопроводах. В качестве физической

основы разделения авторы предлагают следующую: в трубопроводе, подходящем к

расширительной камере, отделяемая капля жидкости находится у его верхней образую-

щей. Капля имеет продольную скорость движения, равную средней скорости газа в тру-

бопроводе. В расширительной камере, двигаясь по инерции слева направо, капля начина-

ет свободное падение под действием сил гравитации. Линейный размер камеры опреде-

ляется вертикальным перемещением капли за время перемещения от входа в камеру до

среза выходной трубы.

Представленная методика не лишена логики, однако возникает вопрос, если капля в

расширительной камере падает под действием сил гравитации, каким образом она оказа-

лась в трубопроводе у верхней образующей?

В соответствии с теорией градиентно-скоростного поля [11] ось динамического рав-

новесия частиц, имеющих плотность больше плотности дисперсионной среды, в потоке

находится ниже оси трубопровода и наоборот, для частиц с плотностью меньше плотно-

сти дисперсионной среды место положения оси динамического равновесия находится

выше оси трубопровода. Указанные здесь условия относятся к диспергированным пото-

кам.

Если структура потока расслоенная, то строительство расширительной камеры не

имеет смысла. Поток в трубопроводе уже разделился в соответствии с плотностью его

компонентов, тяжелая фаза находится у нижней образующей, легкая – у верхней. В таком

случае нет необходимости проводить отделение капель жидкости от газа.