산업용 석유 및 가스 분리기: 공학 원칙, 구성 및 설계 선택

업스트림 생산에서는오일 및 가스 분리기유정을 구성 단계인 오일, 물, 가스로 분할하도록 설계된 고압 용기입니다. 중력 침강 및 제어된 흐름 방식을 활용함으로써 이러한 선박은 탄화수소가 판매 사양을 충족하고 원유의 수분 함량을 최소화하며 가스 흐름에서 액체 이월을 제거하여 다운스트림 파이프라인 및 압축기를 보호합니다.

분리기의 효율성은 충분한 양을 제공하는 능력으로 정의됩니다.보유 시간밀도가 높은 수상은 바닥에 가라앉고, 오일상은 중앙에 머물며, 기체상은 위로 올라갑니다.

분리기는 주로 처리하도록 설계된 유체 단계의 수에 따라 분류됩니다.

• 2상 분리기:Wellstream을 단일로 분리액상(기름과 물의 혼합물) 및기체상. 이는 일반적으로 단수량이 적거나 중앙 집중식 탈수 시설을 하류에서 사용할 수 있는 상류 분야에서 활용됩니다.

• 3상 분리기:우물 흐름을 세 가지 별개의 흐름으로 분할합니다.가스, 석유, 물. 이 장치에는 액체상의 층화를 촉진하기 위한 내부 위어와 배플이 통합되어 자유수와 판매 가능한 오일을 독립적으로 배출할 수 있습니다.

분리기 방향 선택은 GLR(기체-액체 비율), 고형물 함량(모래) 및 생산 시설의 물리적 설치 공간에 따라 결정됩니다.

연속상에서 액적의 분리는 다음에 의해 결정됩니다.스톡스의 법칙. 용기의 크기를 효과적으로 지정하기 위해 엔지니어는 기체상을 통과하는 액체 방울(또는 액체상을 통과하는 기체 기포)의 최종 상승 속도(vp)를 계산해야 합니다.

엔지니어링 규칙:액적 직경(d2)의 제곱은 분리 속도를 나타냅니다. 다음과 같은 내부 구성 요소베인형 미스트 추출기또는합체 매트액적이 충돌하고 성장하도록 설계되어 더 작은 용기 부피 내에서 분리 효율이 기하급수적으로 증가합니다.

방향에 관계없이 모든 고성능 분리기는 특정 내부 하드웨어를 통합하여 흐름 역학을 관리합니다.

• 입구 전환기:유입되는 고속 유정의 운동 에너지를 흡수하는 주요 구성 요소입니다. 이는 가스와 액체의 초기 "대량" 분리를 수행하여 과도한 난류를 방지합니다.

• 중력 정착 섹션:밀도에 따른 층화를 허용하기 위해 유체 속도가 최소화되는 용기의 정지 부피입니다.

• 안개 추출기 (Demister):가스 배출구에 위치한 이 패드(편직 와이어 메쉬 또는 베인 팩)는 미세한 동반 액체 방울을 포착하여 파이프라인 전송을 위해 가스 상태가 충분히 "건조"되도록 합니다.

• 위어 플레이트 및 배플:3상 분리기에 사용되어 별도의 액체 수집 구역을 생성하여 워터 덤프 밸브가 물만 끌어당기고 오일 위어에는 오일만 넘치도록 합니다.

새로운 현장 개발 또는 개조를 위한 선택을 최적화하려면 다음 제약 조건을 평가하십시오.

1. 기체-액체 비율(GLR):높은 GLR 유정은 수직 분리기(빠른 가스 분리)의 이점을 누리는 반면, 낮은 GLR/높은 액체 유정에는 수평 장치(더 긴 체류 시간)가 필요합니다.

2. 고형물 관리:유정에서 상당한 양의 모래가 생성되는 경우 배출 밸브를 막을 수 있는 고형물 축적을 방지하기 위해 모래 분사 노즐이 있는 수직 분리기가 필요합니다.

3. 거품이 이는 경향:거품이 발생하기 쉬운 원유에는 거품 헤드를 붕괴시키는 데 필요한 표면적을 제공하기 위한 수평 분리기가 필요합니다.

GOR이 높은 유정에 대한 분리기 크기를 조정하고 있습니까, 아니면 가스 캐리언더가 발생하는 기존 수평 용기를 최적화해야 합니까?