Petroliyumda Ayırıcı Nedir: İşlevi, Türleri ve Proses Rolü

Petroliyumda ayırıcı nedir? Bir petroliyum ayırıcısı, kuyu ağzına veya bir toplama istasyonuna yakın monte edilmiş, ham kuyu akışkanını, yani ham petrol, doğal gaz ve üretilen su karışımını, yerçekimi çökeltmesiyle ayrı fazlarına ayıran bir basınçlı kap olup, her birinin doğru şekilde ölçülmesini, işlenmesini ve yönlendirilmesini sağlar. İki ana sınıfı vardır: gazı sıvıdan ayıran iki fazlı ayırıcı ve bir savak ve bir arayüz seviyesi kontrolörü kullanarak sıvıyı ham petrol ve üretilen suya ayıran üç fazlı ayırıcı. Konfigürasyonlar dikey veya yataydır, gaz-sıvı oranına ve saha ayak izine göre seçilir ve ana dahili bileşenler akışı kıran bir giriş cihazı, bir çökeltme bölümü, petrol-su arayüzünü ayarlayan bir savak veya hazne ve gazdan sürüklenen sıvıyı sıyıran bir sis çıkarıcıdır. Ayırıcı, kuyu akışkanını satılabilir ürünlere dönüştürmenin ilk adımıdır ve tüm üretim ölçümünün referans noktasıdır.

1. Ayırıcının Yaptığı İş ve Konumu

İşlevi her sahada aynıdır; konumu ve boyutu akışa göre değişir:

• Kuyu Akışını Satılabilir Fazlara Ayırma: Ham kuyu akışkanı, genellikle kum, tortu ve eser kimyasallarla birlikte petrol, gaz ve su girdabı olarak gelir ve ayrılmadıkça işe yaramaz. Ayırıcı, karışımı yeterince uzun süre, tipik olarak 3-10 dakika tutarak gazın yükselmesi ve daha yoğun suyun daha hafif petrolün altına düşmesi için bekletir, ardından her faz kendi çıkışından ayrılır: gaz üstten, petrol savak üzerinden, su haznesinden veya alttan. Ayrım olmadan ölçüm, işlem ve mülkiyet devri olmaz, çünkü karışık bir akış satılamaz. Bu nedenle ayırıcı, üretim hattının başında yer alır ve performansı, fazları ne kadar eksiksiz ayırdığı, kurutucudan mali ölçere kadar aşağı akışta her şeyin kalitesini belirler.
• Kuyu Ağzından Merkezi Tesise Kadar Konumlar: Ayırıcılar birkaç noktada bulunur. Kuyu ağzında veya bir kümede, bir akış hattı ayırıcısı veya test ayırıcısı, ölçüm ve temizleme için bireysel kuyuları işler. Bir toplama istasyonunda, üretim ayırıcıları işlemden önce birleştirilmiş saha akışını işler. Merkezi bir işleme tesisinde, büyük yatay üç fazlı ayırıcılar kurutuculara, tuzdan arındırıcılara ve stabilizatörlere besleme yapar. Su basma operasyonlarında, serbest su giderici önce üretilen suyun çoğunu giderir, böylece işlemci yalnızca emülsiyonu işler. Boyutlandırma ve dahili bileşenler konuma göre değişir, kuyu ağzı ünitesi ani akışları ve kumu görür, merkezi ünite sabit yüksek hacmi görür, ancak prensip, basınçlı kapta yerçekimi çökeltmesi, her yerde aynıdır.
• Tüm Üretim Ölçümünün Referansı: Fazların ilk kez belirginleştiği yer ayırıcı olduğu için, sahanın ölçüldüğü yer de burasıdır. Bir test ayırıcısı veya test manifoldü, bireysel kuyuların gaz-petrol oranını, su kesimini ve petrol yoğunluğunu ölçer, bu da rezervuarın ve tahsisin nasıl anlaşıldığını gösterir. Aşağı akışta yer alan her sayının doğruluğu, ayırıcının işini yapmasına bağlıdır, çünkü petrol çok fazla su ile ayrılırsa, temel tortu ve su okuması (%0.5-1'in altında hedeflenir) yanlış olur ve mülkiyet devri tartışmalı hale gelir. Bu nedenle ayırıcı hem bir proses kabı hem de üretim muhasebesini sabitleyen bir cihazdır, bu da dahili bileşenlerine ve seviye kontrolüne bu kadar mühendislik ilgisi gösterilmesinin nedenidir.

2. Ayırıcı Türleri, Dahili Bileşenleri ve Boyutlandırma

Sınıflandırma fazlara ve geometriye göre yapılır:

• İki Fazlı ve Üç Fazlı Karşılaştırması: İki fazlı ayırıcı, gazı toplam sıvıdan ayırır ve çok az veya hiç üretilen su olmadığında veya su işlemenin aşağı akışta yapıldığı durumlarda kullanılır. Üç fazlı ayırıcı, dikey üniteler için bir savak veya yatay üniteler için bir arayüz seviyesi kontrolörü ile kontrol edilen bir sıvı-sıvı arayüzü kullanarak tek bir kapta petrol, gaz ve suyu ayırarak tam işi yapar, su hazne veya alttan çekilir ve petrol savak üzerinden alınır. Üç fazlı kap, ilişkili su bulunan petrol sahalarının (çoğu sahadır) iş gücüdür, çünkü suyu ham petrol işlemcisine göndermek kapasiteyi boşa harcar. Seçim su kesimine göre yapılır: üretilen su birkaç yüzdeden fazla olduğunda, ön uçta üç fazlı ayırma neredeyse her zaman haklıdır.
• Dikey ve Yatay Konfigürasyon: Dikey ayırıcılar kompakttır, yüksek gaz-sıvı oranlarını iyi idare eder ve seviye dalgalanmalarına daha az duyarlıdır, bu da onları kuyu ağızlarında ve dar alanlarda yaygın hale getirir; ayrıca sis gidermede ve köpük idaresinde daha iyidirler. Yatay ayırıcılar, belirli bir çapa göre daha büyük bir çökeltme alanı sunar ve petrol-su emülsiyonlarını ayırmada ve büyük sıvı hacimlerini idare etmede üstündür, bu nedenle merkezi tesislerde hakimdirler. Karşılığında ayak izi ve nakliye vardır: 1-5 m çapında ve 3-10 m uzunluğunda bir yatay kap, dikey bir kap kadar nakliyesi ve yerleştirilmesi zordur. Seçim gaz-sıvı oranına ve su işleme ihtiyacına göre yapılır, dikey gaz açısından zengin, alan kısıtlı hizmetler için ve yatay sıvı açısından zengin, emülsiyon eğilimli hizmetler için kullanılır.
• Dahili Bileşenler: Giriş, Savak, Sis Çıkarıcı: Performans dahili bileşenlerde yatar. Siklonik veya bölme tipi giriş cihazı, gelen akışın momentumunu kırar ve dağıtır, sis çıkarıcıyı ani akışlardan korur. Çökeltme bölümü, faz ayrımı için yerçekiminin tutma süresi boyunca çalışmasına izin verir. Savak veya hazne, petrol-su arayüzünü ve dolayısıyla her iki çıkışın kalitesini ayarlar. Ve tel örgü veya kanat paketi olan sis çıkarıcı, gazdan sürüklenen sıvı damlacıklarını (5-10 mikrometre üzeri, %99.9 verimlilikle) sıyırarak kompresörün veya gaz hattının kirlenmesini önler. Boyutlandırma, API 12J ve ASME VIII'e göre, sıvı fazlar için tutma süresi ve gaz için Souders-Brown denklemi kullanılarak yapılır, akış aralığı boyunca kontrol edilir, böylece kap ilk günden ve düşük akışta çalışır.

Petrol Sahası Ayırıcı Türleri Karşılaştırma Matrisi

Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: İki fazlı ve üç fazlı petrol sahası ayırıcısı arasındaki fark nedir?

C: İki fazlı ayırıcı, kuyu akışını yalnızca gaz ve toplam sıvıya ayırır ve üretilen su ihmal edilebilir olduğunda veya aşağı akışta işlendiğinde kullanılır. Üç fazlı ayırıcı, tek bir kapta tam ayırmayı yapar, dikey bir ünitede savak veya yatay bir ünitede arayüz seviyesi kontrolörü kullanarak sıvıyı ham petrol ve üretilen suya ayırır, suyu hazne veya alttan ve petrolü savak üzerinden çeker. Üç fazlı kap, ilişkili su bulunan (çoğu sahadır) petrol sahaları için standarttır, çünkü suyu ham petrol işlemcisine göndermek kapasiteyi boşa harcar. Seçim su kesimine göre yapılır: üretilen su birkaç yüzdeden fazla olduğunda, ön uçta üç fazlı ayırma neredeyse her zaman haklıdır ve arayüz kontrolü kritik tasarım öğesi haline gelir.

S: Petrol sahası ayırıcıları neden bazen dikey bazen de yataydır?

C: Konfigürasyon, gaz-sıvı oranına ve su-emülsiyon işleme ihtiyacına göre belirlenir. Dikey ayırıcılar kompakttır, yüksek gaz-sıvı oranlarını iyi idare eder, seviye dalgalanmalarına ve köpüğe dirençlidir ve kuyu ağızları ve dar sahalar için uygundur. Yatay ayırıcılar, belirli bir çapa göre daha büyük bir çökeltme alanı sağlar, petrol-su emülsiyonlarını daha iyi ayırır ve büyük sıvı hacimlerini idare eder, bu nedenle merkezi işleme tesislerinde hakimdirler. Yatayın dezavantajı boyut ve nakliyedir, 1-5 m çapında ve 3-10 m uzunluğunda bir kap, dikey bir kap kadar nakledilmesi zordur. Bu nedenle dikey, gaz açısından zengin, alan kısıtlı, ani akış eğilimli hizmetler için ve yatay, sıvı açısından zengin, emülsiyon eğilimli, yüksek hacimli hizmetler için seçilir.

S: Petrol sahası ayırıcısı ne işe yarar?

C: Bir test ayırıcısı, bir kuyunun bireysel performansını, akışını petrol, gaz ve suya ayırıp her birini ölçerek belirler, bu verilerden saha gaz-petrol oranı, su kesimi ve petrol API yoğunluğu gibi rezervuar yönetimi ve üretim tahsisi için kullanılan sayılar elde edilir. Tipik olarak test manifoldunda, herhangi bir kuyuya bağlanabilen ölçülü bir dikey veya yatay ayırıcıdır ve doğruluğu, bir üretim ayırıcısı gibi aynı dahili bileşenlere, giriş cihazına, savak, sis çıkarıcıya bağlıdır. Tüm üretim ölçümünün referansı olduğu için, performansı mülkiyet devrini ve rezervuar kararlarını sabitlemektedir; suyu veya gazı kötü geçirirse, aşağı akıştaki her tahsis sayısı yanlıştır.

S: Bir petrol sahası ayırıcısı nasıl boyutlandırılır?

C: API 12J ve ASME VIII'e göre, iki kritere göre. Sıvı fazlar, petrol, su ve herhangi bir emülsiyonun ayrılması için zaman tanıyarak tipik olarak 3-10 dakika tutma süresi ile boyutlandırılır, bu da kap çapını ve uzunluğunu belirler. Gaz, sıvı taşınmadan önceki maksimum gaz hızını veren Souders-Brown denklemi ile boyutlandırılır, bu da buhar alanı çapını ve sis çıkarıcı seçimini belirler. Kap daha sonra işletme aralığı boyunca, maksimum, normal ve tasarımın %20-30'una kadar düşük akışta kontrol edilir, çünkü yalnızca tepe akışında çalışan bir ayırıcı, sis çıkarıcının yeniden sürüklenme yaptığı düşük akışta başarısız olur. Toplu su genellikle önce serbest su giderici tarafından giderilir, böylece ana ayırıcı ve işlemci yalnızca emülsiyonu işler, bu da gereken boyutu azaltır.