Байков Н.М., Позднышев Г.Н., Мансуров Р.И. Сбор и промысловая подготовка нефти, газа и воды

Подождите немного. Документ загружается.

Объем нефтяных емкостей не должен превышать 20— 30 м3.

Емкость должна быть оборудована замерными стеклами, за

мерным люком, дыхательными клапанами с огневыми прегради-

телями, а также краниками для отбора проб. Вместо емкостей

под давлением целесообразно применять атмосферные емкости.

При использовании емкостей под давлением возникают проб

лемы перекачки газированной нефти, затруднения при кали

бровке счетчиков и взятии проб, а также усложняется работа

средств КИП и автоматики, которые должны быть увязаны

с основным сепаратором. Емкости под давлением применяют

только в исключительных случаях.

Насосы предназначены для подачи нефти из нефтяной ем

кости на горелку для сжигания. В основном для этих целей

применяют двухступенчатые центробежные насосы на давление

I МПа при подаче до 300 м3/сут. Это обусловлено тем, что

основной объем нефти на горелки поступает, минуя насос.

Горелки служат для бездымного сжигания продукции сква

жин в процессе их освоения. Это достигается использованием

большого числа сопел с перепадом давления в них до 0,6—

0,7 МПа, принудительной подачи воздуха и воды, что обеспечи

вает атомарное бездымное сжигание продукции. Горелки также

оборудованы устройствами для создания водяного экрана во

круг пламени для создания безопасных условий для обслужи

вающего персонала при неблагоприятном направлении ветра.

ОСОБЕННОСТИ СБОРА НЕФТИ И ГАЗА

НА МОРСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ

При разработке проекта по размещению эксплуатацион

ного оборудования на платформах для обеспечения безопасной

и эффективной работы, а также для ремонтных работ необхо

димо учитывать ограниченные площади размещения эксплуата

ционного оборудования, по мере уплотнения которого услож

няются проблемы их обслуживания и ремонта и возрастает

в большей степени вероятность создания аварийных ситуаций.

Тем не менее несмотря на ограничения площади платформ

необходимо предусматривать достаточные участки и разрывы:

для обслуживающего и ремонтного персонала; удаления обору

дования от возможных источников воспламенения; для разме

щения противопожарного оборудования и доступа к нему.

Все эти ограничения создают определенные трудности по

размещению эксплуатационного оборудования, однако хорошо

продуманная технологическая схема сбора нефти и газа,

а также выбор соответствующего оборудования и средств КИП

может обеспечить безопасную эксплуатацию морских плат

форм.

Для этой цели всю площадь эксплуатационной платформы

разбивают условно на шесть площадок, в пределах каждой из

20 Э

них размещают только определенные типы оборудования в за

висимости от их функционального назначения и пожароопасно

сти. Эти площадки можно расположить в определенной после

довательности для размещения: устья скважин; нефтеаппара

туры (сепараторов) без нагревателей прямого подогрева;

емкостей для хранения нефти; нагревателей прямого подогрева;

насосно-компрессорного оборудования; жилых помещений для

обслуживающего персонала (табл. 47).

Первую площадку выбирают из условия минимального числа

источников воспламенения и горючих веществ на ней, вторую и

третью — сведения к минимуму источников воспламенения,

четвертую и пятую — сведения к минимуму поступления горю

чих веществ и шестую — из условий обеспечения безопасности

обслуживающему персоналу.

Все шесть площадок с набором соответствующего эксплуа

тационного оборудования могут размещаться как на несколь

ких платформах, так и на одной, при этом обязательным усло

вием также является группировка оборудования по площадкам

в соответствии с табл. 47 и между оборудованием каждой пло

щадки должны быть предусмотрены определенные разрывы или

другие средства защиты.

Площадка для размещения устья скважин. Устье скважин

должно размещаться на доступном месте для проведения работ

по бурению и ремонтных работ, в том месте платформы, которая

по прочностным данным рассчитана на эти виды работ. Пло

щадка для размещения устья скважин должна быть отделена

или защищена от источников воспламенения, горючих веществ,

насосно-компрессорного и другого машинного оборудования,

а также предметов, которые могут падать.

Наибольшие давления бывают именно на устье скважин,

поэтому весьма трудоемки работы по ликвидации открытых

фонтанов. В связи с этим защита площадки устья скважин при

обретает исключительно важное значение, уступающее только

мероприятиям по защите обслуживающего персонала.

Площадка для размещения нефтеаппаратуры без нагревате

лей прямого подогрева. Аппаратура, размещаемая на этой пло

щадке, должна быть отделена или защищена от источников

воспламенения. В многоярусных платформах такую аппаратуру

нельзя располагать без специальной защиты выше или ниже

площадок для размещения нагревателей прямого подогрева.

Площадку для размещения нефтеаппаратуры без нагревате

лей прямого подогрева можно располагать ближе к площадке

устья скважин, так как оба вида оборудования могут быть ис

точниками горючих веществ, но не имеют источников воспла

менения. Так как при нормальной технологической схеме про

дукция скважин из устья поступает непосредственно в сепара

торы, размещение рядом двух площадок упрощает обвязку

межплощадочных обвязок.

201

Таблица 47

Основное и вспомогательное оборудование, размещенное на каждой площадке

Номера площадок

1 2 3 4 5 6

Рекомендуемый состав оборудования, устанавливаемого на площадке

Устье скважин T

Штуцерный мани-

фольд T

Распределитель

ная гребенка T

Сепараторы под

давлением T

Оборудование для

отбора и откачки

стоков (под дав

лением и атмо

сферное) T

Оборудование

для передачи

газа в магист

ральный трубо

провод T

Карманы для при

ема и запуска

скребко^ T

Нагревательные

аппараты с теп

лоносителем T

Нефтяные резер

вуары T

Нагреватель пря

мого подогрева

Аппараты для

очистки сточных

вод

Средства навига

ции

Компрессоры типа

А или Б

Насосы типа А

или Б

Электростанция

Г рузоподъемное

оборудование

типа А или Б,

Установка безре-

зервуарной сда

чи нефти типа

А или Б, В

Жилые помещения

Бытовая канализа

ция

Помещение для

противопожар

ного оборудова

ния

Опреснители

Аппараты для очи

стки сточных вод

Небольшие емко

Воздушные комп

сти для нефти

рессоры типа А

(менее 15 м3) T

или В,

Возможные приемлемые отклонения в установке оборудования по сравнению с рекомендуемым основным вариантом

Грузоподъемное

оборудование

типа А

Противопожар

ные средства

Средства навига

ции

Нагревательные

аппараты с теп

лоносителем T

Штуцерный мани-

фольд T

Распределительная

гребенка T

Грузоподъемное

оборудование

типа А

Противопожарные

средства

Средства навига

ции

Воздушные комп

рессоры типа А

Карманы для прие

ма и запуска

скребков T

Оборудование для

передачи газа в

магистральный

трубопровод

Аппараты для очи

стки сточных вод

Грузоподъемное

оборудование

типа А

Установка безре-

зервуарной сдачи

нефти типа А

Насосы типа А

Противопожарные

средства

Средства навига

ции

Оборудование для

сбора и откачки

стоков

Помещения для

противопожар

ного оборудова

ния

Опреснитель В

Грузоподъемное

оборудование

типа А или В

Средства навига

ции

Опреснитель

Противопожарные

средства

Карманы для

приема и запу

ска скребков

Грузоподъемное

оборудование

типа А или Б,

Средства навига

ции

Электростанция

Примечания. Т — источник горючего материала; В — источник воспламенения; А — оборудование, оснащенное ручным управлением,

гидроприводом или взрывобезопасным электромотором; Б — оборудова ние, используемое в качестве привода двигателя внутреннего сгорания,

или электромотор обычного исполнения.

Площадка для размещения емкостей для хранения нефти,

Резервуары для хранения нефти являются потенциально опас

ными объектами из-за выделения нефтяного (попутного) газа.

Резервуары должны быть размещены на наиболее отдаленной

площадке от места расположения устья скважин и таких потен

циальных источников воспламенения, как площадки нагрева

телей прямого подогрева, насосно-компрессорного и другого

машинного оборудования, а также жилых помещений. В случае

невозможности удовлетворения этих условий площадка должна

быть соответствующим образом защищена. Площадку резервуа

ров можно расположить вблизи площадки нефтеаппаратуры

(сепараторов). Должны быть приняты соответствующие меры

по предотвращению утечки нефти и попадания ее на соседние

площадки.

Площадка для размещения нагревателей прямого подогрева.

Аппаратуру, располагаемую на этой площадке, необходимо рас

сматривать как имеющую потенциальные источники воспламе

нения и одновременно содержащую определенные объемы го

рючего вещества. Площадка с этой аппаратурой должна быть

удалена от площадок для устья скважин, нефтеаппаратуры (се

параторов), в которых не применяют прямой подогрев, а также

от нефтяных резервуаров. В случае невозможности выполнения

этих условий площадка должна быть соответствующим образом

ограждена от других объектов или должны быть приняты меры

к сведению до минимума потенциальных источников воспламе

нения.

Площадка для размещения насосно-компрессорного обо

рудования. Этот вид оборудования нужно рассматривать как

имеющий и потенциальные источники воспламенения и горю

чие вещества. Насосно-компрессорное оборудование необходимо

располагать на удалении от площадок для устья скважин, неф

теаппаратуры (сепараторов), в которых не применяют прямой

подогрев, нефтяных резервуаров и жилых помещений. Насосно

компрессорное оборудование и нагреватели прямого подогрева

по степени опасности одинаковы, поэтому они могут распола

гаться вблизи друг от друга.

Жилое помещение для обслуживающего персонала. Жилое

помещение должно быть защищено от воздействия огня, взрыва

и шума. В жилом помещении должны быть предусмотрены два

запасных выхода на случай аварии. Запасные выходы должны

быть расположены так, чтобы свести к минимуму воздействие

пламени или теплового излучения. Так как в жилом помещении

имеются источники воспламенения, оно по возможности должно

быть изолировано от источников горючих веществ. На эксплуа

тационной или буровой платформе жилое помещение от других

площадок должно быть отделено брандмауэром или предусмот

рен соответствующий разрыв. Co стороны брандмауэра окна

не предусматривают, а другие открывающиеся детали должны

204

быть сведены к минимуму. Лестницы и проходы для обслужи

вающего персонала должны быть смонтированы снаружи поме

щения с противоположной стороны от рабочих площадок.

В жилом помещении возможен монтаж электростанции, уста

новки по очистке бытовых стоков и кондиционеров. В целом при

проектировании жилого помещения конструктор должен стре

миться создать более благоприятные условия для обслуживаю

щего персонала, чтобы у него было чувство безопасности и

отдаленности от своего рабочего места.

На эксплуатационной платформе для добычи нефти (рис. 54)

в нижнем ярусе площадка для размещения устья скважин

отделена от остальных площадок защитной стеной. На ней

находятся распределительные гребенки и пульт управления

забойными отсекателями. За защитной стеной — замерные и

групповые сепараторы, закрытая нефтеловушка, установка без-

резервуарной сдачи нефти в магистральный трубопровод и

магистральные насосы, находящиеся на самой удаленной пло

щадке. На втором ярусе за защитной стеной размещена пло

щадка нагревателей-деэмульсаторов аппаратов прямого подо

грева. Рядом с нагревателями-деэмульсаторами размещена

секционная емкость с отсеками для сырой и готовой нефти,

воды и дизтоплива. Компрессорная станция помещена на ниж

нем этаже закрытого помещения 5, в то время как теплообмен

ники, рибойлеры и холодильники размещены на втором этаже.

Жилое помещение отделено от остальных площадок бранд

мауэром.

Аналогичные соображения приняты во внимание и при раз

мещении эксплуатационного оборудования на двухъярусной

платформе для добычи газа (рис. 55).

Оборудование, размещаемое на эксплуатационных платфор

мах, может располагаться как в закрытых помещениях, так

и на открытой площадке. Для месторождений, расположенных

в районах с суровыми климатическими условиями, предпочти

тельно все эксплуатационное оборудование размещать в закры

тых помещениях в виде так называемых модулей массой до

600 т и более. Каждый модуль представляет закрытое помеще

ние, в котором полностью проведен монтаж той или иной

группы технологического оборудования в заводских условиях

и доставляется на место установки на судах или баржах. После

подъема модулей на платформу их стыкуют с другим техноло

гическим оборудованием.

Размещение оборудования в закрытых помещениях предъяв

ляет определенные требования к организации вентиляции. В за

крытых помещениях, в которых находится оборудование, явля

ющееся потенциальным источником воспламенения, должно

поддерживаться избыточное давление для предотвращения по

ступления в них углеводородных газов. Забор воздуха для по

дачи в эти помещения должен находиться в таком месте, чтобы

205

-гнию ■

I 8

6 fo О |л'

Основной ярус.

Рис. 54.

Размещение оборудования на двухъярусной эксплуатационной платформе дли

добычи нефти (размер платформы 21X44,5 м).

Нижний ярус: I — площадка устья скважины; 2 — распределительная гребенка; 3 — про

тивопожарный насос; 4 — управление забойным отсекателем; 5 — замерные сепараторы;

6 — защитная стена; 7 — групповые сепараторы; 8 — зумпф; 9 — нефтеловушка; 10 — уста*

новка безрезервуарной сдачи; // — расходомеры для передачи газа в газопровод; 12 —

скруббер; 13 — магистральные насосы; 14 — установка для очистки бытовых стоков; 15 —

балки для размещения факела.

Основной ярус: I — грузоподъемное оборудование; 2 — защитная стена; 3 — нагреватели-

деэмульсаторы; 4 — площадка для установки емкостей приема и откачки сырой и гото

вой нефти, воды, дизтоплива; 5 — контактная колонна; 5 — скруббер; 7 — брандмауэр;

8 — двухэтажное здание (нижний этаж — компрессорная; верхний — теплообменники;

ребойлеры и холодильники); 9 — трехэтажное здание (9 мХ12 м) (нижний этаж — склад

и электростанция; средний — жилое помещение; верхний — жилое помещение; крыша —

вертолетная площадка)

исключить поступление углеводородов в вентиляционную си

стему.

Закрытые помещения, в которых находится оборудование,

являющееся потенциальным источником горючих веществ, дол

жны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией для

обеспечения удаления из помещения любых возможных выделе

ний углеводородов. Помещения, где возможны сварочные ра

боты, также должны оборудоваться приточно-вытяжной венти

ляцией с целью обеспечения удаления газов, образующихся

в процессе сварки. Места забора воздуха приточно-вытяжной

вентиляции должны располагаться так, чтобы исключить попа

дание углеводородов в эту систему.

При размещении оборудования на открытых площадках не

обходимо принимать во внимание естественную вентиляцию,

создаваемую ветрами и конвективными потоками воздуха. При

этом необходимо учитывать направление господствующих вет-

20 6

- 21 0 0O -

° °;

о о

. Э

Oc номой ярус

Рис. 55.

Размещение оборудования на двухъярусной эксплуатационной платформе для

добычи газа (размер платформы 21 мX 44,5 м).

Нижний ярус: I — площадка устья скважины; 2 — распределительные гребенки; 3 — про

тивопожарный насос; 4 — управление забойными отсекателями; 5 — защитная стена; 6 —

замерные сепараторы; 7 — сепараторы высокого давления; 8 — конденсатосборник; 9 —

промежуточный сепаратор (резервный); 10 — дозировочный насос для ингибитора корро

зии; 11 — емкость для очистки конденсата; 12 — счетчик конденсата; 13 — расходомеры

для подачи газа в газопровод; 14 — установка для очистки воды; 15 — насос для пере

качки конденсата (резервный); 16 — скруббер; 17 — балки для размещения факела; 18 —

буферная емкость (резервная); 19 — площадка для хранения питьевой воды, гликоля,

химреагентов; 20 — установка для очистки бытовых стоков.

Основной ярус: / — грузоподъемное оборудование; 2 — защитная стена; 3 — аппараты

воздушного охлаждения; 4 — рибойлеры; 5 — площадка для компрессоров (резервная);

6, 7 — газоочистители; 8 — электростанция; 9 — трехэтажное здание (9 мХ12 м) (нижний

этаж — склад и открытая рабочая площадка; средний и верхний этажи — жилое поме

щение; крыша — вертолетная площадка)

ров, чтобы свести к минимуму возможность переноса выделив

шихся углеводородов в направлении источников воспламенения.

Особое внимание должно быть уделено вопросу вентиляции

площадок для размещения устья скважин. Эта площадка, в от

личие от других, должна быть оставлена открытой минимум

с двух сторон.

СБОР И ПОДГОТОВКА НЕФТИ, ГАЗА И ВОДЫ

НА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ПЛАТФОРМЕ

При расположении нефтяного месторождения вдали от бе

рега определенные требования предъявляют к резервуарному

хозяйству, насосам и компрессорным агрегатам.

Принципиальной технологической схемой (рис. 56) преду

смотрена двухступенчатая сепарация нефти и газа. Первая сту

пень сепарации происходит на групповом сепараторе, после

207

которого, пройдя газовый скруббер, поступает на прием второй

ступени компрессора. Вторую ступень сепарации ведут в нагре-

вателе-деэмульсаторе. Отделившийся здесь газ после газового

скруббера поступает на первую ступень компрессора. Топливный

газ для привода компрессора и нагревателя-деэмульсатора бе

рут от газовой линии первой ступени, он проходит дополнитель

ную очистку в газовом скруббере. При использовании газа для

приборов КИП и автоматики он может быть отобран также из

этого скруббера. Отделившиеся конденсат и влагу из скруббе

ров направляют в нагреватель-деэмульсатор и из скруббера —

в товарный резервуар.

При недостаточной глубине осушки газа на первой ступени

после скруббера 7 может быть предусмотрена осушка газа

с использованием гликоля.

Нефть в нагревателе-деэмульсаторе только обезвоживают.

Обессоливание нефти можно вести с использованием электро

дегидраторов. При этом для подогрева нефти могут быть ис

пользованы печи. В условиях морских платформ более рацио

нально для подготовки нефти применять электростатические

дегидраторы, которые по производительности до 40 % выше, чем

широко применяемые электродегидраторы.

Сточные воды, сбрасываемые из нагревателя-деэмульсатора,

поступают в закрытую нефтеловушку, и далее их закачивают

в продуктивный пласт. Если необходима более глубокая подго

товка сточных вод, обычно применяют флотационную очистку

воды. В качестве флотоагента рекомендуется применять газ.

Аварийный сброс продукции скважин с предохранительных

клапанов выкидных линий, а также сброс с газа при аварийной

остановке компрессора осуществляют через скруббер на факел.

Жидкость, отделившуюся в этом скруббере, направляют в ем

кость сброса стоков.

Средства КИП (см. рис. 56) расставлены с учетом обеспече

ния надежности технологической схемы в целом.

Подготовку газа к транспортированию по магистральному

трубопроводу с использованием многоступенчатой сепарации

нефти и газа (рис. 57) ведут в четыре ступени, при этом давле

ния на ступенях выбирают из расчета максимального увеличе

ния выхода нефти при соответствующем снижении содержания

компонентов C3H8—C5Hi2 в газе. Газ отбирают со всех ступе

ней сепарации. Для компримирования установлены компрес

соры, которые увеличивают давление газа второй, третьей и

последней ступеней до давления первой ступени сепарации

и закачивают в газовую линию первой ступени. Промежуточ

ные (межступенчатые) компрессоры имеют две ступени сжатия,

при этом первая ступень приема газа из сепаратора рассчитана

на небольшое избыточное давление, чтобы обеспечить минималь

ную упругость паров нефти, поступающей в нефтепровод. Газ

третьей и второй ступеней сепарации охлаждается в холодиль-

208

Рис. 56.

Технологическая схема сбора и под

готовки нефти, газа и воды на экс

плуатационной платформе:

I — скважины; 2 — автоматический отклю-

чатель; 3 — распределительная гребенка;

4, 5 —^ сепараторы; 6 — деэмульсатор; 7,9 —

скрубберы; 8 — емкость 'для очистки газа;

10 — компрессор; 11 — конденсатосборник;

12 — емкость низкого давления; 13 — на

сосы откачки; а, б, в, г, д, е, ж, з — места

расположения датчиков

Рис. 57.

Принципиальная многоступенчатая

технологическая схема подготовки

газа на эксплуатационной плат

форме

никах 5 и через приемные сепараторы 6 поступает соответст

венно на вторую и первую ступени промежуточных компрессо

ров 7, а отделившийся конденсат возвращается в поток нефти

перед сепараторами 3 и 4. Отделившийся конденсат после про

межуточного сепаратора 12 возвращается непосредственно

в нефтепровод после магистрального насоса 13, так как давле

ние на выкиде первой ступени компрессора выше давления на

выкиде насоса.

В связи со снижением температуры газа по длине газопро

вода, прокладываемого по дну моря, из-за ретроградных про

14 Заказ Ш 144

209