cấu trúc bọt: khi hàm lượng khí thấp, các bọt khí riêng biệt phân tán ở phần trên của tiết diện ống ngang, kích thước các bọt đều nhau, chuyển động với tốc độ của chất lỏng or bé hơn, ch
Trang 1ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP
LÝ THUYẾT:
1.Hệ thống thu gom?
a Nhiệm vụ:
- tập hợp sản phẩm từ tất cả các giếng riêng rẽ, từ các khu vực trong mỏ lại với nhau
- đo lường chính xác về số lượng và chất lượng của các thành phần trong sản phẩm khai thác theo những mục đích khác nhau
- xử lý chất lưu thành các thành phẩm thô thương mại
b Yêu cầu:
- việc đo lường phải chính xác kể cả số lượng lẫn chất lượng
- hạn chế tối đa sự tổn hao (có thể lên tới 3 – 5%) các sản phẩm dầu khí có thể so bay hơi các thành phần nhẹ, do rò rỉ qua đường ống và các thiết bị công nghệ
- việc xử lý yêu cầu đạt tiêu chuẩn cao nhất theo yêu cầu thương mại
- phải đạt chỉ tiêu kinh tế, đầu tư và vận hành
- có tính vạn năng hoặc mức đọ thích ứng cao Yêu cầu của thiết kế dự án là làm sao cho sự thay đỏi là ít nhất
- có mức độ tự động hóa cao, đặc biệt là các khâu đo lường sản phẩm và vận hành
hệ thống kiểm soát khóa, van, thông số thiết bị
2 Hệ thống thu gom dầu?
a Sơ đồ thu gom hở:
- ưu điểm: đo lường các giếng chính xác do áp suất thấp
Mức độ an toàn khi vận hành cao do áp lực thấp
- nhược điểm: chi phí đầu tư cao, phức tạp
sự hao hụt dầu tương đối cao từ 3 – 5% (do sự bay hơi thành phần nhẹ vào khí quyển)
b Sơ đồ thu gom kín:
- Ưu điểm: chi phí đầu tư và vận hành ít tốn kém hơn so với thu gơm hở
Tăng khả năng tự động hóa
- Nhược điểm: dễ tạo nút khí làm phá hỏng thiết bị công nghiệp
3 Phương pháp thu gom trên biển?
- với các mỏ gần bờ: ta xây dựng giàn nhẹ để thi công 4 – 6 giếng, các giàn này nối với bờ bằng hệ thống cầu vượt bằng thép hoặc bê tông, vừa là đường giao thông, vừa để lắp đặt các ống xả Hỗn hợp từ miệng theo ống xả vào đất liền Các trạm tách đo, xử lý đều xử lý trí giàn
- Với các mỏ xa bờ: giai đoạn đầu độ ngậm nước của dầu còn thấp thì dầu đã tách khí có thể đc chở về đất liền để xử lý Khi mỏ phát triển ổn định thì taatcar công
Trang 2đoạn thu gom, xử lý được tiến hành ngoài biển Dầu thương mại được đưa vào bờ bằng tàu dầu hoặc đường ống, còn khí vận chuyển bằng đường ống
4 Bể chứa công nghiệp?
Các bộ phận của bể chứ công nghiệp:
1 Cửa lấy ánh sáng: áp suất trong bể giảm van 1 mở cho không khí từ ngoài vào
2 cửa thông gió:
3 van an toàn lửa: khi áp suất trong bể tăng van 3 sẽ nâng lên, khí hôn hợp sẽ thoát ra
4 cửa đo:
5, 6 phao
7 kính chỉ mức
8 cửa ra vào: lối vào dùng khi làm vệ sinh phía trong bể
9 ròng rọc tĩnh
10 tời
11 điều khiển nắp đậy
12 nắp đậy
5 Phân loại đường ống?
- theo phương pháp lắp đặt phân ra ống ngầm dưới đất, ngầm dưới nước, trên mặt đất và được treo trên không
- theo chất được chuyển tải phân ra ống dẫn nước, dẫn dầu, dẫn khí, dẫn hỗn hợp
- theo dặc tính và trị số áp lực phân ra ống có áp và ống tự chảy (không áp)
- theo nhiệt độ chất truyền tải phân ra ống lạnh < 0 độ C, ống nhiệt > 50 đọ C và ống bình thường
…
6 Nhiệm vụ khi xây dựng một tuyến ống?
a Khảo sát:
- khảo sát tuyến: xác định chiều dài tuyến ống
- khảo sát địa hình: xác định chênh cao thủy lực
- khảo sát địa chất công trình: đưa ra phương pháp gia cố móng
b Tính toán công nghệ:
- tính toán bền
- tính toán nhiệt, kiểm tra sự thay đổi nhiệt độ theo tuyến ống
- tính toán thủy lực
c lắp đặt:
Trang 3- cày tạo rãnh
- lắp đặt nối, dùng tang tời (stinger)
- sử dụng phương pháp kéo đáy (dùng tàu lai dắt)
7 Các dạng bài toán thủy lực?
8 Phân loại chất lỏng theo tính chất lưu biến?
a nhóm chất lỏng không có cấu trúc
- chất lỏng Newton
- chất lỏng Powerlaw Dilatant
- chất lỏng Powerlaw Pseudoplastic
b nhóm chất lỏng có cấu trúc
- chất lỏng Bingham-Svedop
- chất lỏng Herchel Buckley Dilatant
- chất lỏng Herchel Buckley Pseudoplastic
9 Các cấu trúc của dòng hỗn hợp lỏng – khí?
a cấu trúc bọt: khi hàm lượng khí thấp, các bọt khí riêng biệt phân tán ở phần trên của tiết diện ống ngang, kích thước các bọt đều nhau, chuyển động với tốc độ của chất lỏng or bé hơn, chế độ chảy ko có va đạp áp suất, khi tăng tốc độ hỗn hợp cấu trúc dòng vẫn đc bão toàn
b Cấu trúc phân lớp: khi tăng hàm lượng khí và tốc độ tăng ít các bọt dính nhau thành bọt lớn và sau đó pha khí trở nên liên tục thành dòng phân lớp Đặc điểm của dòng này là tốc độ 2 pha khác nhau và ko có mạch đập
c Cấu trúc dạng sóng: khi giữ nguyên hàm lượng khí và tăng tốc độ, trên mặt phân lớp sẽ xuất hiện sóng, đỉnh sóng chưa chạm đến thành ống dòng chảy có va đập biên độ nhỏ tần số cao
d cấu trúc dạng nút: nút khí đc phân cách bởi các lớp chất lỏng, biên độ mạch đạp ban đầu tăng lên sau đó giảm xuống
e cấu trúc nút phân tán: dòng chảy ko đều gián đoạn và các tích tụ khí hợp lại, mạch đập đạt tới giá trị cực đại
f cấu trúc màng phân tán
g cấu trúc nhũ tương
10 Khả năng vận chuyển của đường ống?
11 Vận chuyển dầu paraffin; vận chuyển nước và dầu ngậm nước?
a Phương pháp vận chuyển dầu parafin:
- duy trì áp suất cao (10 – 15at) trên ống thu gom để hạn chế việc tách khí và tốc đọ chảy cao để gây động lực ngăn cản sự lắng đọng
- giải pháp nhiệt là duy trì dầu ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ đông đặc
- vận chuyển dầu cùng khí hoặc nước
- giảm độ nhám và khả năng bán dính của ống
- pha loãng dầu làm giảm độ nhớt, giảm tổn hao áp suất, tăng tốc độ vận chuyển và giảm nồng độ parafin
Trang 4- sử dụng hóa chất là các hoạt chất bề mặt nagwn chặn sự hình thành nhũ tương dầu, giảm khả năng bám dính
b vận chuyển nước và dầu ngậm nước:
12 Vận chuyển khí ẩm?
Phương pháp ngăn ngừa và thông các nút hydrat bao gồm:
- loại bỏ hơi nước trước khi vận chuyển bằng cách sấy khô khí để loại trừ các nhân kết tinh hydrat tức các giọt nước ngưng tụ
- duy trì nhiệt độ khí cao hơn nhiệt độ tạo hydrat
- đưa vào đường ống hóa chất có khả năng hấp thụ hơi nước từ khí, chuyển chúng thành dung dịch không có khả năng tạo hydrat hoặc có thì ở nhiệt độ thấp
- khi nút hình thành, t giảm áp suất phía sau nút tới giá trị thấp hơn áp suất cân bằng hydrat, kích thước nút sẽ giảm từ từ
13 Vận chuyển hỗn hợp dầu khí?
Các giải pháp cho vận chuyển hỗn hợp dầu – khí:
- tăng áp suất của đường ống làm giảm lượng khí tự do làm thay đổi cấu trúc dòng chảy từ nút, phân lớp qua dòng chảy bọt hoặc bão hòa
- xử dụng các thiết bị khử xung
- thay đổi hàm lượng khí
14 Cơ chế và phương pháp tách pha? Các loại thiết bị tách pha cơ bản?
a Các cơ chế tách pha:
- cở sở tách khí ra khỏi dầu:
+ làm giảm ấp suất của hỗn hợp
+ nguyên tắc cân bằng hoạt nhiệt lỏng - khí
-
b các phương pháp tách pha
* Tách dầu ra khỏi khí
- Tách trọng lực:
Nguyên lý dựa trên sự chênh lệch về tỷ trọng, khí nhẹ hơn dầu, ở điều kiện chuẩn các giọt dầu nặng hơn khí tự nhiên
- Va đập:
Dòng khí có chưa hỗn hợp lỏng đập vào 1 tấm chắn, chất lỏng sẽ dính lên bề mặt và chập lại với nhau thành các giọt lớn và sẽ lắng xuống theo trọng lực
- Thay đổi hướng và tốc độ chuyển động
Dựa trên nguyên tắc lực quán tính của chất lỏng lớn hơn chất khí Khi dòng khí có mang theo chất lỏng gặp các chướng ngịa sẽ thay đổi hướng chuyển động 1 cách đột ngột Do có quán tính lớn, chất lỏng vẫ tiếp tục thoe hướng cũ va vào bề mặt vật cản và dính vào đó, chập lại, tăng kích thước và lắng xuống nhờ trọng lực còn chất khí do quán tính bé chấp nhận sự thay đổi 1 cách dễ dàng
- Sử dụng lực ly tâm:
Khi dòng hơi chứa lỏng buộc phải chuyển đọng theo quỹ đạo vòng với tốc độ đủ lớn lực ly tâm sẽ đẩy chất lỏng ra xa hơn, bám vào thành, chập lại với nhau thành các giọt lớn
- Đông tụ:
Trang 5- phương pháp thấm:
* Tách khí ra khỏi dầu
- phương pháp cơ học:
Các rug động điều hòa có kiểm soát tác động lên dầu sẽ làm thay đổi sức căng bề mặt và độ nhớt của dầu giúp cho việc tách khí dễ dàng hơn khi có giao động, các bọt khí sẽ kết dính với nhau
- giải pháp nhiệt:
Nhiệt đóng vai trò làm giảm sức căng bề mặt trên các bọt khí và giảm độ nhớt của dầu, giảm khả năng lưu giữ khí bằng thủy lực Cho dầu thô đi qua nước nóng các bọt khí sẽ keo tụ và tách ra khỏi dầu
- giải pháp hóa học:
Tác dụng chính của hóa chất là giảm sức căng bề mặt, làm giảm xu hướng tạo bọt của dầu và do đó tăng khả năng tách khí
c Thiết bị tách pha cơ bản:
* Mục đích
- thu hồi khí dầu để làm nguyên liệu cho công nghiệp hóa học hoặc dùng làm nhiên liệu
- giảm xáo trộn của dòng khí-dầu, giảm sức kháng thủy lực trên các ống dẫn, hạn chế sự hình thành nhữ tương dầu
- giải phóng các bọt khí đã tách trên đường ống
- giảm các va đạp áp suất khi tạo trên ống thu gom hỗn hợp dầu-khí dẫn tơi các trạm bơm hoặc trạm xử lý dầu
- tách nước khỏi dầu khi khai thác các nhũ tương không ổn định
* Chức năng thiết bị tách pha
- tách dầu khỏi khí, tách khí khỏi dầu và tách nước khỏi dầu
- duy trì áp suất tối ưu và mức chất lỏng ở trung bình
- tách bọt khí, ngăn ngừa lắng đọng parafin, ngăn ngừa sự han rỉ, tách các hợp chất
* Các thiết bị tách
- Bình tách (bẫy) lắp đặt tại vị trí sản xuất hoặc ở các giàn, ngay gần miệng giếng, cụm phân dòng, trạm chứa để tách chất lỏng giếng thành khí và lỏng
- Bình lọc khí dùng cho các giếng có chất lưu chưa ít chất lỏng hơn so với chất lưu của giếng khí và giếng dầu
- Bình thấm khí dùng để tách bụi
15 Các giai đoạn tách pha? Các bộ phận của bình tách?
a Các giai đoạn tách pha:
16 Ý nghĩa tính toán mỗi thông số công nghệ thiết bị tách pha?
17 Nhiệm vụ xử lý dầu? Nhũ tương? PAV?
a Nhiệm vụ xử lý dầu:
- tách nước khử nhũ tương
- tách muối
- tách khí triệt để
- khử tạp chất cơ học
Trang 6b Nhũ tương:
- Nhũ tương là 1 hệ thống phân tán gồm 2 pha lỏng hoàn toàn không hoặc ít hòa tna lẫn nhau, 1 pha đượcmphân tán vào pha kia với kích thước khoảng 1 µm.
- Yếu tố thành tạo nhữ tương: mức độ chuyển động của hỗn hợp dầu - nước, hàm lượng tương đối và tính chất lý hóa của các pha cũng như chế độ nhiệt
c PAV (hoạt chất bề mặt)
- là chất làm giảm sức căng bề mặt của hệ thống lỏng – lỏng và lỏng – khí, chúng đc hấp thụ bởi các lớp bề mặt
- hiện tượng giảm sức căng bề mặt tiếp xúc là do lực hút của các phần tử hoạt chất hào tan với phân tử dung dịch bé hơn lực hút tương hỗ của các phân tử chất hòa tan
18 Các phương pháp khử nhũ tương?
a Khử nhũ trên đường ống bằng hóa chất:
- Các giai đoạn:
Phân tán chất khử nhũ đều trong môi trường phân tán (liên tục)
Xâm nhập chất phá nhũ vào lớp bảo vệ của hạt nhũ và phá hủy chúng
Chập dính –keo tụ các giọt nước và lắng nhờ trọng lực
b Kết lắng và phân ly trọng lực:
- Các giai đoạn: các hạt tiến lại gần nhau và bề mặt cảu chúng sẽ bị biến dạng, các hạt tắt dần dao động, giữa các hạt xuất hiện 1 màng pha phân tán, quá trình keo tụ bắt đầu nhờ các màng mỏng đi và vỡ ra, các hạt nước chập dính với nhau
c Phương pháp nhiệt hóa:
- Các bước công nghệ:
Cấp nhũ vào đường ống đầu trạm và tiến hành tách
Tách nước có gia nhiệt
Tách muối
19 Mục đích xử lý nước? Các phương pháp xử lý nước?
- Mục đích:
Làm nguyên liệu cho các xí nghiệp hóa chất sản xuất muối, thu hồi các nguyên tố
Br, Iot ở dạng tinh khiết
Dùng để ép vỉa
Loại bỏ và hạn chế tác hại của nước thải nước khi cho ra môi trường
- Các phương pháp xử lý nước:
Phương pháp keo tụ: Các bầu lọc được sử dụng tách các gitoj dầu rất mảnh ra khỏi nước Khi nhũ đi qua lớp vật liệu lọc thì các giọt dầu kết tinh thành các hạt lớn hơn
và nổi lên phía trên còn phần nước sạch sẽ được tách ra ở phía dưới bầu lọc
Phương pháp tuyển nổi: Khi các giọt dầu đã đc nhũ hóa hoặc các hạt rắn huyền phù
có sẵn trong nước thải với các bọt khí thì hình thành 1 mối liên kết giữa chúng, độ mạnh giữa mối liên kết này là nhân tố quan trọng trong phương pháp tuyển nổi này
20 Mục đích, nhiệm vụ của xử lý khí? Các phương pháp xử lý khí?
a Mục đích
- đạt tiêu chuẩn thương phẩm
- dễ dàng vận chuyển
- thu hồi thành phần quý hiếm
Trang 7b Nhiệm vụ
- tách các thành phần nặng trong khí
- Khử chua (tách H2S, CO2)
- khử ẩm để tránh tạo nút khí (hydrat)
- khử tạp chất cơ học
c Các phương pháp:
- Kỹ thuật hấp thụ lỏng:
Chất hấp thụ: tách thành phần nặng, trung gian; khử ẩm (glycol, etylen glycol…); khử chua các loại amin
Yêu cầu chất hấp thụ lỏng: ko gây ăn mòn cho thiết bị, ko phản ứng với khí, dễ dàng tái sinh, kinh tế, ko bị hòa tan trong HC lỏng
- Kỹ thuật hấp phụ rắn:
Chất hấp phụ: silicagel (giảm nhiệt độ điểm sương -60 độ C); Aluminagel (giảm nhiệt độ điểm sương -73 độ C); Molecular (giảm nhiệt độ điểm sương -100 độ C) Yêu cầu chất hấp phụ: ko bị mài mòn, dễ tái sinh, ko phản ứng với khí, kinh tế, diện tích bề mặt tiếp xúc lớn 500-800 m2/cm3; xử lý tính hoạt động với các thành phần
đc di dời; tốc độ chuyển đổi cao
BÀI TẬP:
1 Đường ống dẫn chất lỏng một pha loại đơn giản?
2 Đường ống dẫn khí một pha loại đơn giản?