Nghiên cứu Bình Tách C - 1 và hệ thống điều chỉnh , kiểm tra mực chất lỏng và áp suất bình tách C1 trong hệ thống thu gom

Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp dầu khí có lịch sử phát triển còn non trẻ nhưng đã không ngừng vươn nên và trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn của đất nước.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệpdầu khí có lịch sử phát triển còn non trẻ nhưng đã không ngừng vươn nên và trở thànhmột ngành công nghiệp mũi nhọn của đất nước Hiện nay các công ty trực thuộc tổngcông ty dầu khí Việt Nam cộng tác với nhiều công ty nước ngoài đang tham gia vàocác dự án dầu khí của quốc gia, khẳng định một tiềm năng phát triển mạnh mẽ của dầukhí ngành Việt Nam

Với mong muốn được góp một phần nhỏ vào sự phát triển của ngành côngnghiệp dầu khí nước nhà Qua quá trình thực tập, nghiên cứu, thu thập tài liệu vànghiên cứu cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Trần Văn Bản - Bộ môn Máy

và Thiết bị Mỏ Nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng Bình Tách C - 1 nên em đã chọn đềtài tốt nghiệp:

“Nghiên cứu Bình Tách C - 1 và hệ thống điều chỉnh , kiểm tra mực chất lỏng

và áp suất bình tách C1 trong hệ thống thu gom ”

Để hoàn thành bản đồ án này em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trần Văn Bảncùng các thầy trong bộ môn Cơ Khí thiết bị Dầu Khí, cùng bạn bè đã giúp đỡ và hướngdẫn nhiệt tình, chu đáo Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức thực tế, kiến thứcbản thân, thời gian thực tập và nguồn tài liệu còn hạn chế nên đồ án không thể tránhkhỏi những thiếu sót Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn bè

để xây dựng bản đồ án hoàn thiện hơn

Hà nội, tháng 6 – 2009

Sinh viên: Phạm Văn Thanh

Chương 1: Giới thiệu chung về tình hình khai thác thu gom và xử lý dầu khí

tại Việt Nam.

1.1 Tình hình khai thác dầu ở Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro nói chung và mỏ Bạch Hổ nói riêng

Mỏ Bạch Hổ nằm ở bể Cửu Long cách thành phố Vũng Tàu 120 km về phíaĐông nam Cấu tạo này do Mobil phát hiện trên cơ sở tài liệu địa chấn 2 chiều ( 2D) và phát hiện dầu khí đầu tiên vào tháng 3 năm 1975 bởi giếng khoan Bạch Hổ 1( BH– 1 ) bằng tàu khoan Glomar 2

Ngày 26/6/1986 , Xí nghiệp liên doanh Vietsopevtro đã khai thác tấn dầu đầutiên từ mỏ và từ 6/9/1988 khai thác thêm tầng dầu trong móng granit nứt nẻ ở các độsâu khác nhau Đây là mỏ dầu lớn nhất Việt Nam hiện nay , bao gồm nhiều thân dầu:Miocene dưới , Oligocene và đá móng nứt nẻ trước Đệ tam

Hiện nay trên mỏ Bạch Hổ có 11 giàn khai thác cố định và 8 giàn nhẹ Phươngpháp khai thác dầu chủ yếu đang áp dụng tại mỏ Bạch Hổ là phương pháp khai thác tựphun , phương pháp khai thác gaslift và phương pháp khai thác bằng máy bơm ly tâmđiện chìm

Nhịp độ khai thác dầu ở mỏ Bạch Hổ ngày càng tăng, năm đầu tiên ( 1986 ) khaithác 40.000 tấn Đến ngày 16/9/1998 , Xí nhiệp liên doanh Vietsovpetro đã khai thácđược 60 triệu tấn dầu thô và khai thác tấn dầu thứ 75 triệu vào ngày 20/12/1999 Đếnngày 22/2/2001 khai thác tấn dầu thứ 90 triệu và ngày 4/12/2005 khai thác tấn dầu thứ

150 triệu

Liên doanh dầu khí Vietsovpetro được thành lập ngày 19/8/1981 Kể từ đó đếnnay Liên doanh dầu khí Vietsovpetro luôn luôn là đơn vị chủ lực , con chim đầu đàncủa ngành dầu khí Việt Nam , sản lượng khai thác không ngừng tăng , hằng năm chiếmtới gần 80% sản lượng dầu thô xuất khẩu của nước ta

Thành công lớn nhất , thiết thực nhất là 25 năm qua ( tính đến hết tháng 10 năm

2006 ) Xí nghiệp đã khai thác được gần 160 triệu tấn dầu từ các mỏ Bạch Hổ, Rồng,

phục vụ phát điện sản xuất công nghiệp, hoá chất Xí nghiệp đã đạt mức doanh thu từxuất khẩu dầu thô 32,7 tỷ USD, nộp ngân sách Nhà nước Việt Nam 21 tỷ USD, lợinhuận phía Nga 5,8 tỷ USD và vào các năm 1993, 1996 phía Việt Nam và phía Nga đãthu hồi được vốn, qua đó đã góp phần đưa Việt Nam thành nước khai thác và xuất khẩudầu đứng thứ 3 trong khu vực Đông Nam Á Xí

nghiệp đã tạo dựng được một hệ thống cơ sở vật chất kỹ thuật vững chắc trên bờ vàdưới biển với 12 giàn khoan cố định, 2 giàn công nghệ trung tâm, 9 giàn nhẹ, 3 giànbơm ép nước, 4 trạm rót dầu không bến, 2 giàn nén khí, 2 giàn tự nâng, với 330 kmđường ống dưới biển, 17 tàu dịch vụ các loại trên biển và một căn cứ dịch vụ trên bờvới 10 cầu cảng dài tổng cộng 1.300 m, trong đó có cầu cảng trọng tải 10.000 tấn, có

hệ thống kho có khả năng chứa 38.000 tấn/năm, 60.000 m2 bãi cảng, năng lực hàng hoáthông qua 12.000 tấn/năm

Hiện nay, một chặng đường mới với nhiều thử thách đang đến với liên doanh dầukhí Vietsovpetro Khi các mỏ dầu cũ đã được khai thác nhiều năm, giảm dần sản lượngthì việc tìm kiếm những mỏ dầu khí mới và áp dụng kỹ thuật hiện đại để gia tăng sảnlượng hết sức quan trọng Vì vậy công tác tìm kiếm thăm dò những mỏ dầu mới đượcđẩy mạnh bao gồm khoan khai thác 12 giếng gồm 51.150 m khoan sâu trong lòng biển,sửa chữa 35 giếng Liên doanh Vietsovpetro đã xây dựng kế hoạch, áp dụng thànhcông các giải pháp điều chỉnh khai thác làm cho trạng thái khai thác tầng móng vòmtrung tâm Bạch Hổ khá ổn định, bảo đảm áp suất vỉa ở độ sâu 3.050 m

Bên cạnh việc khai thác, tìm kiếm dầu khí, liên doanh dầu khí Vietsovpetro cònkhai thác năng lực sẵn có để tham gia các dịch vụ kỹ thuật dầu khí biển cho các công tynước ngoài đã ký hợp đồng tìm kiếm, thăm dò, khai thác, phân chia sản phẩm vớingành dầu khí nước ta Dự tính doanh thu từ lĩnh vực này trong năm nay sẽ đạt đượchơn 20 triệu USD

Theo kế hoạch giai đoạn 20062010, Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetrophấn đấu gia tăng trữ lượng 52 triệu tấn dầu thô với 20 giếng khoan tìm kiếm, vận

chuyển đưa vào bờ 6,5 tỷ m3 khí Khoan 64 giếng khoan khai thác Đưa vào sử dụng 7công trình biển, 3 công trình đầu tư lớn.

1.2 Dầu mỏ và đặc tính dầu thô mỏ Bạch Hổ

1.2.1 Thành phần chung của dầu mỏ

Dầu mỏ là sản phẩm phức tạp của thiên nhiên với thành phần chủ yếu làhydrocacbon, chúng chiếm từ 6090% khối lượng của dầu Các hydrocacbon nàyđược tạo thành do sự kết hợp của các nguyên tố các bon và hydro Tuỳ theo các cấutrúc phân tử mà ta có các hydrocacbon ở thể khí, lỏng, rắn

Dầu mỏ bao gồm các nhóm:

- Nhóm hydrocacbon Parafinic (CnH2n+2):

Nhóm này có cấu trúc mạch thẳng và mạch nhánh chiếm từ 50 70% Ở điềukiện bình thường hydrocacbon có cấu tạo mạch từ C1C4 ở trạng thái khí, từ C4C6 ởtrạng thái lỏng, lớn hơn C17 ở trạng thái rắn (dạng tinh thể)

- Nhóm hydrocacbon naptenic (CnH2n):

Nhóm này có cấu trúc mạch vòng (no và không no) chiếm tỷ lệ 1020% thànhphần dầu thô, phổ biến nhất là Cyclopentan (C5H10) và Cyclohexan (C6H12) cùng cácdẫn xuất alkyl của chúng Ở điều kiện thường hydrocacbon napten (no) có cấu tạo từ C1

C4 ở trạng thái khí, từ C5C10 ở trạng thái lỏng, từ C11 trở lên ở trạng thái rắn

+ Hợp chất với O chiếm hàm lượng riêng khá lớn trong Asphatel, có thể tới80%, chủ yếu tồn tại dưới dạng axit naften, nhựa Asphal và Phenol

+ Hợp chất với N2: quan trọng nhất là pocfirin Đây là sản phẩm chuyển hoá từHemoglobin sinh vật và từ clorofin thực vật Điều này chứng tỏ nguồn gốc hữu cơ củadầu mỏ Pocfirin bị phân huỷ ở nhiệt độ tạo thành dầu mỏ 200oC.

+ Hợp chất với S: tồn tại dưới dạng S tự do H2S Hàm lượng dầu thô thường từ0,11%, nếu S 0,5% được xem là hàm lượng đạt tiêu chuẩn Hàm lượng S càng caogiá trị dầu thô càng giảm

Ngoài ra trong dầu thô còn chứa hàm lượng rất nhỏ các kim loại hợp chất khácnhư: Fe, Mg, Ca, Ni, Cr, Ti, Co, Zn chiếm khoảng 0,150,19 kg/tấn

1.2.2 Đặc tính dầu thô mỏ Bạch Hổ

Theo tài liệu viện nghiên cứu và thiết kế dầu khí biển NIPI thì dầu thô mỏ Bạch

Hổ có một số đặc tính sau:

1.2.2.1 Khối lượng riêng 

Hiện nay dầu thô của chúng ta khai thác được chủ yếu tập trung ở các tầng sảnphẩm Mioxen hạ, Olighen hạ và tầng móng kết tinh Chúng thuộc loại dầu nhẹ vừaphải, khối lượng riêng nằm trong khoảng giới hạn (0,830,85).103 kg/m3 Dầu thô ởkhu vực mỏ Bạch Hổ có khối lượng riêng khoảng 0,8319.103 kg/m3 (38o6 API), đó làmột thuận lợi đối với công tác vận chuyển dầu vì mặc dù theo công thức tính lưu lượng

Q = cm  D b và cột áp H = u2g.c u

ta không thấy có sự ảnh hưởng nào của khốilượng riêng nhưng nó lại ảnh hưởng đáng kể đến công suất thuỷ lực (NTL) của máybơm: NTL = G.H = (  g.Q).H Điều đó có nghĩa là nếu  nhỏ, việc cung cấp nănglượng (điện năng) cho các trạm bơm vận chuyển dầu giảm đáng kể

1.2.2.2 Độ nhớt 

Là khả năng của chất lỏng có thể chống lại được lực trượt (lực cắt), nó đượcbiểu diễn dưới dạng lực ma sát trong (nội ma sát) khi có sự chuyển dịch tương đối củacác lớp chất lỏng kề nhau Bởi vậy độ nhớt là tính chất đặc chưng cho mức độ di động

khi nhiệt độ tăng thì  giảm và ngược lại Ngoài ra khi áp suất tăng thì độ nhớt củachất lỏng cũng tăng (trừ chất lỏng đặc biệt như nước) Khi vận chuyển dầu, chúng taphải đưa chúng vào trạng thái chuyển động, muốn vậy phải đặt vào chúng một lực nhấtđịnh bằng sự tác động của các cánh bơm Chuyển động của chất lỏng chỉ xuất hiện khiứng suất ma sát vượt quá một giới hạn nào đó, gọi là ứng suất trượt ban đầu Như vậy

rõ ràng độ nhớt của chất lỏng ảnh hưởng rất lớn đến dòng chuyển động của nó Mặc dùtrong các công thức tính toán cơ bản của các máy bơm dùng để vận chuyển chất lỏng(dầu thô) này không có mặt trực tiếp của đại lượng  , nhưng chính nó là yếu tố ảnhhưởng quan trọng nhất gây nên tổn thất của dòng chảy,  càng lớn thì tổn thất thuỷlực của dòng chảy càng lớn, làm tăng tổn thất công suất và giảm lưu lượng của các máybơm

1.2.2.3 Thành phần

Dầu thô mỏ Bạch Hổ là loại dầu thô rất sạch, chứa rất ít lưu huỳnh, kim loạinặng và hợp chất với Nitơ Hàm lượng lưu huỳnh trong dầu thô mỏ Bạch Hổ chiếm từ0,040,1% khối lượng, thấp hơn nhiều so với mức quy định cho dầu thô được xếp vàoloại ít lưu huỳnh Dầu thô ít lưu huỳnh thì mức độ ăn mòn cũng thấp bởi vì nguyênnhân ăn mòn của dầu là do dầu có chứa lưu huỳnh và nước

Tổng hàm lượng các kim loại nặng trong dầu thô mỏ Bạch Hổ chỉ chiếm khoảng1,1 ppm theo khối lượng Hàm lượng các hợp chất với N2 trong dầu thô mỏ Bạch Hổchiếm từ 0,0350,067%

Dầu thô mỏ Bạch Hổ chứa nhiều Hydrocacbon Parafin trong các phân đoạntrung bình (Kenozen và Diezen) lên đến 30%, còn trong cặn lên đến 50% Sự có mặtcủa Parafin với hàm lượng cao làm cho dầu mất tính linh động ở nhiệt độ thấp và ngay

cả ở nhiệt độ bình thường Điểm đông đặc của dầu Bạch Hổ là 36oC đã gây nên rấtnhiều khó khăn trong công tác vận chuyển Chúng rất dễ làm tắc nghẽn các tuyếnđường ống, nhất là ở tại các điểm nút hoặc tại các tuyến ống ở xa trạm tiếp nhận và cólưu lượng thông qua thấp, hoặc không liên tục mà bị gián đoạn trong một thời gian lâu

Đây chính là nhược điểm căn bản trong tính chất lý, hoá của dầu thô mỏ Bạch hổ Việc

xử lý, khắc phục chúng đòi hỏi cả một quá trình công nghệ phức tạp và tốn kém

1.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống thu gom vận chuyển dầu khí

- Nhiệm vụ của hệ thống thu gom và xử lý là:

+ Tách dầu ra khỏi khí và nước

+ Dùng hoá phẩm để gia nhiệt hoặc hạ nhiệt độ đông đặc của dầu

+ Phân phối dòng sản phẩm nhờ cụm Manhephon đến các thiết bị đo, kiểm tra,

xử lý theo sơ đồ công nghệ

1.3.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống thu gom vận chuyển dầu khí

Hệ thống thu gom vận chuyển trên giàn cố định, cơ bản được lắp trên 6 Blốckhai thác sau đây:

Blốc Modun No/1 và No/2

Đây là hai Blốc quan trọng nhất

Hai Blốc này được lắp đặt thiết bị miệng giếng và các hệ thống đường ống thugom sau:

- 5 đường ống công nghệ chính:

+ Đường gọi dòng: dẫn về bình gọi dòng

+ Đường làm việc chính: đưa về bình tác H  C

+ Đường làm việc phụ

+ Đường ống xả: để xả áp suất trong trường hợp cần thiết Nếu giếng có áp suấtthấp nó dẫn về bình 100 m3 để tách

+ Đường dẫn về bình đo.

- Các đường phụ trợ:

+ Đường dập giếng

+ Đường tuần hoàn thuận

+ Đường tuần hoàn nghịch

Ngoài ra trên Blốc này còn được lắp đặt:

- Hệ thống máy bơm để bơm dầu từ bình 100 m3 ra tàu chứa

- Hệ thống đường ống nối từ các bình tách đến các Blốc Modun No/1, No/2 vàBlốc Modun No/4, No/5

Blốc Modun No/4

Được lắp đặt các hệ thống sau:

- Hệ thống hoá phẩm cho gaslift

- Trạm phân phối khí cho các giếng gaslift

- Hệ thống đo bao gồm:

+ Bình đo:

 Áp suất làm việc: 57,2 KG/cm2

 Áp suất thử: 72 KG/cm2

 Áp suất van an toàn: 63 KG/cm2

+ Hệ thống tuốcbin đo dầu và khí

- Các máy bơm phục vụ cho công nghệ bơm ép nước

- Hệ thống máy nén khí để duy trì áp suất cho các hệ thống tự động trên giàn

1.3.3 Nguyên lý làm việc của hệ thống thu gom vận chuyển dầu

Sau khi dòng sản phẩm ra khỏi miệng giếng, nó đi qua hệ thống phân dòng (cụmManhephon) để phân phối dòng theo các đường ống phù hợp với từng mục đích côngnghệ sau:

1.3.3.1.Đối với giếng gọi dòng

Sản phẩm dầu khí sau khi ra khỏi miệng giếng được phân phối về đường gọidòng để đưa vào bình gọi dòng Tại đây:

- Dầu được tách ra và được đưa về bình 100 m3 để tách lần 2.

- Khí đưa ra phaken đốt

- Nước, dung dịch khoan, dung dịch gọi dòng xả xuống biển

Khi thấy dầu phun lên thì người ta không đưa sản phẩm vào bình gọi dòng màchuyển sang bình tách (H  C hoặc bình 100 m3)

1.3.3.2 Đối với giếng cần đo

Khi tiến hành khảo sát giếng, kiểm tra định kỳ hoặc đột xuất, để xác lập cácthông tin của vỉa giếng, nhằm xây dựng chế độ khai thác hợp lý, người ta tiến hànhcông tác đo

Quy trình công nghệ như sau: dầu – khí sau khi ra khỏi miệng giếng được đưa

về đường đo dẫn vào bình đo Bình đo có tác dụng tách dầu riêng, khí riêng:

- Dầu sau khi qua hệ thống tuốcbin đo được đưa về bình 100 m3 để tách tiếp

- Khí sau khi qua thiết bị đo nếu:

+ Áp suất cao, nó đưa về bình H  C để xử lý

+ Áp suất thấp, nó đưa ra phaken đốt

1.3.3.3 Đối với giếng khai thác bình thường

Sản phẩm đi ra khỏi miệng giếng qua đường làm việc chính vào bình tách H 

C 25 m3:

- Dầu tách được sẽ chuyển sang bình 100 m3 tách tiếp, sau đó dầu được bơm ratàu chứa, còn khí đưa lên bình sấy áp suất thấp

- Khí tách được sẽ chuyển sang bình tách tia (bình condensate):

+ Dầu thu được đưa về bình tách H  C hoặc bình 100 m3

+ Khí đưa ra phaken đốt

Trường hợp giếng có áp suất thấp, sản phẩm theo đường xả trực tiếp dẫn về bình

100 m3 để tách

1.3.3.4 Những đặc điểm chung

Tất cả các bình trong hệ thống đều làm việc trong khoảng áp suất và mức dầuquy định Nó được bảo vệ bằng hệ thống tự động và bằng van an toàn đặt trên nócbình.

- Nếu áp suất trong bình vượt quá giới hạn thì van an toàn nổ và xả áp suất theođường dẫn tới phaken đốt Khi áp suất giảm tới giới hạn làm việc của bình thì van tựđộng đóng lại

- Trên đầu ra của dầu và khí từ các bình đều lắp hệ thống van “mim” để tự độngđiều chỉnh mức dầu khí và áp suất trung bình

Để cấp khí có áp suất cao cho phương pháp khai thác gaslift người ta lắp đặtbình gaslift ở blốc No/1 và No/2 Sản phẩm của giếng có áp suất cao đi theo đường làmviệc phụ đến bình gaslift

- Khí có áp suất cao được đưa vào trạm phối khí để dẫn đến giếng khai thácbằng phương pháp gaslift

- Dầu được dẫn vào bình H  C để tách tiếp

Hai máy bơm H  C 65/35 - 500 được lắp song song trong đó một máy bơmluôn ở trạng thái làm việc và một máy bơm dự phòng Việc lắp đặt này nhằm mục đích:

- Do yêu cầu công nghệ khai thác dầu khí, để đảm bảo quá trình khai thác dầuđược liên tục Nếu máy bơm đang làm việc bị hư hỏng không làm việc được thì ta cóthể vận hành máy dự phòng thay thế

- Khi lưu lượng khai thác tăng thì ta cho hai máy bơm cùng làm việc để giảmnhanh lượng dầu trong bình chứa

Sơ đồ công nghệ của hệ thống thu gom vận chuyển được giới thiệu trên hình vẽ(hình 1.1)

1.4.Giới thiệu chung về các loại bình tách trong hệ thống thu gom

Các loại thiết tách khí và dầu là một bộ phận của thiết bị khai thác trên bề mặtđược dùng để tách các sản phẩm khai thác từ các giếng dầu và khí thành chất lỏng và

khí riêng biệt.Các thiết bị này được lắp đặt trên sàn khai thác , đường ống phân phốihay các bồn chứa tạo thành một bộ phận hoàn chỉnh của hệ thống khai thác.

Các thiết bị tách truyền thống thường gọi là bình tách hoặc bẫy ,lắp đặt tại vị trísản xuất hoặc ở các giàn ,ngay gần miệng giếng ,cụm phân dòng ,trạm chứa để táchchất lỏng giếng thành khí và lỏng.Do bố trí gần đầu giếng nên được thiết kế với tốc độdòng tức thời cao nhất

Các thiết tách chỉ để tách nước hoặc chất lỏng( dầu + nước ) ra khỏi khí thường

có tên gọi là bình nốc ao, hoặc bẫy ,Nếu thiết bị chỉ tách nước lắp đặt gần miệnggiếng ,khí và dầu lỏng thoát ra đồng thời còn nước tự do thoát ra ở phần đáy bình.Còncác bình tách lỏng cho phép tách tất cả chất lỏng ra khỏi khí thì dầu và nước thoát ra ởđáy bình còn khí thoat ra ở phần đỉnh.như vậy thuật nhữ nốc ao ám chỉ nghiệm vụ táchnhanh chất lỏng ra khỏi chất khí ,hoặc nước ra khỏi hydrocarbon.Bình tách truyềnthống làm việc ở áp suất thấp thường gọi là buồng Flat.chất lưu vào là từ các bình táchcao áp còn chất lưu đi ra được chuyển tới các bể chứa cho nên thường đóng vai tròbình tách cấp hai hoặc cấp ba,có vai trò tách khí nhanh

Các bình tách bậc một làm việc ở các trạm tách nhiệt độ thấp hoặc tách lạnhthường gọi là bình giãn nở ,thường được trang bị thêm nguồn nhiệt để nung chảyhydrat Cũng có thể bơm chất lỏng phòng ngừa hydrat hoá vào chất lỏng giếng trướckhi giãn nở

Các bình lọc khí cũng tương tự như bình tách ,dùng cho các giếng có chất lưuchứa ít chất lỏng hơn so với chất lưu của giếng khí và giếng dầu thường dùng trên cácgiếng ống phân phối ,thu gom khí Chế tạo theo hai kiểu :lọc khô và lọc ướt Loại khô

có trang bị bộ chiết sương ,phổ biến là kiểu keo tụ và các chi tiét phía trong tương tựnhư bình tách dầu khí Ở loại ướt dòng hơi đi qua một đệm lỏng (có thể là dầu) để rửasạch bụi bẩn và tạp chất ,sau đó qua bộ chiết sương để tách chất lỏng Bình lọc thườnglắp ở dòng đi lên từ thiết bị xử lý khí bất kì hoặc thiết bị bảo vệ dòng ra

Bình thấm khí ám chỉ bầu lọc kiểu khô ,nhất là dùng để tách bụi Môi trườngthấm trong bình có tác dụng loại bỏ bụi , cặn , gỉ và các vật liệu lạ ra khỏi dòng khí vàđồng thời cũng thường dùng để tách lỏng.

Phân loại :

Bình tách được phân loại theo chức năng , áp suất làm việc ,hình dáng ,theo mụcđích sử dụng theo nguyên tắc cơ bản

Các dạng bình tách :

Theo chức năng và áp suất làm việc :

1 bình tách dầu và khí (oil and gas separator )

2 Bình tách (Separator)

3 Bình tách dạng bãy ( Tray)

4 Bình tách từng giai đoạn (Stage separator)

5 Tách nước (Water knock ), kiểu khô hay ướt

có thể tăng lên rất cao hay giảm xuống thấp Vì vậy bình tách thường phải có kíchthước đủ để kiểm soát tốc độ dòng chảy tức thời lớn nhất

+ Tách lỏng (liquid knockout )dùng để tách lỏng , dẫn dầu lẫn nước khỏi khí Nước và dầu thoát ra theo đường đáy bình Còn khí theo đường trên đỉnh

+ Expánion vessel thường là bình tách giai đoạn một trong đơn vị tách nhiệt độthấp hay tách lạnh bình tách này có thể lắp thiết bị nhiệt ( heatingcoil) có tác dụng làmchảy hydrates hoặc có thể bơm một chất lỏng có tính chống hydrat như ( glycol) vàolưu chất vỉa từ giếng lên trước khi nối vào trong bình tách này

+ Bình tách làm sạch khí : (gas scrubber ) có thể tương tự như một bình tách dầu

và khí

Bình tách làm sạch khí thường được dùng trong thu gom khí và đường ống phânphối , những chỗ không yêu cầu kiểm soát slugs hoặc heads của chất lỏng Bình làmsạch khí kiểu khô dùng thiết bị tách sương và các thiết bị bên trong còn lại tương tựnhư bình tách dầu khí

Bình làm sạch khí kiểu ướt hướng dòng khí qua bồn chứa dầu hoặc các chấtlỏng khác để rửa sạch bụi và các tạp chất còn lại khỏi khí Khí được đưa qua một thiết

bị tách sương để tách chất lỏng khỏi nó Một thiết bị lọc có thể coi như một thiết bị đặttrước một tổ hợp thiết bị tách dầu khí để bảo vệ nó khỏi chất lỏng hay nước

+ Thiết bị lọc ( gas filter ) được coi như một bình tách làm sạch khí kiểu khô đặcbiệt nếu nó đón vi được dùng ban đầu để tách bụi khỏi dòng khí Thiết bị lọc trungbình được dùng trong bồn chứa ( vessel ) để tách bụi căn đường ống

( line scale ) , gỉ ( rust ) , và các vật lại khác khỏi khí

+ Fláh Chambẻ ( trap hoặc vessel ) thường là bình tách dầu và khí hoạt động ở

áp suất thấp với chất lỏng từ bình tách có áp suất cao hơn được xả vào nó FeashChamber thường là bình tách giai đoạn hai hoặc ba , với chất lỏng được xả từ flashchambẻ vào bình chứa

Chức năng bình tách chỉ ra số pha cần phải tách Loại tách hai pha chủ yếu khíđược tách khỏi lỏng ;lỏng và khí đi theo đường riêng biệt ,loại 3 pha ,chất lỏng giếngđược phân ra nước , dầu , khí và đi theo đường khác nhau

Trong thực tế ,ta gặp các bình tách có áp suất làm việc với các áp suất từ giá trị chânkhông khá cao cho tới 300 at và phổ biến là trong giới hạn 1,5 ÷ 100 at Loại thấp áp0,7 ÷ 1,5 at ,trung áp 16 ÷ 45 at ,cao áp 45 ÷100 at.

Bình tách đo có nhiệm vụ tách dầu , khí , nước và đo các chất lưu có thể thực hiệntrong cùng một bình ,các kiểu thiết kế bảo đảm đo chính xác các loại dầu khác nhau,cóthể loại 2 hoặc 3 pha ở loại 2 pha sau khi tách chất lỏng được đo ở phần thấp nhất củabình Trong thiêt bị tách 3 pha ta có thể chỉ đo dầu hoặc cả dầu lẫn nước Việc đolường được thực hiện theo giải pháp :tích luỹ ,các ly và xả vào buồng đo ở phần thấpnhất

Với dầu nhiều bọt hoặc có độ nhớt cao , thường không đo thể tích mà đo trọng lượngthông qua bộ khống chế cột áp thuỷ tĩnh của chất lỏng

Bình tách khai thác dùng tách chất lỏng giếng khai thác từ một giếng hoặcmột cụm giếng

Bình tách nhiệt độ thấp là một kiểu đặc biệt ,chất lỏng giếng có áp suấtcao chẩy vào bình qua van giảm áp sao cho nhiệt độ bình tách giảm đáng kể thấp hơnnhiệt độ chất lỏng giếng Sự giảm nhiệt thực hiện theo hiệu ứng Joule – thomson khigiãn nở chất lỏng qua van giảm áp - nhờ đó xảy ra sự ngưng tụ Chất lỏng thu hồi lúc

đó cần phải được ổn định để ngăn bay hơi thái quá trong bể chứa

Ngoài ra người ta còn gặp bình tách dầu bọt ,bình tách treo ,bình tách theo bậc

Theo nguyên lý tách cơ bản :

Tách cơ bản là quá trình tách đầu tiên khi cho chất lưu vào thiết bị ,còn gọi là tách sơcấp Các nguyên lý dành cho giai đoạn này thường là trọng lực ,va đập (hoặc kết dính )

và lực ly tâm

Nguyên lý trọng lực là dựa vào sự chênh lệch mật độ của các thành phần chất lưu Cácbình tách loại này ở cửa vào không thiết kế các bộ phận tạo va đập ,lệch dòng hoặcđệm chắn Còn ở cửa ra của khí (không nhiều )có lắp đặt bộ phận chiết sương Người

ta dùng với số lượng ít

Loại va đập hoặc keo tụ bao gồm tất cả các thiết bị ở cửa có bố trí các tấm

va đập , đệm chắn để thực hiện tách sơ cấp Người ta thiết kế rất nhiều phương án.Nguyên lý tách ly tâm có thể dùng cho tách sơ cấp và cả cho tách thứ cấp ,lực ly tâmđược tạo ra theo nhiều phương án :

Dòng vào chảy theo hướng tiếp tuyến với thành bình

Phía trong bình có hình xoắn ,phần trên và dưới (phần đầu hoặc cuối ) được mởrộng hoặc mở rộng từng phần

Lực ly tâm tạo ra các dòng xoáy với tốc độ cao đủ để tách chất lỏng Tốc độ cần thiết

để tách ly tâm thay đổi từ 3 ÷ 20 m/sec và giá trị phổ biến từ 6 ÷ 8 m/sec Đa số thiết

bị ly tâm có hình trụ đứng Tuy nhiên , ở các thiết bị hình trụ ngang cũng có thể lắp bộphận tạo ly tâm ở đầu vào để tách sơ cấp và ở đầu ra của khí để tách lỏng

Theo hình dáng :

Ngoài sự phân loại theo chứ năng , dựa vào hình dáng bên ngoài ngưòi ta có thể

phân chia bình tách thành những loại sau :

- Loại 1 : Bình tách đứng

- Loại 2 :Bình tách hình trụ nằm ngang

- Loại 3 : Bình tách hình cầu

+ Trong đó tuỳ theo số pha được tách tương ứng với số dòng ra khỏi tháp mà ta

có 2 loại bình tách 2 pha ( lỏng - khí ) , bình tách 3 pha ( dầu - khí - nước )

 Ngoài ra , một số bình tách dùng để tách rắn – cặn ra khỏi chất lỏng bằngnhững kết cấu đặc biệt có tác dụng lắng đọng các vật liệu rắn Chúng không được coi

là pha lỏng khác trong phân loại bình

Hình 1- 1 Bình tách dầu khí hình trụ nằm ngang , ống đúp , hai pha hoạt động ( dầu

khí ) với hai thành phần ly tâm1- Cửa vào nhiên liệu

2- 2- Đĩa ảnh hưởng ở cửa vào và thành phần ly tâm thử nhất (dòng chảy xoáy ở phía ngoài )

3- Van giảm áp có hoặc không có đầu điều khiển an toàn 4- Thành phần ly tâm thứ 2 ( dòng chày xoáy ở bên trong )

5- Ống dẫn khí ra ngoài

6- Bộ điều khiển thay đổi mực chất lỏng 7- Ống dẫn dầu

8- Đĩa chia phần ( có thể di chuyển sang phải , sang trái để mở rộnghoặc thu hẹp thể tích lưu giữ dầu )

9- Các ống xi phông dẫn dầu 10-Cửa điều khiển sự tháo và làm sạch cặn bẩn

Hình 1 – 2 Bình tách 3 pha dầu khí nước , kiểu hình cầu ,

1 - Bộ phận ly tâm kiểu thiết bị thay đổi hướng cửa vào

2- Màng chiếu

3- Đồng hồ đo áp suất

4- Van an toàn ( gây tiếng nổ báo động ) , d = 2 in

5- Đĩa thay đổi hướng dòng chảy

6- Phao

7- Đòn bẩy kiểu van đầu.

8- Mực dầu

9-Van đo và kính quan sát

Hình 1– 3 Bình tách dầu khí hình trụ đứng

(a) Minh hoạ tác dụng của đệm chiết sương dạng cánh

(b) Minh hoạ cấu trúc bên trong bình tách

(c) Mặt cắt A – A mô tả chi tiết thành phần tách và loại khí trên cửa vào củabình tách

1- Cửa vào nhiên liệu 8- Đồng hồ đo áp suất

2- Thành phần khử khí 9- Giá đỡ phao

3- Đệm chiết 10- Bộ điều khiển mực chất lỏng

4- Van giảm áp 11- Kính quan sát

5- Van điều áp khí hồi lưu 12 – Van tháo dầu

6- Cửa thoat khí

7- Đầu an toàn

Hình 1 – 4 Kiểu hình trụ đứng 2 pha dầu và khí

Cửa vào nhiên liệu 1- Van điều áp hồi lưu khí 2- Cửa thoát khí

3- Đệm chiết

4- Bộ phận tách khí trên cửa vào 5- Đĩa kim loại làm lệch hướng dòng chảy

6- Miệng phao 7- Phao không trọng lượng 8- Thiết bị điều khiển chất lỏng 9- Van vận hành ngăn dầu 10-Cửa tháo dầu

Hình 1 – 5 Kiểu bình tách hình trụ đứng 3 pha : dầu – khí nước.

1- Cửa vào nhiên liệu

2- Van điều áp hồi lưu khí

3- Đệm chiết

4- Bộ phận tách khí trên cửa vào

5- Đĩa kim loại làm lệch hướng dòng chảy

6- Thiết bị điều kiển mực chất lỏng ( mức dầu lưu trong bình ).

7- Van vận hành ngăn dầu

8- Phao không trọng lượng

9- Thiết bị điều khiển mực chất lỏng ( Mức nước lưu trong bình )

10-Paho trọng lượng

11-Van vận hành ngăn nước

Hình 1 - 6 Kiểu bình tách hình trụ đứng 3 pha sử dụng lực ly tâm để đạt được sự

tách bậc nhất

1- Cửa vào nhiên liệu 2- Bộ phận đo chuyển động xoay tròng 3- Vòng hình nón

5- Bề mặt tiếp xúc dầu - nước.

Hình 1– 7 Bình tách hai pha dầu và khí , kiểu hình trụ nằm ngang.

1- Cửa vào tách khí thành phần 2- Màng chiết dạng cánh

3- Van điều áp khí hồi lưu

4- Miệng phao 5- Bộ phận điều khiển mực chất lỏng ( mức dầu lưu trong bình )

6- Van vận hành ngăn dầu

7- Phao không trọng lượng.

Hình 1 – 8 Bình tách 3 pha , dầu - khí - nước , Kiểu hình trụ nằm ngang.

1- Cửa vào tách khí thành phần 2- Màng chiết dang Cánh 3- Van điều áp khí hồi lưu 4- Miệng phao

5- Bộ điều khiển mực chất lỏng ( mức dầu lưu trong bình ) 6- Van vận hành ngăn dầu

7- Van vận hành ngăn nước 8- Phao không trọng lượng

9- Phao trọng lượng

Hình 1 – 9 Bình tách 3 pha dầu – khí - nước , kiểu hình cầu

1- Cửa vào tách khí thành phần kiểu ly tâm 2- Màng chiết , Kiểu đệm ngưng tụ

3- Bộ phận dẫn điều khiển mực dầu lưu trong bình 4- Bộ phận dẫn điều khiển mực nước lưu trong bình 5- Phao không trọng lượng

6- Phao trọng lượng

+ Hình trụ ngang có thể đơn hoặc kép ,kiểu 2 pha hoặc kiểu 3 pha Loại képgồm hai bình bố trí chồng lên nhau ,cái nọ phía trên cái kia ; loại đơn phổ biến hơn vì

có diện tích lớn cho dòng khí mặt tiếp xúc dầu khí rộng và thời gian lưu trữ dài nhờ cóthể tích dầu lớn và thau rửa dễ dàng đường kính thay đổi từ 10 in đến 16 ft.và chiềudài từ 4 ÷ 70 ft thường áp dụng cho các trường hợp sau :

- Cần tách hiệu quả dầu -nước ,tức là khi cần phải tách 3 pha

- Tách dầu bọt :nhờ diện tích tiếp xúc lỏng khí lớn ,bọt sẽ bị phá huỷ nhanhcho phép tách lỏng khí có hiệu quả

- Nơi chiều cao hạn chế do có mái thấp

- Tỷ lệ khí dầu cao

- Cho các giếng tốc độ khai thác ổn định ,cột áp chất lỏng bé

- Cần loại trừ bộ khống chế mức tiếp xúc dầu - nước

Ngoài ra còn dùng cho kiểu tự hành ,các trạm tác

- Ở dòng đi vào các thiết bị xử lý

- Ở dòng đi ra khỏi thiết bị khai thác để tạo ngưng tụ và keo tụ

+ Bình tách hình trụ đứng có đường kính từ 10 in đến 10 ft cao từ 4 ÷ 25ft.thường dùng khi:

- Ở dòng chảy xuôi có thể tạo ra ngưng tụ hoặc keo tụ

+ Bình tách hình cầu ,thường có đường kính từ 24 ÷ 72 in , điều kiện sử dụngbao gồm :

- Tỷ lệ dầu – khí cao ,tốc độ khai thác ổn định chất lỏng không có cột áp

- Điều kiện không gian lắp đặt phù hợp

- Dòng đi xuống của thiết bị xử lý (khử ẩm ,khử chua…… )

- Cần thiết bị tách nhỏ ,chỉ cần một người có thể vận chuyển hoặc lắp đặt

- Làm bộ lọc nhiên liệu để sử dụng ở hiện trường hoặc ở các nhà máy.Ngoài các điều kiện sử dụng trên đây ,ta còn thấy loại hình cầu và hình trụ nằm ngang

có một số ưu việt so với trục đứng ổ chỗ cần đường kính bé hơn khi có áp suất , vậnhành dàng vì thấp và đầu tư ít hơn Tuy vậy ,chúng có hạn chế cơ bản là chiếm diệntích lớn và khó dữ mực chất lỏng ổn định

1.5 Phạm vi ứng dụng của các loại bình tách :

Trong công nghiệp dầu khí bình tách dầu và khí được chế tạo theo 3 dạng cơbản là: Bình tách trụ đứng , Bình tách trụ nằm ngang , Bình tách hình cầu Mỗi loại cónhững tiện lợi nhất định trong quá trình sử dụng Vì vậy việc lựa chọn trong mỗi ứngdụng thường dựa vào hiệu quả thu được trong quá trình lắp đặt và duy trì giá trị

Bảng III -1 chỉ ra sự so sánh những ưu nhược điểm của các loại thiết bị tách dầu khí Bảng III -1 không phải là một hướng dẫn thuần thuý nhưng nó đủ tiêu chuẩn lien quanđến sự so sánh , những đặc điểm thay đổi hay những đặc điểm đặc trưng của sự kghácnhau giữa các thiết bị tách dựa trên các phạm vi hình dạng kích thước , áp suất làm việc.Từ bảng so sánh có thể chắc chắn rằng những thiết bị tách dầu và khí hình trụ nằmngang là những thiết bị có ưu điểm trong sử dụng , vân hành , duy trì sự làm việc , bảodưỡng ,sửa chữa thay thế vì vậy nó được áp dụng nhiều nhất Bảng tổng kết chỉ cho tathấy những khai quát chung của việc sử dụng thiết bị tách hình trụ ngang , hình trụđứng , thiết bị hình cầu

1.5.1 Thiết bị tách trụ đứng :

Trong công nghiệp dầu khí hiên nay , thiết bị tách hình trụ đứng thường được sửdụng trong những trường hợp sau :

1 Chất lỏng giếng (dầu thô) có tỉ lệ lỏng/khí cao

2 Dầu thô chứa một lượng cát , cặn và các mảnh vụn rắn

3 Sự lắp đặt sự lắp đặt bị giới hạn về chiều ngang nhưng không giới hạn vềchiều cao thiết bị , như số lượng thùng chứa các bộ phận ắc quy cho các giànkhai thác ngoài khơi.

4 Được lắp đặt ở những nơi mà thể tích chất lỏng có thể thay đổi nhiều , độtngột như : các giếng tự phun , các giếng gaslíp gián đoạn

5 Hạ nugget của các thiêt bị sản xuất khác cho phép hoặc tạo ra sự đông tụchất lỏng

6 Đầu vào của những thiết bị sản xuất khác sẽ không làm việc phù hợp với sự

có mặt của chất lỏng ở trong khí ở đầu vào

7 Sử dụng lại những điểm mà việc áp dụng thiết bị tách trụ đứng mang lại hiệuquả kinh tế cao hơn

1.5.2 Thiết bị tách trụ nằm ngang:

Phạm vi ứng dụng của nó trong các trường hợp cụ thể sau:

1 Tách lỏng trong bình tách 3 pha trong sự sắp đặt để thu được nhiều hiệu quả hơntrong việc tách Dầu - Nước

2 Tách bột dầu thô , nơ mà diện tích tiếp xúc pha: Lỏng /khí lớn hơn và tạo hay chophép sự tạo ra phần vỡ bọt nhanh hơn và sự tách khí từ lỏng hiệu quả hơn

3 Thiết bị tách hình trụ ngang được lắp đặt tại những vị trí giới hạn về chiều cao , vìbóng của nó có thể che tối vùng làm việc phụ cận

4 Được lắp đặt tại những giếng khai thác ổn định lưu lượng với một GOR cao

5 Việc lắp đặt tại những nơi mà những thiết bị điều khiển hay những điều kiện đòihỏi sự thiết kế các “Đập ngăn nước ” bên trong và các “ngăn chứa ” dấu để loại trừviệc sử dụng bộ điều khiển danh giới chất lỏng Dầu - Nước

6 Dùng nơi thiết bị nhỏ có thể xếp chồng nhau (đặt cạnh nhau ) mục đích tiếp kiệmkhông gian

7 Dùng trong những thiết bị động cơ ,( hoặc trược hoặc kéo ,……) được yêu cầu choviệc kiểm tra hay sản xuất

8 Thượng nguồn của những thiết bị sản xuất ( xử lý ) sẽ không hoạt động hài hoànhiều như có chất lỏng trong khí ở đầu vào.

9 Hạ nguồn của những thiết bị sản xuất mà cho phép tao ra chất lỏng ngưng tụ hayđông tụ

10 Dùng cho những trường hợpgiá trị kinh tế của các thiết bị tách trụ đứng đem lạithấp hơn

1.5.3 Thiết bị tách hình cầu

Phạm vi ứng dụng trong các trường hợp sau:

+ Những chất lỏng giếng với lưu lượng dầu khí cao , lưu lương ổn định vàkhông có hiện tượng trào dầu hay va đập của dòng dầu

+ Được lắp đặt ở những vị trí mà bị giới hạn cả không gian và chiều cao

Hạ nguồn của những thiết bị xử lý nước bằng Glycol và các thiết bị làm ngọt khí ( quaquá trình khử lưu huỳnh ) để làm sạch và tăng giá xử lý chất lỏng như là Amin vàGlycol

+Được lắp đặt tại địa điểm yêu cầu thiết bị tách phải nhỏ và dễ dàng di chuyểntới nới lắp đặt

+ Lắp đặt tại những nơi mà hiệu quả tách để lại từ thiết bị tách hình cầu là caohơn

+ Yêu cầu lam sạch nhiên liệu và xử lý khí cho mỏ hoặc nhà máy sử dụng

1.5.4.Ưu nhược điểm : Sự thuận lơi và không thuận lợi của các loại bình tách :

Bảng III -1 So sánh sự thuận lợi và không thuận lợi của các loại bình tách

Số TT Các vấn đề so sánh Thiết bị

tách nằmngang(ống đơn)

Thiết bị táchhình trụ đứng (ống đơn)

Thiết bị táchhình cầu(01 bình)

Mặt nằm ngang

1 3

3 1

2 2

11 Tiện lợi cho việc lắp đặt 2 3 1

12 Tiện lợi cho việc kiểm

tra bảo dưỡng thiết bị 1 3 2

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÌNH TÁCH SỬ DỤNG

6 đến 10 lần Nếu kích thước các giọt đủ lớn chúng dễ dàng lắng đọng và tách ra Tuynhiên điều đó ít khi xảy ra vì kích thước của các hạt lỏng thường bé làm chúng có xuhướng nổi trong không khí ,không thể tách ra khỏi dòng khí trong thời gian ngắn , đặcbiệt nếu tốc độ dòng khí cao Khi ta giới hạn tốc độ dòng khí có thể thu được kết quảtách thoả mãn nhờ cơ chế phân ly trọng lực

Các hạt chất lỏng có đường kính từ 100μ trở lên sẽ được tách cơ bản trong cácthiết bị trong bình ,còn các nhỏ hơn cần đến bộ chiết sương

2.1.2 Va đập :

Dòng khí chứa hỗn hợp lỏng đập vào một tấm chắn ,chất lỏng sẽ kết dính lên bềmặt và chập lại với nhau thành các giọt lớn và lắng xuống theo trọng lực.Khi lượngchất lỏng cao hoặc kích thích hạt bé , để tách có hiệu quả cần phải tạo ra nhiều va đậpnhờ vào sự bố trí các mặt chặn kế tiếp nhau

2.1.3.Thay đổi hướng và tốc độ chuyển động:

Cơ chế này dựa trên nguyên tắc lực quán tính của chất lỏng lớn hơn chấtkhí Khi dòng khí có mang theo chất lỏng gặp các trướng ngại sẽ chuyển hướng đột

ngột Do có quán tính lớn chất lỏng vẫn tiếp tục theo hướng cũ ,va vào bề mặt vật cản

và dính vào đó ,chập lại tăng kích thước và lắng nhờ trọng lực còn chất khí do quántính bé ,chấp nhận sự thay đổi một cách dễ dàng ,bỏ lại các hạt chất lỏng để bay theohướng mới.Vai trò của quán tính cũng được vận dụng vào để tách lỏng khí bằngphương pháp thay đổi tốc độ dòng khí đột ngột.Khi giảm tốc ,do quán tính chất lỏngvượt lên trước tách khỏi khí ,kết tụ lại ,ngược lại khi tăng tốc khí sẽ vượt lên trước nhờquán tính bé

2.1.4 Dùng lực ly tâm :

Khi dòng hơi chứa lỏng buộc phải chuyển động theo quỹ đạo vòng với tốc độ đủlớn ,lực ly tâm sẽ đẩy chất lỏng xa hơn ,bám vào thành chập dính với nhau thành cácgiọt lớn Đây là một trong các phương pháp hiệu quả nhất để tách lỏng ra khỏikhí Hiệu quả sẽ tăng cùng với sự tăng tốc độ dòng khí ,nên có thể giảm kích thướccủa thiết bị

2.1.5.Cơ chế đông tụ :

Các đệm đông tụ là một phương tiện có hiệu quả để tách lỏng ra khỏi khí tựnhiên Một trong các ứng dụng phổ biến nhất là tách dầu trong hệ thống vận chuyển vàphân phối khí Vì lúc đó tỷ lệ lỏng trong khí nói chung là thấp Để tách lỏng ,trongđệm sử dụng tập hợp các cơ chế :va đập ,thay đổi hướng chuyển động ,thay đổi tốc độdòng và keo tụ Hiệu quả phụ thuộc vào diện tích có thể tập hợp và chập dính các hạtchất lỏng.Khi dùng đệm cho các thiết bị tách người ta thường lưu ý hai điều :các đệmnếu được chế tạo từ vật liệu dòn rất dễ hỏng khi vận chuyển và lắp đặt;các đệm kiểulưới thép đan có thể bị tắc bít do lắng đọng prafin và các vật liệu khác

2.1.6.Phương pháp thấm :Trong một số trường hợp ,phương pháp thấm cũng phát huy

tác dụng tốt Vật liệu xốp có tác dụng loại bỏ hoặc tách dầu ra khỏi dòng khí Khi điqua vật liệu xốp sẽ chịu va đập ,thay đổi tốc độ ,thay đổi hướng Giảm áp trong phin

lọc thường yêu cầu thấp Giá trị cao nhất dùng cho các bộ chiết kiểu phin lọc còn ở bộchiết keo tụ lại có giá trị thấp nhất.

-2.2.Các phương pháp tách khí ra khỏi dầu khí :

2.2.1 Phương pháp cơ học phổ biến là giao động ,va đập ,lắng ,lực ly tâm:

Các dung động điều hoà có kiểm soát tác dụng lên đầu sẽ làm giảm sức căng bềmặt và độ nhớt của dầu giúp cho việc tách khí trở lên dễ dàng hơn khi có dao động ,cácbọt khí sẽ kết dính vỡi nhau.Trên đường dầu vào bình tách ,thường lắp chi tiết tách khí

cơ bản,có tách dụng đưa dòng chất lỏng vào bình với độ rối tối thiểu ,Phân tán dầu chokhí dễ dàng thoát ra.Các chi tiết này còn loại trừ các va đập cao tốc của chất lỏng vớithành bình.Các tấm chắn được bố trí trên đường lắng của dầu ,trải chúng xuóng thànhtừng lớp mỏng trên đường chảy xuống phần lắng Các giọt dầu sẽ lăn,tuôn xuống cáctấm chắn kết hợp sự lăn và dàn trải làm tăng hiệu quả tách bọt khí thường dùng khitách dầu bọt.Các tấm chắn có lỗ đục và đệm chắn thường dùng tách khí không hoà tannếu kết hợp với rung lắc nhẹ sẽ tăng thêm hiệu quả tách bọt.Nếu để lắng một thời gian

đủ lớn ,khí tự do sẽ được tách khỏi dầu Việc kéo dài thời gian lưu trữ kéo theo sự giatăng đường kính hoặc chiều sâu lớp chất lỏng trong bình tách Tuy nhiên ,việc tăngchiều sâu lớp chất lỏng ít đem đến hiệu quả vì dầu sẽ ngăn trở sự giải thoát của khí tựdo.Kết quả tối ưu chỉ thu được khi lớp dầu lắng là mỏng tức là cần có tỷ lệ bề mặt tiếpxúc và thể tích dầu cao.Duới tác động lực ly tâm dầu nặng hơn lên đươc giữ lại ở thànhbình còn khí chiếm vị trí trong của dòng xoáy lốc

2.2.2 Giải pháp nhiệt:

Nhiệt giữ vai trò giảm sức căng bề mặt trên các bọt khí và giảm độ nhớt của dầu, giảm khả năng lưu giữ khí bằng thủy lực.Phương pháp hiệu quả nhất để làm nóng dầuthô là cho chungs đi qua nước nóng Trước hết , dầu được phân tán thành các tia hoặccác mạch nhỏ để tăng khả năng tiếp xúc dầu với nước nóng ,chảy qua nước đi lên kết

hợp với rung động ,các bọt khí keo tụ và tách khỏi dầu Đây là phương pháp hiệu quảnhất với các loại dầu bọt tuy vậy không dùng cho các bình tách mà chỉ áp dụng ở các

bể công nghệ Nhiệt được cung cấp trực tiếp bởi các nồi hơi ,qua các bộ trao đổi nhiệt

2.2.3 Giải pháp hoá học :

Tác dụng chính của hóa chất là giảm sức căng bề mặt làm giảm xu hướng tạobọt của dầu của dầu và do đó tăng khả năng tách khí

Cấu tạo của thiết bị tách pha :

2.3 Cấu tạo chung :Các thiết bị tách truyền thống ,thông dụng có sơ đồ nguyên lý như

hình vẽ 2 -2:

Hình 2 - 1 Sơ Đồ bình tách hai pha trụ đứng

1 - Van điều khiển bằng áp suất 2 - Đường ra khí

3 - Tách dầu vào 4 - Cửa

5 - Các tấm lệch dòng 6 - Van điều khiển mực chất lỏng

7 - Đường dầu ra 8 - Đường xả cặn

9 Phao 10 - Ống tháo khô

Ở trong bình có các bộ phận chính bảo đảm tách sơ cấp (hoặc tách cơ bản ),lắngdầu ,lưu giữ dầu và chiết sương

Bộ phận tách cơ bản ( phần A ) ,lắp đặt trực tiếp ở cửa vào đảm bảo nghiệm vụtách dầu ra khỏi khí ,tức là giải phóng được các bọt khí tự do Hiệu quả làm việc phụthuộc vào cấu trúc đường vào :hướng tâm tiếp tuyến của vòi phun tức bộ phận phân tán

để tạo dòng rối cho hỗn hợp dầu khí

Bộ phận tách thứ cấp ( phần B )là phần lắng trọng lực ,thực hiên tách bổ sung cácbọt khí còn sót lại ở phần A Để tăng hiệu quả tách các bọt khí ra khỏi dầu ,cần hướngcác lớp mỏng chất lưu theo các mặt phăng nghiêng (tấm lệch dòng )phía trên có bố trícác ngưỡng chặn nhỏ ,đồng thời phải kéo dài đường chuyển động bằng cách tăng sốlượng các tấm lệch dòng

Phần lưu giữ chất lỏng C là phần thấp nhất của thiết bị gom dầu và xả dầu ra khỏibình tách Dầu có thể là một pha hoặc là hỗn hợp dầu khí tùy thuộc vào hiệu quả củaphần A và phần B ,vào độ nhớt và thời gian lưu giữ Trường hợp hỗn hợp thì phần này

có nghiệm vụ lắng để tách khí ,hơi ra khỏi dầu Ở thiết bị 3 pha ,nó còn có chức năngtách nước

Bộ phần chiết sương ( phần D ) , lắp ráp ở phần cao nhất của thiết bị nhằm giữ lại cácgiọt dầu nhỏ bị cuốn theo dòng khí Dầu thu giữ ở đây theo đường tháo khô,chảy trựctiếp xuống phần lưu giữ chất lỏng

Phía ngoài bình có các cửa vào và cửa xả Cửa vào bao gồm đường xả của hỗn hợp vàcửa vào cho người khi cần vệ sinh , sửa chữa Đường ra của khí lắp đặt ở phần cao ,cóvan tự động điều khiển bằng áp suất Phần thấp nhất có đường ra của nước hoặc củacặn Đường ra của dầu điều khiển bằng mức chất lỏng thiết bị trong bình

Sơ đồ bình tách 3 pha nêu trên hình 2 – 3 , với thiết bị trụ ngang ( a ) và trụ đứng ( b ),phần chứa chất lỏng trong trụ đứng 3 pha chỉ ra trên hình 2 – 4

Hình 2- 2 :Sơ đồ bình tách 3 pha

1 phao nhẹ 2 phao nặng

Hình 2-3 Các sơ đồ lưu giữ chất lỏng trong thiết bị trụ đứng 3 pha

2 Đường ra của dầu ; 2 Đường ra của nước ; Đường vào của hỗn hợp

2.2.3.2 Bộ phận tách cơ bản

Cửa vào hướng tâm hoặc tiếp tuyến loại hướng tâm phải tạo ra được các các va đậpthay đổi hướng chuyển động và thay đổi tốc độ Hỗn hợp phải được phân tán ,tạo rốiqua các vòi phun và đập vào các tấm chặn

A A

3 2 1

5 5

1

2

1 A A

6 4 3

Hình 2 4 Tách cơ bản kiểu cửa vào hướng tâm

1 Thành bình 2 Ống phần tán ( đục lỗ )

3 Tấm chắn 4 Vòi phun ( lỗ đục )

5 Đường vào hỗn hợp 6 Lỗ thoát chất lỏng

Hỗn hợp theo đường 5 vào ống phân tán ,qua các vòi phun 4 được tăng tốc vàđập vào các tấm chặn 3 ,đổi chiều chuyển động ,tốc độ giảm thoát qua khe hở giữa cáctấm chắn Khí bay lên phần cao ,còn chất lỏng phần lớn bám vào tấm chặn kết xuống đixuống bộ phận tách thứ cấp theo các lỗ thoát 6 Khi sử dụng nguyên tắc ly tâm ,phương án phổ biến là bố trí cửa vào theo hướng tiếp tuyến ( hình 2.6 ) Hai bìnhđồng tâm dòng hỗn hợp khí đi vào khoảng không giữa hai bình ,dầu có xu hướng bámvào thành bình

Trên hình 2.6a có lối vào tiếp tuyến , xi lanh trong có đường kính không thayđổi ,cấu tạo nên kiểu nan chớp cho nên khí có lực ly tâm bé sẽ đi vào xi lanh trong vàthoát lên phía trên ,còn dầu bám vào thành trong xi lanh ngoài , kết dính và lắngxuống ,thường dùng cho bình tách trụ đứng ,Đường kính xi lanh không thay đổi

Trên hình 2.6b chất lưu vào được hướng theo hướng ống hình xoắn ốc để tạolực ly tâm Ống trong có thể có đường kính thay đổi : một phần hình trụ và một phầnhình côn hoặc các phần đường kính thay đổi , dùng cho các thiết bị tách hình trụ nằmngang

Trên hình 2-6c chỉ ra các kiểu tạo ly tâm ngoài bình tách thành một bộ phậnriêng , thường gọi là đầu xoáy thủy lực vì tốc độ dòng và lực ly tâm rất lớn do tiết diệnbé

Hình 2.5 :Tách cơ bản bằng lực ly tâm

a, hình trụ có rãnh nan khớp , bình tách trụ đứng

b, Hình trụ phía trong có đường kính thay đổi , bình tách trụ nằm ngang :

1 Cửa vào của hỗn hợp ; 2 Dòng ly tâm sơ cấp , chỉ tách dầu

3.Dòng ly tâm thứ cấp , có gom khí ; 4 Van an toàn ;

5 Cửa ra của khí gầy ; 6a Đường ra ở bậc sơ cấp ;

6b Đường dầu ở bậc thứ cấp ; 7 Ống gom khí ;

Hình 2.6 c Tách sơ bộ bằng lốc xoáy thủy lực

2 Cửa vào ( theo hướng tiếp tuyến ) ;