Tìm hiểu bình tách dầu khí trong hệ thống xử lý sản phẩm khai thác tại giàn CNTT số 3 mỏ bạch hổ

Với đề tài: ‘Tìm hiểu bình tách Dầu khí trong hệ thống xử lý sản phẩm khai thác tại giàn CNTT số 3 mỏ Bạch Hổ’ Với mục tiêu là nghiên cứu các phương pháp tách dầu từ hỗn hợp khí dầu, cấ

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I : TÌNH HÌNH KHAI THÁC THU GOM XỬ LÝ SẢN PHẨM KHAI THÁC 2

1.1 Giới thiệu về ngành dầu khí Việt Nam 2

1.2 Tình hình khai thác Dầu khí tại mỏ bạch hổ 2

1.3 Sơ đồ trên giàn công nghệ trung tâm số 3 4

1.3.1 Giới thiệu chung về giàn công nghệ trung tâm số 3

4 1.3.2 Hệ thống công nghệ trên giàn công nghệ trung tâm số 3

4 CHƯƠNG II : THIẾT BỊ TÁCH SẢN PHẨM KHAI THÁC 14

2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung, chức năng của bình tách 15

2.1.1 Cấu tạo chung

15 2.1.2 Nguyên lý hoạt động chung

20 2.1.3 Chức năng của bình tách

21 2.2 Phân loại bình tách 25 2.2.1 Phân loại theo chức năng

2.2.2 Phân loại bình tách theo hình dạng

26

2.2.3 Phân loại theo phạm vi ứng dụng

33

2.2.4 Phân loại theo áp suất làm việc

33

2.2.5 Phân loại theo nguyên lý tách cơ bản

34

2.3 Phạm vi ứng dụng và ưu nhược điểm từng của các loại bình tách 342.3.1 Phạm vi ứng dụng

34

2.3.2 Ưu nhược điểm các loại bình tách

36

CHƯƠNG III : KỸ THUẬT LẮP ĐẶT VẬN HÀNH, SỬA CHỮA, BẢO DƯỠNG BÌNH TÁCH DẦU KHÍ 38

3.1 Quy trình lắp đặt và vận hành bình tách chịu áp lực C2 383.1.1 Yêu cầu về lắp đặt

40

3.1.2 Quy trình vận hành bình tách chịu áp lực C2

42

3.2 Quy trình sửa chữa và bảo dưỡng bình tách 45

3.2.2 Quy trình bảo dưỡng bình tách

47 CHƯƠNG IV : CÔNG TÁC AN TOÀN, BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG BÌNH TÁCH 48

4.1 Công tác an toàn trong khai thác dầu khí khi vận hành bình tách ba pha cho thiết bị và con người 48

4.1.1 Yêu cầu an toàn đối với con người

48 4.1.2 Yêu cầu an toàn trong tình huống sự cố

49 4.1.3 Yêu cầu an toàn khi kết thúc công việc

49 4.1.4 An toàn đối với thiết bi

49 4.2 Quy phạm an toàn, kiểm tra bình tách theo tiêu chuẩn Việt Nam 51

4.3 Các biện pháp an toàn trong công tác vận hành bình tách 51

4.4 Các biện pháp an toàn trong công tác bảo dưỡng và sửa chữa bình tách 53

4.5 Công tác bảo vệ môi trường 53

4.6 Các công trình dầu khí biển phải có trang bị chống ô nhiễm như sau 53

4.7 Việc thải các chất thải sản xuất từ các công trình dầu khí biển ở những nơi thuộc quyền tài phán của nước CHXHCN Việt Nam phải tuân theo các quy định 54

CHXHCN Việt Nam phải tuân thủ theo các quy định 544.9 Các biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng bình tách 554.9.1 Các biện pháp về mặt kỹ thuật

55

4.9.2 Các biện pháp về mặt công nghệ

55

KẾT LUẬN 62

STT SỐ HÌNH VẼ TÊN HÌNH VẼ TRANG

12 Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống khí UA, IA và Nitơ 12

15 Hình 2.2 Tách cơ bản kiểu cửa vào hướng tâm 16

16 Hình 2.3 Bình tách 2 pha sử dụng bộ phân tách cơ

30 Hình 4.2 Cấu trúc phần tử của polydimethylsioxane 59

STT SỐ HIỆU

1 Bảng 2.1 So sáng sự thuận lợi và không thuận lợi của

2 Bảng 3.1 Các thiết bị điều khiển của bình tách C2 40

3 Bảng 3.2 Nguyên nhân và cách khắc phuc sự cố khi

chất lỏng bị cuốn ra ngoài theo dòng khí 45

4 Bảng 3.3 Nguyên nhân và cách khắc phúc sự cố khi

1 foot (ft) =0,305 m

1 at =760 mmHg

1 oC = 33,8 oF = 274,15 oK

1 at =1,01325 Bar =1,033227453 kg/cm2 =101,325 Kpa

LỜI MỞ ĐẦU

Ngành dầu khí Việt Nam ngày càng phát triển, sản lượng khai thác dầu thô vàkhí đồng hành ngày càng tăng Dầu thô và khí đồng hành chủ yếu được khai thác tạiphần thềm lục địa phía Nam Việt Nam Dầu thô được khai thác trên các mỏ ở ViệtNam là dầu có hàm lượng parafin tương đối cao, độ nhớt ,nhiệt độ đông đặc cao nênviệc khai thác, vận chuyển hỗn hợp dầu khí gặp nhiều khó khăn, đòi hỏi phải xử lýnhiều sự cố kỹ thuật xảy ra trên đường ống vận chuyển như: sự cố tắc đường ống dolắng đọng parafin, xung động trong hệ thống vận chuyển hỗn hợp dầu khí, làm giảmcông suất tách, giảm mức độ an toàn với thiết bị công nghệ

Với mục đích áp dụng lý thuyết và thực tế sản xuất trong quá trình thu gom,

xử lý, vận chuyển hỗn hợp dầu khí, với sự giúp đỡ của các cán bộ trong Xí nghiệpLiên doanh Vietsovpetro Em đã kết thúc đợt thực tập sản xuất, thực tập tốt nghiệp,

thu thập tài liệu và hoàn thành đồ án dưới sự hướng dẫn trực tiếp của PGS.TS Triệu Hùng Trường.

Với đề tài: ‘Tìm hiểu bình tách Dầu khí trong hệ thống xử lý sản phẩm khai thác tại giàn CNTT số 3 mỏ Bạch Hổ’

( Với mục tiêu là nghiên cứu các phương pháp tách dầu từ hỗn hợp khí dầu, cấu trúc thiết bị tách dầu khí, nguyên lý hoạt động, các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả, công suất tách của bình tách dầu khí )

Hà Nội, ngày 25 tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG I : TÌNH HÌNH KHAI THÁC THU GOM XỬ LÝ SẢN PHẨM

KHAI THÁC 1.1 Giới thiệu về ngành dầu khí Việt Nam

Hơn 30 năm trước, ngày 3/9/1975, Chính Phủ đã ban hành Nghị Định số 170/

CP, thành lập tổng cục Dầu Mỏ và Khí Đốt Việt Nam, tiền thân của Tập Đoàn DầuKhí Quốc Gia Việt Nam ngày nay Gần một năm sau ngày thành lập, ngày27/7/1986, chúng ta có nguồn khí thiên nhiên đầu tiên được khai thác từ giếngkhoan số 51 ở vùng trũng sông Hồng, nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của đấtnước Năm năm sau, vào tháng 6/1981, dòng khí công nghiệp ở mỏ khí Tiền Hảiđược khai thác để đưa vào phục vụ sản suất Mười năm sau ngày thành lập, ngày 26tháng 6 năm 1986 Xí Nghiệp Liên Doanh Dầu Khí Việt – Xô đã khai thác tấn dầuđầu tiên từ mỏ Bạch Hổ… Kể từ đó Việt Nam đã trở thành một trong những nướckhai thác và xuất khẩu dầu thô, dánh dấu một bước tiến vững chắc, khẳng định mộttương lai đầy hứa hẹn cho ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam

Trải qua 35 năm xây dựng và phát triển, ngành dầu khí Việt Nam đã vượt quamọi trở ngại khó khăn để vươn lên trở thành ngành kinh tế kĩ thuật hàng đầu, đãđóng góp to lớn vào công cuộc xây dựng và bảo vệ tổ quốc Việt nam XHCN, đặcbiệt ở những năm cuối của thế kỷ trước, ngành dầu khí đã góp phần tích cực vàoviệc đưa đất nước thoát khỏi tình trạng khủng hoảng kinh tế Ở thập kỷ này – thập

kỷ đầu tiên cua thế kỷ 21, Tập Đoàn Dầu Khí Quốc Gia Việt Nam thực sự đã trởthành đầu tàu kinh tế, là động lực đẩy nhanh tiến trình “công nghiệp hóa, hiện đạihóa đất nước” Trong những năm gần đây, nhờ có nền tảng vững chắc, tốc độ pháttriển của tập đoàn luôn ở mức cao, đóng góp lớn cho nguồn thu ngân sách quốc gia Hiện nay với hơn 50 đơn vị thành viên và các công ty liên doanh, lực lượnglao động hơn 25000 người, doanh thu năm 2008 đạt 280,05 ngàn tỉ đồng, năm 2014đạt tổng doanh thu 745.500 tỉ đồng nộp ngân sách nhà nước đạt 178.100 tỉ đồng.Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam hoạt động trong lĩnh vực dầu khí và các lĩnhvực khác không chỉ ở trong nước mà còn ở nước ngoài

1.2 Tình hình khai thác Dầu khí tại mỏ bạch hổ

Năm 1981, Hiệp định liên chính phủ Việt Nam-Liên Xô đã được ký kết, thành

lập xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro, có nhiệm vụ tìm kiếm, thăm dò và khai thácdàu khí trên thềm lục địa của Việt Nam Đến nay đã phát hiện 3 mỏ dầu có giá trị

công nghiệp, với chi phí thấp, chỉ có 0.2 USD/thùng đối với mỏ Bạch Hổ và 0.6USD/thùng với mỏ Rồng Doanh thu xuất khẩu dầu thô của Vietsovpetro ước đạt32.5 tỉ USD và chiếm khoảng 60% sản lượng chung của cả nước

Một phát hiện đăc biệt là tìm ra tầng dầu trong đá móng tiền Đệ Tam tại giếngkhoan BH.6 vào ngày 15 tháng 05 năm 1987 và bắt đầu khai thác từ ngày 06 tháng

9 năm 1988 Đây là tầng dầu quan trọng và đọc đáo vì từ tầng dầu này đã góp phầnlàm tăng sản lượng khai thác dầu hàng năm ở mỏ Bạch Hổ Điều quan trọng nữa làthèm lục dịa Việt Nam trở nên hấp dẫn với các nhà đầu tư vì chưa có tầng dầu nàonhư thế trong khu vực Kiên trì và gian khó để xác lập thân dầu trong đá móng đếnviệc xác định công nghệ khai thác là thành tự của Vietsovpetro Nhờ áp dụng côngnghệ Bơm ép nước mà hệ số thu hồi dầu tăng tới 40,3% Nhờ vậy mà trong 129triệu tấn dầu lấy từ mỏ Bạch Hổ có hơn 50% là lấy từ tần móng của mỏ

Từ năm 1995, khí đồng hành ở mỏ Bạch Hổ đã được đưa vào sử dụng Nămđầu tiên cung cấp 202,9 triệu m3 khí Tính tới ngày 07 tháng 11 năm 2005 đã cungcấp 14.730 tỷ m3 khí cho công trình khí-điện-đạm Phú Mỹ, cũng cấp cho các hộ tiêuthụ 15 tỷ m3, 2 triệu tấn khí hóa lỏng, 8 tiệu tấn condensate Tổng doanh thu đạt34.000 tỷ đồng và nộp ngân sách nhà nước 8000 tỷ đồng

Năm 1992 đạt 10 triệu tấn, 20 triệu tấn vào năm 1993, 50 triệu tấn vào năm

1997, 100 triệu tấn năm 2001 và đến 4/12/2005 đạt tổng sản lượng khai thác 150triệu tấn dầu thô

Năm 2008 Vietsovprtro đã khai thác được trên 280 triệu tấn dầu thô và trên 45

tỷ m3 khi Mang lại nguồn thu ngoại tệ gần 60 tỷ USD, nộp ngân sách nhà nước trên

36 tỉ USD và tạo dựng nguồn vốn chủ sở hữu trên 100 ngàn tỷ đồng

Từ năm 1993 đến tháng 5/2014, Vietsovpetro đã khai thác được 210 triệu tấndầu từ mỏ bạch hổ

Đầu năm 2015, liên daonh Vietsovpetro dự kiến sẽ sản xuất bình quân 4,69triệu tấn/năm trong giai đoạn 2015 đến 2019, thấp hơn mức 5,71 triệu tấn/năm trongnăm 2010 -2014

Năm 2016 về khai thác dầu khí, triển khai các biện pháp đảm bảo khai thác antoàn với sản lượng 5.040 nghìn tấn dầu thô, thu gom và cung cấp vào bờ trên 1,7mét khối khí

1.3 Sơ đồ trên giàn công nghệ trung tâm số 3

1.3.1 Giới thiệu chung về giàn công nghệ trung tâm số 3

Giàn công nghệ trung tâm số 3 hoàn thiện và được đưa vào sử dụng từ tháng 2năm 2004 đây là một trong những thành quả của sự lao động sáng tạo của tập thểđội ngũ cán bộ công nhân viên Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro và là niềm tựhào của nền công nghiệp dầu khí Việt Nam Giàn công nghệ trung tâm số 3 là một

bộ phận của tổ hợp công nghệ trung tâm 3 (CTK3) được đặt ở phía Nam của mỏBạch Hổ với mục đích nhận dầu từ các giàn nhẹ (BK) và các giàn cố định mỏ Bạch Hổ

về để xử lý dầu, khí, nước Từ đây dầu thành phẩm được bơm đến các tàu chứa, khítách ra được đưa về giàn nén khí trung tâm, nước tách ra được xử lý sạch đảm bảo tiêuchuẩn an toàn và bảo vệ môi trường sau đó xả xuống biển Giàn công nghệ trung tâm

3 (CPP3) được thiết kế với công suất thiết kế là 15.000 tấn dầu/ngày đêm, 4.000 m3nước/ngày đêm (tối đa có thể xử lý được 12.000 m3 nước/ngày) và lưu lượng khítách là 3 triệu m3/ngày đêm

Ngoài CPP-3 ra, tổ hợp công nghệ trung tâm 3 còn có

- Giàn bơm ép nước PPD -30.000: được thiết kế với 03 tổ máy với tổng côngsuất thiết kế là 30.000 m3/ngày đêm với áp suất đầu ra của nước là 250 bar, hòachung vào hệ thống bơm ép nước vào vỉa của mỏ Bạch Hổ

- Khu nhà ở: Khu nhà ở được đặt ở giữa giàn ép vỉa PPD-30.000 và giàn xử lýdầu trung tâm CPP-3 Với tổng sức chứa 140 người

1.3.2 Hệ thống công nghệ trên giàn công nghệ trung tâm số 3

1.3.2.1.Riser block

Trên Riser block gồm các cụm thiết bị công nghệ:

- Cụm 1: Cụm phân dòng hỗn hợp lưu chất các giàn nhẹ -M1, gồm 3 đường

phân dòng 12’’ nối với các ống đứng dầu từ BK-4, BK-5, BK-6, BK-8, BK-9,BK-14, BK-CNV và giàn 2

- Cụm 2: Cụm phân dòng khí –M2, ống 8’’ nhận khí từ BK-9 Hệ thống đường

ống vận chuyển dầu đi tàu chứa VSP-01 và tàu chứa Ba Vì

- Cụm 3: Pig-Lauch trên đường vận chuyển dầu đến tàu chứa Ba Vì.

- Cụm 4: Cụm thiết bị đo dầu đến giàn CNTT-2, gồm 2 bộ đo trái chiều để đo

dầu bơm sang giàn CTP-2 và ngược lại

- Cụm 5: Hệ thống phóng (Pig-Laucher) trên đường vận chuyển khí đến giàn

nén khí trung tâm

- Cụm 6: Bình dầu thải V-15 và máy bơm P-12-A/B Bình nhận chất lỏng và

hơi nước xả từ PL-1, PL-2, cụm phân dòng M-1 được P-12-A/B bơm về các bìnhtách thứ cấp

1.3.2.2 Hệ thống xử lý dầu

- Hỗn hợp dầu - khí - nước của BK-2, 4, 5, 6, 8, 9, 14, CNV và một phần dầu

đã tách khí của các MSP vòm Bắc được đưa về giàn ống đứng (Riser Block) củaCTK-3 Từ đây hỗn hợp dầu khí nước được đưa đến cụm phân dòng M1 và chia vào

3 đường thu gom chính A/B/C rồi đến các phin lọc F-1-A/B/C tương ứng (phin lọcF-1-D dự phòng khi sửa chữa hoặc sự cố trên các phin F-1-A/B/C) Hỗn hợp dầu từF-1-A/B/C được đưa đến bình tách cấp 1 (V-1-A/B/C) tương ứng Tại đây hỗn hợpđược tách thành 3 pha dầu, khí, nước theo nguyên lý trọng lực Dầu sau khi tách ra

ở giai đoạn này vẫn chứa một hàm lượng 7-20% nước sẽ được đưa đến hệ thống gianhiệt T-1-A/B/C (T-1-D dự phòng cho T-1-A/B/C khi sự cố hoặc sửa chữa) sau đó

sẽ được đưa đến các bình tách cấp 2(V-2-A1/B1/C1), tại đây tách thành 2 pha khí

và chất lỏng Chất lỏng chảy xuống bình (V-2-A2/B2/C2) và tại đây sẽ tách nướctrong dầu theo nguyên lý trọng lực cùng với tĩnh điện (hàm lượng nước trong dầusau khi tách sau khi tách nhỏ hơn 0.5%) sẽ đi qua cụm phân dòng đến V-3-A/B, từđây dầu được bơm đi các tàu chứa bằng hệ thống máy bơm cao áp (P-1-A/B/C/D/E)hoặc thấp áp (P-2-A/B/C/D/E) Trong trường hợp hàm lượng nước trong dầu caohơn giới hạn cho phép, dầu sẽ đưa về bình V-3-C, từ đây dầu sẽ được bơm trở lại F-

1 hoặc V-2-A1/B1/C1 để xử lý lại

- Giàn CPP-3 được thiết kế xử lý tổng cộng 19.000 t/ng.đ chất lỏng với hàm

lượng nước lớn nhất vào khoảng 60-65 %

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống xử lý dầu

1.3.2.3 Hệ thống thu gom khí đồng hành

Khí áp cao được tách ra các bình tách ba pha V-1-A/B/C và khí từ máy nénkhí K-1 đi qua cụm phân dòng và đo lưu lượng khí (Skid-38), một phần dùng làmkhí nhiên liệu trên giàn, phần lớn được vận chuyển về giàn nén khí trung tâm

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống thu gom khí áp cao

Khí thấp áp từ bình V-3-A/B/C được làm mát bằng quạt AC-1-A, sau đó vàobình V-6 để tách condensate và được nén lên tới áp suất khoảng 3,5 bar, tươngđương áp suất khí tách bậc 2, bằng hệ thống máy nén khí K-1A-A/B/C, sau đó đượclàm mát bằng các quạt AC-2-A/B/C Khí này được hòa chung với khí bậc 2 tách ra

từ bìnhV-2-A1/B1/C1 (đã được làm mát bằng quạt AC-1-B) đi vào bình V-8 để táchthành phần lỏng, rồi đi vào máy nén khí K-1B-A/B/C để nén lên bằng áp suấtV-1-A/B/C, tiếp theo qua quạt làm mát AC-3-A/B/C đi vào bình V-9 táchcondensate, rồi hòa chung với hệ thống khí cao áp ở Skid-38 sang giàn nén khí lớn

Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống nén khí áp suất thấp

Một phần khí cao áp được trích ra từ cụm đo khí Skid 38 đưa vào bình V-11sau đó đến bộ gia nhiệt (T-3-A/B), khí từ T-3-A/B cung cấp cho bộ nồi hơi boilerA/B/C

Một phần khí cao áp từ Skid-38 đến bình V-22, tới máy nén khí K-2-A/B/Cđược nén lên 21,5 bar qua bộ trao đổi nhiệt T-2-A/B/C qua hệ thống làm mát AC-4-A/B/C về bình V-23-A/B/C để tách condensate sau đó đi qua bộ trao đổi nhiệt T-2-A/B/C và về bình V-24 Khí từ bình V-24 sẽ cung cấp cho giàn ép vỉa WIP-30.000

để kiểm soát hàm lượng dầu trong nước (tại đây nước đã đạt tiêu chuẩn an toàn vàbảo vệ môi trường) Tại KS-1 lượng váng dầu còn lại được tách lần cuối cùng, nướcsau đó được xả xuống biển

Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống xử lý nước vỉa

1.3.2.5 Hệ thống đuốc áp suất cao và áp suất thấp

Trong trường hợp giàn nén khí trung tâm không nhận hoặc nhận không hết khícao áp tách ra trên giàn, lượng khí cao áp từ các bình tách bậc 1, từ hệ thống nén khínhiên liệu và khí tách ra từ V-4 sẽ đi vào bình V-5, tại đây chất lỏng được tách racòn khí sẽ đi ra fakel cao áp FT-1 để đốt

Tất cả khí tách bậc 2, bình chứa V-3A/B (trong trường hợp máy nén khíK-1A-A/B/C, K-1B-A/B/C không làm việc), V-6, V-8, V-10-A/B và các bình dầuthải sẽ đi vào bình V-7, tại đây chất lỏng được tách ra, khí sẽ ra đuốc thấp áp FT-2 Khí mồi đốt fakel: khí cao áp đưa vào FS-1-A/B tại đây khí được làm sạchphục vụ việc đánh lửa và duy trì ngọn lửa cho đuốc

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống đuốc cao áp

Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống đuốc thấp áp

1.3.2.6 Hệ thống thu gom condensate

Lượng dầu tách ra từ hệ thống tách nước ly tâm HC-1 & HC-2 cùng vớicondensate tách ra các bình V-4, V-6, V-8, V-9, V-22, V-23, V-24 sẽ được gom vềbình V-14 và được bơm ngược trở lại F-1-A/B/C hoặc V-2 A1/A2, B1/B2, C1/C2bằng bơm P-7-A/B

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống thu gom condensate

1.3.2.7 Hệ thống thu gom dầu thải

Toàn bộ đường xả kín các bình tách và các thiết bị công nghệ trên giàn, đượcchảy về bình xả kín V-12, sau đó được bơm ngược lại hệ thống các bình tách hoặcbình V-21 bằng bơm P-6-A/B

Toàn bộ đường xả hở từ các bình tách và các thiết bị công nghệ trên giàn đượcchảy về bình xả hở V-13, sau đó được bơm vòng lại hệ thống các bình tách hoặcbình V-21 bằng bơm P-8-A/B

Toàn bộ dầu thải ở Riser Block chảy về bình V-15, sau đó được bơm về bìnhV-2 bằng bơm P-12-A/B

Bình V-21 chứa các chất thải dạng bùn Dầu ở đây được tách ra và được bơmtrở lại bình xả kín V-12 bằng bơm P-4-A/B, còn chất bẩn được xả vào thùng chứachất thải gửi về bờ xử lý

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống thu gom dầu thải

1.3.2.8 Hệ thống hoá phẩm.

Hệ thống bơm hoá phẩm trên giàn có 4 hệ thống chính:

- Hóa phẩm giảm nhiệt độ đông đặc (depressant), các thùng chứa hóa phẩm

được bơm bằng P-11-D đến V-19 từ đây bơm đến V-3-A/B bằng bơmP-16-A/B/C/D/E

- Hóa phẩm phá nhũ tương dầu trong nước (deoiler), các thùng chứa hóa phẩm

bơm bằng P-11-A đến V-16, từ đây bơm đến đường nước tách ra từ V-1-A/B/C &V-2-A2/B2/C2 và bình hớt váng V-10-A/B bằng bơm P-13-1-A/B & P-13-2-A/B

- Hóa phẩm phá nhũ tương nước trong dầu (demulsifier) Các thùng chứa hóa

phẩm bơm bằng P-11-B đến V-17, từ đây bơm đến đường hỗn hợp dầu khí nướctrước phin lọc F-1-A/B/C/D bằng bơm P-14-A/B

- Hóa phẩm chống ăn mòn các thùng chứa hóa phẩm bơm bằng P-11-C đến

V-18, từ đây bơm đến đường hỗn hợp dầu khí nước trước phin lọc F-1-A/B/C/Dbằng bơm P-15-A/B

Hình 1.10 Sơ đồ hệ thống hóa phẩm

1.3.2.9 Hệ thống tạo hơi nước.

Gồm có 3 boiler A/B/C trong đó Boiler A đun nóng bằng dầu diezen và khínhiên liệu, boiler B/C đun nóng bằng khí nhiên liệu

Nước biển lấy từ hệ thống cứu hoả đưa vào hệ thống tách muối, sau đó đưa vàobình chứa FWT (feed water tank) rồi đến các boiler bằng bơm WP-3-A/B, nướcđược đun nóng và hoá hơi với áp suất 7 bar, nhiệt độ 1700C dùng để gia nhiệt chodầu ở cụm gia nhiệt T-1-A/B/C/D và các bình chứa dầu thải ở các block

Hình 1.11 Sơ đồ hệ thống tạo hơi

1.3.2.10 Hệ thống tạo khí nuôi.

Hệ thống máy nén và sấy khí cung cấp khí nén cho thiết bị tự động, cụm tạonitơ và các mục đích khác

Hệ thống khí nén gồm 3 máy nén trục vít K-3-A/B/C nén không khí lên áp suất

8 bar, qua bộ quạt làm mát AC-5-A/B/C tới bình V–25, qua bộ sấy AR-1-A/B đếnbình V-28 rồi tới các thiết bị sử dụng khí

Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống khí UA, IA và Nitơ

Hình 1.13 Sơ đồ hệ thống nước cứu hỏa

CHƯƠNG II : THIẾT BỊ TÁCH SẢN PHẨM KHAI THÁC

Thiết bị tách dầu khí là một thuật ngữ dùng để chỉ một bình áp suất sử dụng

để tách chất lưu thu được từ các giếng dầu khí thành các pha khí và lỏng

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

Các thiết bị chỉ dùng để tách nước hoặc chất lỏng (dầu + nước) ra khỏi khí,thường có tên gọi là bình nốc ao (knock out) hoặc bẫy Nếu thiết bị tách nước lắpđặt gần miệng giếng thì khí và dầu lỏng thoát ra đồng thời còn nước tự do thoát ra ởphần đáy bình Còn ở các bình tách lỏng (cho phép tách tất cả chất lỏng ra khỏi khí)thì dầu và nước thoát ra ở phần dưới của bình, còn khí thoát ra ở phần trên đỉnh củabình Như vậy thuật ngữ nốc ao ám chỉ nhiệm vụ tách nhanh chất lỏng ra khỏi khí Thiết bị tách truyền thống làm việc ở áp suất thấp, thường gọi là buồng Flat.Chất lưu vào là từ các bình tách cao áp, còn chất lưu đi ra được chuyển tới các bểchứa, cho nên chúng thường đóng vai trò bình tách cấp hai hoặc cấp ba, có nhiệm

vụ tách khí nhanh

Các bình tách bậc một làm việc ở các trạm tách nhiệt độ thấp hoặc tách lạnh,thường gọi là bình giãn nở, được trang bị thêm nguồn nhiệt để nung chảy hydrat.Cũng có thể bơm chất lỏng phòng ngừa hydrat hoá vào chất lỏng giếng trước khigiãn 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 trêncác tuyến ống phân phối, thu gom, được chế tạo theo kiểu lọc khô và lọc ướt Loạilọc khô có trang bị bộ chiết sương, phổ biến là kiểu keo tụ và các chi tiết phía trongtương tự như bình tách dầu khí Đối với loại lọc ướt thì dòng hơi đi qua một đệmlỏng (có thể là dầu) để rửa sạch bụi bẩn và tạp chất, sau đó qua bộ chiết sương đểtách lỏng Bình lọc thường lắp ở dòng đi lên từ thiết bị xử lý khí bất kỳ hoặc thiết bịbảo vệ dòng ra

2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung, chức năng của bình tách

2.1.1 Cấu tạo chung

Các thiết bị tách truyền thống, thông dụng có sơ đồ nguyên lí như hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ bình tách 2 pha trụ đứng1- Đường vào của hỗn hợp 5- Bộ phận chiết sương

Được lắp đặt trực tiếp ở cửa vào đảm bảo nhiệm vụ tách dầu ra khỏi khí, tức

là giải phóng được các bọt khí tự do Hiệu quả làm việc phụ thuộc vào cấu trúcđường vào: hướng tâm, tiếp tuyến của vòi phun tức bộ phận phân tán để tạo dòngrối cho hỗn hợp dầu khí

Có 2 cách bố trí bộ phận tách cơ bản: hướng tâm và ly tâm

- Theo nguyên tắc hướng tâm:

A-AHình 2.2 Tách cơ bản kiểu hướng tâm

Hỗn hợp sản phẩm khai thác theo đường số 5 vào ống phân tán, qua các vòiphun số 4 được tăng tốc và đạp vào các tấm chặn số 3 làm đổi chiều chuyển động

và giảm tốc độ thoát qua khe hở giữa các tấm chặn Khí bay lên phần cao Còn chấtlỏng phần lớn bám vào các tấm chặn, kết dính và đi xuống bộ phận tách thứ cấptheo các lỗ thoát số 6

- Theo nguyên tắc ly tâm:

Hình 2.3 Bình tách 2 pha sử dụng bộ phân tách cơ bản kiểu ly tâm

Phương án phổ biến là bố trí cửa vào theo hướng tiếp tuyến với thành bình.Thường được thiết kế bởi 2 bình hình trụ đồng tâm Dòng sản phẩm hỗn hợp sẽ đivào khoảng không gian giữa 2 bình theo hướng tiếp tuyến với thành bình Dầu có

xu hướng bám dính vào thành bình

+ Đối với bình trụ đứng: bộ phận tách cơ bản là 2 bình hình trụ đồng tâm

có đường kính không thay đổi Bình trong có rãnh kiểu nan chớp Khi dòng hỗn hợpsản phẩm khai thác đi vào theo hướng tiếp tuyến với thành bình và chuyển độngtheo quỹ đạo xoáy, do khí có lực ly tâm nhỏ hơn sẽ đi vào bình hình trụ bên trongqua các màng chớp và thoát lên trên Còn dầu có lực ly tâm lớn hơn sẽ văng ra vàbám vào thành trong của bình hình trụ bên ngoài, kết dính lại và lắng xuống dướiđến bộ phận tách thứ cấp

+ Đối với bình trụ ngang: sử dụng 2 bình hình trụ đồng tâm, bình hìnhtru bên trong có đường kính thay đổi Dòng hỗn hợp sẽ đi vào theo hướng rãnhxoắn ốc để tạo lực ly tâm để dễ dàng phân ly dầu – khí

+ Ngoài ra còn tách sơ bộ bằng đầu xoáy lốc thuỷ lực

2.1.1.2 Bộ phận tách thứ cấp B

Là phần lắng trọng lực, thực hiện tách bổ sung các bọt khí còn sót lại ởphần A Để tăng hiệu quả tách các bọt khí ra khỏi dầu, cần hướng các lớp mỏngchất lưu theo các mặt phẳng nghiêng (tấm lệch dòng), phía trên có bố trí các ngưỡng

chặn nhỏ, đồng thời phải kéo dài đường chuyển động bằng cách tăng số lượng cáctấm lệch dòng.

2.1.1.3 Bộ phận lưu giữ chất lỏng C

Là phần thấp nhất của thiết bị dùng để gom dầu và xả dầu ra khỏi bình tách.Dầu ở đây có thể là một pha hoặc hỗn hợp dầu – khí tuỳ thuộc vào hiệu quả làmviệc của phần A và phần B, vào độ nhớt và thời gian lưu giữ Trường hợp hỗn hợpthì phần này có nhiệm vụ lắng để tách khí, hơi ra khỏi dầu Ở thiết bị 3 pha, nó còn

có chức năng tách nước

2.1.1.4 Bộ phận chiết sương D

Là bộ phận được lắp ráp ở phần cao nhất của thiết bị nhằm giữ lại các giọtdầu nhỏ bị cuốn theo dòng khí Dầu thu giữ ở đây thì theo đường tháo khô chảy trựctiếp xuống phần lưu giữ chất lỏng

- Bộ phận chiết sương kiểu đồng tâm:

Gồm 3 hình trụ đồng tâm, có lỗ thoát khí ở phía trên cao nhất và thấp nhất củatrụ để hướng dòng khí đi lên xuống với trị số tốc độ khác nhau ở mỗi hình trụ trướckhi ra đầu xả Các giọt dầu bám vào thành ống sẽ chảy xuống phần lắng

+ Ưu điểm: chế tạo đơn giản, giá thành thấp và quá trình tách nhanh.+ Nhược điểm: tách các bụi dầu ra khỏi dòng khí không triệt để

- Bộ phận chiết sương kiểu nan chớp:

Hình 2.4 Bộ phận chiết sương kiểu nam chớp

Bao gồm các tấm uốn lượn sóng và các tấm đục lỗ sau khi qua bộ phận tách

cơ bản ở đầu vào, khí bay lên đi vào chi tiếtgồm các tấm lượn sóng song songkhông đục lỗ, khí sẽ chuyển động theo khe hở giữa các tấm, chiều chuyển độngđược thay đổi liên tục, dầu sẽ bám dính vào các tấm này, sau đó va đập vào các tấmchắn thẳng đứng có đục lỗ, hướng các giọt dầu chảy xuống phần thu và theo đườngống chảy xuống phần thấp nhất của thiết bị Hiệu quả sẽ được tăng lên khi trên cáctấm lượn sóng có các gờ và các cánh phụ

+ Ưu điểm: chế tạo đơn giản, giá thành thấp, quá trình tách nhanh và khảnăng tách bụi dầu là tốt hơn so với bộ chiết sương dạng đồng tâm

- Bộ chiết sương dạng cánh:

Hình 2.5 Bộ phận chiết sương dạng cánh

Bộ chiết sương dạng cánh được cấu tạo từ các tấm thép góc lắp song song.Đỉnh của các tấm này được bố trí hướng lên phía trên, các khe hở được bố trí saocho dòng khí qua đó chịu va đập, thay đổi hướng, tốc độ chuyển động để tách phalỏng ra khỏi pha khí Bộ chiết sương dạng cánh có cấu tạo đơn giản, nhưng hiệu quảtách cao và giá thành hợp lý

Bộ lọc sương được sử dụng để tách sương từ khí thiên nhiên và được dùngnhiều trong hệ thống vận chuyển và phân phối khí có hàm lượng chất lỏng trong khíthấp Bộ lọc sương có cấu tạo gồm các đệm keo tụ được chế tạo từ kim loại hoặccác vật liệu chế tạo khay dạng đệm trong các thấp xử lý dầu Các tấm đệm này tạo

ra một tập hợp: cơ chế va đập, thay đổi hướng và tốc độ chuyển động và kết dính đểtách lỏng ra khỏi khí Đệm có mặt tiếp xúc lớn để gom và keo tụ sương chất lỏng

Bộ lọc kiểu này ngoài tác dụng lọc khí còn được sử dụng trong bình tách dầu – khí.Tuy vậy, nếu sử dụng trong bình tách thì có hạn chế ở chỗ đệm keo tụ có thể chế tạo

từ vật liệu giòn, dễ hỏng khi vận chuyển và lắp ráp nếu như nó được lắp sẵn từ cơ

sở chế tạo rồi vận chuyển đến cụng trường Cỏc loại lưới thộp cú thể bị lấp bịt bởiparaffin và cỏc tạp chất, giảm thời hạn sử dụng Ngoài ra sự giảm ỏp lớn qua đệmgõy nguy cơ tạo rónh xung quanh Vỡ vậy bộ lọc kiểu keo tụ chỉ nờn dựng cho hệthống thu gom, vận chuyển và phõn phối khớ.

Hỡnh 2.6 Một số loại đệm đụng tụ Phớa ngoài bỡnh cú cỏc cửa vào và cửa ra Cửa vào bao gồm đường chảy củahỗn hợp và cửa vào cho người khi cần vệ sinh, sửa chữa, bảo dưỡng Đường ra củakhớ lắp đặt ở phần cao, cú van tự động điều khiển bằng ỏp suất Phần thấp nhất cúđường ra của nước hoặc của cặn Đường ra của dầu điều khiển bằng mực chất lỏngthiết kế trong bỡnh

2.1.2 Nguyờn lý hoạt động chung

Bình tách hoạt động theo 4 giai đoạn cơ bản sau:

 Giai đoạn 1: Là giai đoạn đầu của quá trình tách về cơ bản là sử dụng một

bộ phận gạt đầu vào, cỏc giọt chất lỏng lớn nhất va chạm lên bộ phận gạt này và rơixuống bằng trọng lực

 Giai đoạn 2: Là sự tách bằng trọng lực các giọt nhỏ hơn dạng hơi bằng cáchchảy thông qua khu vực tách

 Giai đoạn 3: Là sự tách sơng, tại đây các giọt nhỏ nhất đợc đông tụ thànhcác giọt lớn hơn, nó sẽ đợc tách bằng trọng lực

 Giai đoạn 4: Là sự phân lớp, các chất lỏng nhẹ nổi lên trong pha nặng hay

sự sa lắng của các giọt lỏng nặng trong pha nhẹ và tuõn theo định luật Stock

2.1.3 Chức năng của bình tách

Bình tách có chức năng cơ bản, chức năng phụ và chức năng đặc biệt

2.1.3.1 Chức năng cơ bản bao gồm

Tách dầu khỏi khí, tách khí khỏi dầu và tách nước khỏi dầu

Việc tách khí có thể được bắt đầu khi chất lỏng đi từ vỉa vào giếng, khi dichuyển trong ống nâng và ống xả Vì vậy, có những trường hợp trước khi vào bìnhtách, dầu và khí đã được tách hoàn toàn, lúc đo bình tách chỉ còn tạo không giancho khí và dầu di theo đường riêng Sự chênh lệch mật độ lỏng – khí nói chung bảođảm cho quá trình tách dầu, tuy nhiên vẫn cần đến các phương tiện cơ khí chẳnghạn như bộ chiết sương và các phương tiện khác trước khi xả dầu, khí ra khỏi bình Tốc độ giải phóng khí ra khỏi dầu là một hàm số biến thiên theo áp suất vànhiệt độ Thể tích khí tách ra khỏi dầu phụ thuộc vào tính chất vật lý và hoá học củadầu thô, áp suất và nhiệt độ vận hành, tốc độ lưu thông, hình dáng kích thước củabình tách và nhiều yếu tố khác Tốc độ lưu thông qua bình và chiều sâu lớp chấtlỏng ở phần thấp quyết định thời gian lưu giữ hoặc thời gian lắng Thời gian nàythường từ 1- 3 phút là thoả mãn trừ trường hợp dầu bọt, còn phải tăng lên từ 5- 20phút tuỳ theo độ ổn định của bọt và kết cấu của bình, chung nhất là từ 2- 4 phút, loại

2 pha từ 20 giây đến 2 phút, loại 3 pha từ 2 đến 10 phút, khoảng thời gian có thể gặp

là từ 20 giây đến 2 giờ Hệ thống khai thác và xử lý đòi hỏi phải tách hoàn toàn khíhoà tan, bao gồm rung lắc, nhiệt, keo tụ, lắng Nếu dầu có độ nhớt cao hoặc sứcsăng bề mặt lớn thì phải sử dụng các vật liệu lọc

Nước trong chất lưu giếng cần được tách trước khi đi qua các bộ phận giảm ápnhư van, vòi để ngăn ngừa sự ăn mòn, tạo thành hydrat hoặc tạo thành nhũ tươngbền gây khó khăn cho việc xử lý Việc tách nước thực hiện trong các thiết bị 3 phabằng cơ chế trọng lực kết hợp với hoá chất Nếu thiết bị có kích thước không đủ lớn

để tách theo yêu cầu thì chúng sẽ được tách trong các bình tách nhanh lắp ở đườngvào hoặc ra của thiết bị tách có vai trò tách sơ bộ hoặc bổ sung Nếu nước bị nhũhoá thì cần có hoá chất để khủ nhũ

 Phương pháp tách dầu ra khỏi khí

Trong dòng khí thường có các bụi dầu dạng sương mù hoặc các giọt dầu Đểtách chúng ra trong thiết bị tách thường lắp bộ chiết sương Tuy vậy, dòng khí khi

ra khỏi bình tách vẫn có một lượng dầu nhất định tùy theo sự hoàn thiện về kĩ thuật

và dầu sẽ ngưng tụ do giảm nhiệt độ

Các phương pháp dùng để tách dầu khỏi dòng khí trong các bình tách bao gồm: trọng lực, va đập, thay đổi hướng dòng chảy, thay đổi tốc độ, dùng lực ly tâm,

cơ chế keo tụ và thấm

a) Tách trọng lực

Nguyên lý tách là dựa vào sự chênh lệch về tỷ trọng, bởi vì khí nhẹ hơn dầu.Theo các nhà nghiên cứu ở điều kiện tiêu chuẩn, dầu nặng hơn khí tự nhiên từ400÷1600 lần Tuy nhiên khi nhiệt độ và áp suất tăng thì sự chênh lệch đó giảm rấtnhanh; chẳng hạn, ở áp suất 50at, sự chênh lệch chỉ còn 6÷10 lần Nếu kích thướccác giọt đủ lớn, chúng dễ dàng lắng đọng và tách ra Tuy nhiên, điều đó ít khi xảy ra

vì kích thước các hạt lỏng thường bé làm cho chúng có xu hướng nổi trong khôngkhí không thể tách ra khỏi dòng khí trong thời gian ngắn, đặc biệt nếu tốc độ dòngkhí cao Khi ta giới hạn tốc độ dòng khí có thể thu được kết quả tách thỏa mãn nhờ

cơ chế phân ly trọng lực Các hạt chất lỏng có đường kính từ 100µm trở lên sẽ đượctách cơ bản trong các thiết bị cỡ trung bình, còn các hạt nhỏ hơn cần nhờ đến bộchiết sương

b) Va đập

Dòng khí có chứa hỗn hợp lỏng đập vào một tấm chắn, chất lỏng được giữ lạitrên bề mặt tấm chắn, chúng sẽ nhập lại với nhau thành các giọt lớn và lắng xuốngnhờ trọng lực Khi hàm lượng chất lỏng cao hoặc kích thước các hạt chất lỏng bé,lúc này để tách có hiệu quả cần phải tạo ra nhiều va đập nhờ vào sự bố trí các tấmchắn kế tiếp nhau theo từng góc nghiêng nhất định

c) Thay đổi hướng và tốc độ

Cơ chế này dựa trên nguyên tắc lực quán tính của chất lỏng lớn hơn chất khí.Khi dòng khí có mang theo các hạt chất lỏng gặp các chướng ngại vật sẽ thay đổihướng chuyển động một cách đột ngột Do có quán tính lớn, các hạt chất lỏng vẫntiếp tục đi theo hướng cũ và sẽ va vào bề mặt vật cản rồi dính vào đó, chập lại thànhnhững giọt lớn và lắng xuống nhờ trọng lực Đối với chất khí, do có quán tính béhơn nên sự thay đổi hướng là dễ dàng, bỏ lại các hạt chất lỏng để bay theo hướngmới Ngoài ra, việc thay đổi tốc độ dòng khí đột ngột cũng có thể tách được phalỏng ra khỏi pha khí Khi giảm tốc độ thì do lực quán tính, chất lỏng vượt lên trướctách khỏi khí và chập lại với nhau, ngược lại khi tăng tốc thì pha khí vượt lên trước

bỏ lại pha lỏng

d) Sử dụng lực ly tâm

Khi dòng hỗn hợp khí chuyển động theo quỹ đạo vòng với tốc độ đủ lớn, lực

ly tâm sẽ đẩy chất lỏng ra xa hơn, bám vào thành bình và chập lại với nhau thànhcác giọt lớn Đây là một trong những phương pháp có hiệu quả để tách pha lỏng rakhỏi pha khí

e) Đông tụ (keo tụ)

Các đệm đông tụ là một phương tiện hiệu quả để tách lỏng ra khỏi khí Trongđệm đông tụ có sử dụng tập hợp các cơ chế tách như: Va đập, thay đổi hướng và tốc

độ chuyển động, keo tụ Hiệu quả phụ thuộc vào diện tích có thể tập hợp và chậpdính các hạt chất lỏng

Khi dùng đệm cho các thiết bị tách người ta thường lưu ý hai điều: Các đệmnếu được chế tạo từ vật liệu giòn rất dễ hỏng khi vận chuyển và lắp đặt Các đệmkiểu lưới thép đan có thể bị tắc bít do lắng đọng parafin và các vật liệu khác

 Phương pháp tách khí ra khỏi dầu

Việc tách khí ra khỏi dầu là việc làm cần thiết để thu được dầu thương phầm.Bên cạnh đó, việc tách khí ra khỏi dầu còn thu được một lượng khí rất lớn để sửdụng vào nhiều mục đích khác nhau Các phương pháp phổ biến để tách khí ra khỏidầu bao gồm: Phương pháp cơ học, phương pháp nhiệt và phương pháp hóa học.a) Phương pháp cơ học

Thực hiện quá trình tách bằng cách tạo rung động, va đập, lắng và lực ly tâm

- Các rung động điều hòa có kiểm soát tác động lên khối hỗn hợp cần tách sẽlàm giảm sức căng bề mặt và độ nhớt của dầu giúp cho việc tách khí dễ dànghơn khi đó các bọt khí sẽ liên kết lại với nhau và thoát lên trên

- Quá trình va đập: Trên đường hỗn hợp dầu đi vào bình tách, nhờ các chi tiếttạo ra sự va đập trong bình để phân tán dầu cho khí thoát ra Ngoài ra, cáctấm chắn còn được bố trí trên đường lắng của dầu để trải dầu thành nhữnglớp mỏng trên đường chảy xuống phần lắng làm tăng hiệu quả tách bọt khí

- Quá trình lắng: Quá trình này cần một khoảng thời gian đủ để khí tự do tách

ra khỏi dầu Việc kéo dài thời gian lưu trữ sẽ kéo theo sự gia tăng đườngkính và chiều sâu lớp chất lỏng trong bình tách Tuy nhiên, nếu chiều sâu lớpchất lỏng quá lớn lại gây cản trở quá trình giải thoát khí tự do

- Dưới tác dụng của lực ly tâm thì dầu nặng hơn sẽ được giữ lại ở thành bình,còn khí sẽ chiếm vị trí giữa bình

b) Phương pháp nhiệt

Nhiệt độ đóng vai trò làm giảm sức căng bề mặt trên các bọt khí và giảm độnhớt của dầu Phương pháp hiệu quả nhất để làm nóng dầu thô là cho hỗn hợp điqua nước nóng Trước hết dầu sẽ được phân tán thành từng pha làm tăng khả năngtiếp xúc của dầu với nước nóng rồi chảy qua nước đi lên Kết hợp với việc tạo rungđộng, các bọt khí sẽ keo tụ và tách khỏi dầu

Đây là phương pháp tách hiệu quả nhất đối với các loại dầu bọt Tuy nhiên,phương pháp này không áp dụng cho bình tách mà chỉ sử dụng ở các bể côngnghiệp

c) Phương pháp hóa học

Phương pháp này có sử dụng một số hóa chất để thêm vào với mục đích làmgiảm sức căng bề mặt, giảm xu hướng tạo bọt của dầu làm cho khí dễ dàng tách rakhỏi dầu hơn

2.1.3.2 Chức năng phụ của bình tách bao gồm

Duy trì áp suất tối ưu và mức chất lỏng trong bình tách

Để thực hiện tốt chức năng cơ bản, áp suất trong bình tách cần được duy trì ởgiá trị sao cho chất lỏng và chất khí thoát theo đường riêng biệt tương ứng vào hệthống gom và xử lý Việc duy trì được thực hiện bởi các van khí cho riêng mỗi bìnhhoặc một van chính kiểm soát áp suất cho một số bình Giá trị tối ưu của áp suất làgiá trị bảo đảm hiệu quả kinh tế cao nhất khi bán dầu và khí thương phẩm

Để duy trì được áp suất, cần giữ một đệm chất lỏng ở phần thấp của bình tách,

nó có tác dụng ngăn khí thoát theo chất lỏng, mức chất lỏng thường được khống chếbởi van điều khiển bằng rơle phao

2.1.3.3 Các chức năng đặc biệt của thiết bị tách bao gồm

Tách dầu bọt, ngăn ngừa lắng đọng parafin, ngăn ngừa sự han gỉ và tách cáctạp chất

Trong một số loại dầu thô các bọt khí tách ra được bọc bởi một màng dầumỏng, tạo thành bọt phân tán trong chất lỏng Một số loại khác lại có độ nhớt và sứccăng bề mặt cao, khí tách ra cũng bị giữ lại trong dầu tương tự như bọt Bọt có độ

ổn định khác nhau tuỳ theo thành phần và hàm lượng tác nhân tạo bọt có trong dầu.Dầu tạo bọt thường có tỷ trọng thấp hơn 40 độ API, độ nhớt lớn hơn 53 cp và nhiệt

độ làm việc thấp hơn 160 độ F Sự tạo bọt làm giảm khả năng tách của thiết bị, cácdụng cụ đo làm việc không chính xác, tổn hao thế năng của dầu – khí một cách vôích và đòi hỏi các thiết bị đặc biệt phá hoặc ngăn ngừa sự tạo bọt theo phương pháprung lắc, lắng, nhiệt va hoá học

Cỏc thiết bị tỏch dầu nhiều paraffin cú thể gặp trở ngại do paraffin lắng đọnglàm giảm hiệu quả và cú thể phải ngừng hoạt động do bỡnh hẹp dần hoặc bộ chiếtsương co đường dẫn chất lỏng bị lấp Giải phỏp hiệu quả cú thể dựng hơi núng hoặcdung mụi để làm tan paraffin Tuy nhiờn tốt nhất là dung giải phỏp ngăn ngừa bằngnhiệt và hoỏ chất, phớa trong thiết bị sơn phủ một lớp chất dẻo.

Tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất của tầng chứa, chất lưu cú thể mang theo cỏctạp chất cơ học như cỏt, bựn, muối kết tủa với hàm lượng đỏng kể.Việc tỏch chỳngtrước khi chảy vào đường ống là một việc làm rất cần thiết Cỏc hạt tạp chất với sốlượng nhỏ được tỏch theo nguyờn tắc lắng trong cỏc bỡnh trụ đứng với đỏy hỡnh cụn

và xả cặn định kỳ Muối kết tủa được hoà tan bởi nước và xả theo đường xả nước

2.2 Phõn loại bỡnh tỏch

2.2.1 Phõn loại theo chức năng

Tuỳ theo từng chức năng của bình tách mà ta có thể phân loại nh sau:

- Bình tách dầu và khí ( oil and gas separator)

- Bình tách 3 pha dầu, khí và nớc

- Bình tách dạng bẫy (trap)

- Bình tách từng giai đoạn (stage separator)

- Bình tách nớc (water knockout), kiểu khô hay ớt

+ Tách lỏng (liquid separator) dùng để tách chất lỏng, dẫn dầu lẫn nớc khỏikhí nớc và dầu lỏng thoát ra theo đờng đáy bình, còn khí đi theo đờng trên đỉnh+ Bỡnh gión nở (Expansion vessel) thờng là bình tách giai đoạn một trong táchnhiệt độ thấp hay tách lạnh Bình tách này có thể đợc lắp thiết bị gia nhiệt (heatingoil ) có tác dụng làm chảy hydrat (nh glycol) vào chất lu vỉa từ giếng lên trớc khi nốivào trong bình tách này

+ Bình tách làm sạch khí (gas scrubber) : có thể hoạt động tơng tự nh bìnhtách dầu và khí.

Bình tách dầu và khí thờng dùng trong thu gom khí và đờng ống phân phối,những chỗ không yêu cầu phải kiểm soát sluggs hoặc heads của chất lỏng Bình làmsạch khí kiểu khô dùng thiết bị tách sơng và thiết bị bên trong còn lại tơng tự nhbình tách dầu và khí

Bình làm sạch khí kiểu ớt hớng dòng khí qua bồn chứa dầu hoặc các chất lỏngkhác để rửa sạch bụi và các tạp chất khác còn lại khỏi khí Khí đợc đa qua một thiết

bị tách sơng để tách các chất lỏng khỏi nó Một thiết bị lọc có thể coi nh một thiết bị

đặt trớc một tổ hợp thiết bị tách khí để bảo vệ nó khỏi chất lỏng hay nớc

+ Thiết bị lọc (gas filter) đợc coi nh một bình làm sạch khí kiểu khô đặc biệtnếu đơn vị đợc dùng ban đầu để tách bụi khỏi dòng khí Thiết bị lọc trung bình đợcdùng trong bồn chứa để tách bụi, cặn đờng ống (line scale), rỉ (rust) và các vật liệukhác khỏi khí

+ Flash chamber thờng là bình tách dầu và khí hoạt động ở áp suất thấp vớichất lỏng từ bình tách có áp suất cao hơn đợc xả vào nó Đây thờng là bình tách giai

đoạn 2 hoặc 3 với chất lỏng đợc thải vào bình chứa từ Flash chamber

2.2.2 Phõn loại bỡnh tỏch theo hỡnh dạng

Ngoài sự phân loại theo chức năng thì dựa vào hình dạng bên ngoài của bìnhtách ngời ta có thể phân chia bình tách thành các loại sau:

là pha lỏng khác trong phân loại bình

2.2.2.1 Thiết bị bỡnh tỏch hỡnh trụ đứng

Các thiết bị bình tách trụ đứng cú đường kớnh từ 10 in đến 10 ft, chiều cao cúthể đạt từ 4- 25 ft Gồm cỏc loại sau:

- Thiết bị tách trụ đứng 2 pha hoạt động dầu khí

- Thiết bị tách trụ đứng 3 pha hoạt động: dầu – khí – nứơc

- Bình tách 3 pha sử dụng lực ly tâm

Dòng nguyên liệu vào đi theo một ống màng côn Có các ống màng dẫn dòngtạo dòng chảy xoáy tròn, nớc nặng nhất bị phân bố sát thành ống dẫn (do lực lytâm) Dầu nhẹ hơn phân bố ở mặt ngoài, khí ít chịu ảnh hởng của lực ly tâm, tách

khái dÇu vµ ®i lªn DÇu, níc bÞ kÐo xuèng díi theo m¸ng dÉn Níc nÆng h¬n ch×mxuèng díi, dÇu næi lªn trªn.

Hình 2.7 Bình tách hình trụ đứng 2 pha1- Cửa vào của hỗn hợp

2- Bộ phận tạo va đập

3- Bộ phận chiết sương

4- Đường xả khí

5- Đường xả chất lỏng