离中,级数越多,液体的收率越大,液体的密度越小。
16、 油气分离器功能有哪些
油气分离器主要功能
从气中除油:液态烃和气态烃的密度差异在油气分离器中完成分离作用。但在某些情况下,还需要使用油雾提取器,以在气体排出分离器之前从其中除去油雾。 从油中除气:原油的物理和化学性质及其压力和温度条件决定原油溶解的气量。油气分离器从原油中分离出的气体体积取决于以下因素:原油的物理和化学性质、操作压力、操作温度、过流量、分离器大小及结构等
从油中除水:在某些情况下,最好在油井流体流经压降段之前将水从其中分离和除掉。这样可以防止水在下游引起的困难,如造成腐蚀、形成水合物、形成难以分离为油和水的顽固乳化液等
油气分离器次要功能
保持分离器最佳压力:为使分离器完成主要功能,在分离器中必须保持一定的压力,使液体和气体分别排入其处理或收集系统。在每台分离器上用一个气体回压阀保持分离器压力,或用一个总回压阀来控制两台或多台分离器组的压力。
保持分离器中的液封:为了保持分离器压力,在容器的较低位置必须有一个有效的液封,防止气体随原油跑掉。
17、 立式和卧式两相分离器的工作原理;比较立式分离器与卧式分离器的特点。
1)卧式分离器的重力沉降段中液滴的沉落方向与气体移动方向相垂直,使气体中的液滴在卧式分离器比立式分离器更易于从气体连续相中沉降下来。因此,处理气量较高的液流时,卧式分离器比立式分离器效率高。
(2)卧式分离器的气液界面比立式分离器大,当液体中的气体达到饱和平衡时,气泡更易于从溶液中逸出,上升到蒸气空间,因此卧式分离器的气液分离效果较好。
(3)立式分离器底部封头有一定的锥度,固体杂质颗粒和污垢更易沉降和排出,因此卧式分离器处理含固相液流时不如立式分离器。
(4)在完成同样的分离作业时,卧式分离器占用的场地面积大,但占单位面积重量小,因此海上油田平台基本上都采用卧式分离器。
(5)卧式分离器很少具备防止水击的能力。对于一个给定的液面标高变化,卧式分离器与立式分离器相比,在相同流量情况下,卧式分离器所测定的液量明显大于立式分离器。
18、 分离质量 19、 分离程度
分离质量是指分离器出口处每标准立方米气体所带液量的多少,它反映了分离器主要分离部分即沉降分离和除雾器的工作情况,分离出的气体中带液量越少分离质量越好。 分离程度是指分离器在分离的温度、压力下,从其出液口中排出的液体所携带的游离气体积和液体体积之比值。分离程度反映了分离器集液部分结构的完善程度。分离程度差,将引起输油管窜气,影响容积式流量计和离心泵的正常工作。
20、 除雾器工作原理
工作原理:携带着油滴的气体进入流道曲折的除雾器时,气体被迫绕流。由于油雾的密度和惯性力大,不能完全随气流改变方向,于是有一部分油滴碰到润湿的结构表面,与结构表面上的液膜凝聚。除雾器中气体通过的截面积不断改变,在截面积小的通道中雾滴随气流提高了速度,获得产生惯性力的能量。气流在除雾器中不断改变方向,反复改变速度,就连续造成雾滴与结构表面碰撞、凝聚的机会,这种分离方法称为碰撞分离。凝聚在结构表面上的油雾逐渐积累并沿结构表面流至分离器的集液部分。
21、 液滴沉降的必要条件是什么?气泡不被液流带出分离器的必要条件是什?
立式分离器,气流方向与油滴沉降方向相反,油滴沉降的必要条件:气体允许流速小于或等于油滴匀速沉降速度,即
卧式分离器,气体流向与油滴沉降方向相互垂直,油滴沉降的必要条件:油滴沉降至集液区所需的时间应小于或等于油滴随气体流过重力沉降区所需的时间,即
vg?v
气泡不被原油带出分离器的必要条件:气泡上升速度应大于分离器集液部分任意液面的平均
Le?1?hD?DLev?或vg?vgv?1?hD?D下降速度。
22、 浮体运动会对分离处理效果造成哪些影响,如何处理?
1)液面效应
液面效应是指由于浮体的运动引起容器内流体液面变化的的效应。 若浮体纵摇,容器中下沉段天然气流通截面积变小,从而使天然气流过该段截面时速度升高,流速高的天然气容易把液滴带出。在极限情况下,泡沫或液体会被带出。因而,降低了处理效果。
(2)共振效应
当浮体同时产生纵摇和纵荡时,且容器内液体的自振频率接近浮体的激励频率时,容器内的液体就产生共振。共振时天然气流过的截面的截面积发生变化,在截面积减少处天然气流速增加,油气分离质量变差,可能发生油水混合物排出的情况,和液面效应的影响相同。 浮体的升沉运动可以增强由于纵摇和纵荡而产生的共振效应,从而进一步加剧了容器内流体的运动。 后果:
(1)在天然气脱水塔内,纵摇和横摇运动使天然气不均匀流动,从而使天然气与吸收剂的接触效率大大降低。
(2)在缓冲罐内,共振效应可能引起很大的液体能量力,使液位仪表工作不正常。 (3)主要扰动效应
主要扰动效应是由于液面效应、共振效应和其它运动引起的效应,是一个能量吸收的过程。由于主要扰动的结果,液体中气泡逸出变慢,油水相混合可能性增加,降低了分离效果。 (4)次生扰动效应
为消除共振效应和主要扰动效应,一般在容器内安装多层带孔的隔板。流体通过小孔时形成射流,产生次生扰动,使处理效果降低。 5)处理控制效应
浮体的运动可引发以下几个问题:
a.升沉加速度引起液位控制浮子的视重量发生变化; b.液体排泄阀的波动,使液面位置发生变化; c.液面的变化引起频繁的高低位液体报警和关闭; d.浮子随横摇或纵播挂起,使液面控制失真。
第三章
1矿场集输管路:从油气井到矿场原油库、长距离输油管和输气管首站、矿场地域内的所有输送工艺流体(原油和天然气)的管路统称为矿场集输管路。
2等温输油管道:管道内原油与周围介质的温差很小,热交换可以忽略不计和沿线温降很小的输油管道,称为等温原油输送管道。
3 热油管路:在输送过程中的能耗有热能损失和压力能损失两部分的管路称微热油管路。(两部分损失相互影响:管道的摩阻与油流粘度有关,而油流的粘度又随油流本身的温度变化油流温度既取决于预先加热的温度,也取决于油流在输送过程中的散热温降;对热油管道来说,热能损失起着主导作用。)
4对原油加热的目的(1)保证油流温度在输送过程中总是处于比凝固点高的温度,防止原油在管路内凝固;(2)降低油流在输送过程中的粘度,以减少管路的摩阻损失和便于输送。 5 热油温降曲线
特点 1 热油输送管路沿线各处的温度梯度是不同的。 2管路起点油温高,油流与周围介质的温差大,温降就快。 3终点前的管段上,由于油温低,温降就慢得多。
4加热温度愈高,散热愈多,温降就快。因此,过多地
提高管路起点油温,以图提高管路终点油温,往往是收效不大。
6 温降公式 B ? O ln?
?E?O
TB管路入口温度;TE管路出口温度;To周围介质温度;K总传热系数;d管线内径;L管线长度;W油流重量流量;C油流重量热容
温降公式在热油管道设计和管理中的应用:①当K、W、d、To以及TB、TE一定时,确定加热站的间距LC;②在加热站间距LC已定的情况下,当K、W、d、To一定时,确定为保持要求的终点温度TE所必须的加热站出口温度TB ;③当K、d以及To一定时,在加热站间距LC 、加热站最高出口温度TBmax和允许的最低终点温度TEmin(即下一站进站温度)已定的情况下,确定热油管路的允许最小输送量Wmin。④运行时反算实际的总传热系数K,以判断管路的散热及结蜡情况。
7质量流量 (Kg/s):单位时间内流过管路横截面的流体质量 M?ML?MgM—混输管路的质量流量 Ml—液相的质量流量 Mg—气相的质量流量 体积流量 (m3/s):单位时间内流过管路横截面的流体体积 Q?QL?QgQ—混输管路的体积流量 Ql—液相的体积流量 Qg一气相的体积流量 8气、液相流速 气液相在各自所占流通面积上局部速度的平均值。
QgMg?gQM? w?wL?L?LLg?AgAg ALAL气、液相表观流速 两相混合物中任一相单独流过管道全部流通截面A时的流速。 气相、液相的表观速度必小于气液相的真实速度。
Qg QLwsg?wsL? wgAAs?9滑动比:气相速度与液相速度之比···············
wL滑移速度:气相速度与液相速度之差 ws?wg?wLwD?wg漂移速度:气相速度与均质流速之差············· ?wH
TTTTK?dLWCMgG10质量含气率:气相质量流量与混合物质量流量之比。 x??gMG质量含液率 (1?x)?ML?GLMG
体积含气率:管路流通截面上气相体积流量与气液混合物总体积流量之比 ??Q体积含液率 RL?(1??)?QLQ
截面含气率:气相流通面积与管路总流通面积之比,有时也指某一短管段内气体所占流道体积的份额 AgAg??? ALAAg?ALHL?1???截面含液率···································
A11三种含气率之间的关系(推导过程) 体积含气率与质量含气率之间 体积含气率与截面含气率 QgQgQgwsgAg11 ?????????A?Q?QQQ?Qw?w gLALwLwgAg?AL1?LAgLgsgsL1?? AgwgwL1Mg ? x?QL1?11Mg?MLQg ??1 ??1?Awwsg?g1??1sLL1??1??1??s ? ?ALwL??Aww??w?1?ggsggsLL?? Agwg w ? sgg 质量含气率与截面含气率之间的关系 wsg?L QgMg x?wsg?g?wsL?L?wsg?L?wsg?L AgAgwgwg?gw??????sgL MgMLAAg?ALQgQL???g wgwLwg?gwL?L? L ?xMxM wsg?g??L?wsL?wsg?Lwg?gwg?g ??wsg?L1?xMxMwL?L??1?x?Mwg?g??xM ??gwg?gwL?Lwg?gwL?L ?L ??g 1xvgx?L???L?1?? x?L??1?x??s??gxvg??1?x?svL 在实际管流中,截面含气率和体积含气率的关系可分为三种情况: s ? 1, w ? w , ? ? ? 1)均质流动
gL 2)气相流速大于液相流速,气相在管路内占的流动面积份额较气相s?1,wg?wL,???体积含率小,液相所占流动面积增多,这种现象称为持液现象 s ? 1, w g ? w L , ? ? ? 3)在重力影响下,下倾管路内才可能发生液体流速大于气体流速
12气液混输管路的特点 1流型变化多 2存在相间能量交换和能量损失3存在相间传质 4流动不稳定 5非牛顿流体和水合物(在油田的多相流管路内,油水混合物为非牛顿流体,其表观粘度与剪切历史和剪切强度有关。在气田的多相流管路内,在高压、低温的条件下可
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