Разработка и совершенствование технологических решений по повышению эксплуатационных показателей оборудования для промысловой подготовки газа

Литра, Алексей Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка и совершенствование технологических решений по повышению эксплуатационных показателей оборудования для промысловой подготовки газа
ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Разработка и совершенствование технологических решений по повышению эксплуатационных показателей оборудования для промысловой подготовки газа"

На правах рукописи

Литря Алексей Николаевич

РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОМЫСЛОВОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА

Специальность: 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений; 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (нефтегазовая отрасль)

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

004600139

Краснодар-2010

004600139

Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете (КубГТУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Кунина Полина Семёновна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бекетов Сергей Борисович

кандидат технических наук Бойко Сергей Иванович

Ведущая организация: Открытое акционерное общество

научно-производственное объединение ОАО «НПО «Промавтоматика»

Защита состоится 29 апреля 2010 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.100.08 Кубанского государственного технологического университета по адресу: 350020, г. Краснодар, ул. Красная, 135, ауд. 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2.

Автореферат разослан «26 » марта 2010г. Ученый секретарь

диссертационного совета ДМ 212.100.08

кандидат химических наук, доцент /у п/ООи^^ "'Г.Г. Попова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Интенсификация производств нефтегазовой отрасли характеризуется увеличением выпуска конечного продукта, которая достигается как за счет роста скоростей разделения гетерогенных смесей, температуры и давления (параметров технологического процесса), так и за счет разработки и применения принципиально новых аппаратов, технологий и воздействий на ход технологических процессов. Поэтому современные технологические процессы должны быть непрерывными и протекать с большими скоростями при условии обеспечения эффективности и комплексного использования сырья и энергии с наименьшими потерями. Актуальным, с точки зрения исключения возможности загрязнения окружающей среды, является необходимость повышения эффективности процессов за счет уменьшения рабочего времени на получение единицы продукции и снижения материальных и энергетических затрат при улучшении качества промысловой подготовки газа. Широкие возможности для интенсификации ряда существующих процессов создает применение аппаратов, работающих на основе центробежных сил. Поэтому расширение области применения и повышения эффективности центробежно-вихревых устройств (центробежных сепараторов) является одним из острых проблем внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий и защиты окружающей среды от вредных промышленных газовых выбросов.

Целыо работы является совершенствование технологических решений по промысловой подготовке попутного и природного газа путем развития теории разделения газожидкостных смесей в сепарационных установках.

Задачи исследования

1. На основании анализа существующих методов разделения газожидкостных смесей определить наиболее приемлемый вариант элемента для завихрения потока газа в сепараторе, предназначенного для использования непосредственно на промыслах в составе малогабаритных, блочных и комплексных установок подготовки газа.

2. Изучить характер процесса прохождения газожидкостных смесей в прямоточном центробежном элементе, выполнить моделирование процес-

са, установить зависимости, позволяющие осуществить разработку его рациональной конструкции.

3. Выполнить теоретические и экспериментальные исследования полей скоростей и давлений потоков газ-жидкость, газ - жидкость - механические примеси в прямоточных центробежных элементах, позволяющие судить об эффективности процесса сепарации.

4. Разработать общие методы определения основных конструктивных параметров прямоточного центробежного элемента, от которых зависят качественные показатели процесса разделения газожидкостных смесей.

5. Разработать инженерные методы расчета сепараторов с прямоточными центробежными элементами с учетом явления вторичного уноса и рассеивания капель жидкости.

Научная новизна

1. Выполнены компьютерные исследования для оценки степени достижения поставленной цели, проверено соответствие полученных результатов с экспериментальными, прогнозируются рациональные области применения разработанных методик и конструкций.

2. Разработаны методы оптимизации режимов работы сепараторов с прямоточными центробежными элементами на основе вероятностно-статистических методов с применением алгоритмов АИБУБ и получены решения для создания приближенных аналитических моделей.

3. Разработана гидродинамическая модель процесса поступления газожидкостной смеси в сепаратор. Установлены основные факторы и закономерности, влияющие на унос жидкости из сепаратора, позволившие разработать оригинальную конструкцию прямоточного центробежного элемента, обеспечивающего высокую эффективность при малых потерях. На разработанную конструкцию получен патент РФ.

4. Разработаны универсальные методика и программа расчёта эффективности первичного и вторичного осаждения капель жидкости на внутреннюю поверхность прямоточного центробежного элемента.

5. В рамках теории закрученных потоков получен оптимальный угол завихрения газо-жидкостного потока в тангенциальном завихрителе для прямоточного центробежного элемента.

Практическая ценность работы

По результатам исследований автором предложены методики математического и технологического расчетов вновь разрабатываемых и моделируемых составных частей конструкции центробежных сепараторов для конкретных условий эксплуатации. Методики апробированы, разработанные конструкции прямоточных центробежных элементов изготовлены и внедрены на объектах ОАО «Газпром» и ОАО «Роснефть». По результатам аналитических исследований и анализу существующих математических моделей составлена и запрограммирована методика технологического расчета, разработаны принципиальные конструктивные формы прямоточных центробежных элементов, рассчитаны по методикам их геометрические параметры, изготовлены и внедрены в производство. Аппараты прошли межведомственные испытания.

Апробация работы

Результаты работы докладывались на IV международной научно-практической конференции «Ашировские чтения», 14-15 октября 2008 года, г. Самара, Самарский технический университет; IV Ежегодной региональной отраслевой научно-технической конференции «Проблемы развития автоматизации и механизации процессов добычи, переработки и транспорта газа и газового конденсата» 27-28 марта 2008 года, г.Краснодар, ОАО «НПО Промавтоматика»; Практической конференции «Применение продуктов ANSYS и lOSO для решения инженерных задач» (ANSYS ICEM CFD Tetra/Prism and ANSYS CFX 07-09.07.2008).

Публикации результатов. Основное содержание диссертационной работы изложено в 5 печатных работах, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК РФ. Получен 1 патент и 2 положительных решения, поданы две заявки в ФИПС.

Структура и объём работы Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников (107 наименований). Работа изложена на 189стр. машинописного текста, содержит 5 таблиц, 84 рисунка и 3 приложения. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определены цели и

задачи исследования, научная новизна и практическая ценность.

В первой главе представлен аналитический обзор существующих сепараторов, их видов, конструктивных исполнений и характеристик, отвечающих за эффективность.

На сегодняшний день одной из наиболее важных проблем успешного развития нефтегазовой отрасли является снижение потребления энергии и ресурсов на базе высокоэффективных технологий, решающих одновременно с этим и экологические проблемы. Решение этих проблем достигается применением более совершенных процессов и оборудования, позволяющих снижать материальные затраты на добычу, подготовку и переработку природного и попутного газа. Известно, что производительность добывающих и перерабатывающих нефтяных и газовых предприятий существенно изменяется во времени. Это связанно не только с колебаниями, регулирующими добычу углеводородных продуктов, но и с изменением режимных параметров оборудования, т.е. колебаний по расходам, давлениям, компонентному составу углеводородного сырья, соотношения жидкой и газовой фаз и т.д. В промысловых системах сбора и подготовки газа (попутного или природного) сепарация применяется для очистки газа. Эксплуатируемая сепарационная техника обеспечивает эффективное разделение гетерогенных смесей при незначительных отклонениях (порядка ±10 -15%) технологических параметров (давление, расход), заложенных при ее проектировании. При более значительных, отклонениях параметров эффективность сепарационной техники заметно снижается. На нынешнем этапе разработки месторождений, наиболее актуальны мобильные, малогабаритные передвижные установки позволяющие обеспечивать работу аппарата в широком диапазоне параметров и режимных факторов. Известно большое количество различных типов конструкций сепарационной техники, которые можно классифицировать по основным функциональным и конструктивным признакам (рисунок 1).В настоящее время для оценки добычи газа при промысловой обработке газоконденсатной смеси с помощью технологий с применением сепараторов (НТС, и т.д.) проводятся термодинамические расчеты парожидкос гного разделения этой смеси при давлениях и температурах, обеспечивающих максимальное извлечение конденсата из газа.

Совмещённый с разделителем

Встроенный

т-

: с

Выносной

I По рясположонию сборники жидкости I

1 ---4- ---I 1

| Горизонтальные"] | Вертикальные "| V Наклонные

По расположению на установочной площадке

Входные

•Промежуток! »ые

Концевые

ь- се §"

]

Сепараторы

►I Двухфазные I

Трёхфазные

По принципу разделения

1 Гравитационные

По типу насадок

Инерционные

]

| Сетчатые 1 | Насыпные

| Центробежные |

1Жалкк1Ийныо I |-_ -1

—1 I По количеству патрубков I

1 Уголковые. I ♦ | | ♦ _|

швеллерные | |Одмопатрубковые| | МногопатруСковыд

Рисунок 1 - Классификация сепараторов по основным функциональным и конструктивным признакам

Принимается, что эти значения давлений и температур реализуются в сепараторах, а расчет процесса разделения проводится по схеме контактной конденсации при соблюдении условий термодинамического равновесия между газовой и жидкой фазами. Если известны данные о коэффициентах уноса жидкости с газовым потоком из сепаратора, то они учитываются в расчетах количества выделившейся в сепараторе жидкости. Однако, в действительности в сепараторах происходит в основном только осаждение под действием сил гравитации и инерции капель жидкости, образовавшихся ранее в подводящем трубопроводе, соединяющем устье скважины и сепаратор, и устройствах предварительной конденсации. Причем, га-зоконденсатная смесь, поступающая из скважины, движется в подводящем трубопроводе, в двухфазном состоянии. Жидкая фаза, содержащаяся в потоке, в виде капель разной дисперсности, взвешенных в турбулентном по-

токе газа, а также в виде тонкой пленки, движущейся по поверхности трубы под действием внешнего потока газа. В процессе движения газожидкостной смеси между взвешенными каплями и пленкой жидкости происходит непрерывный массообмен. Часть капель под действием силы тяжести и поперечных турбулентных пульсаций осаждается на поверхности трубы. Одновременно с поверхности жидкой пленки в результате потери устойчивости под влиянием потока газа срываются капли и попадают в газовый поток.

Для оценки эффективности обычно используют коэффициент эффективности работы сепаратора, представляющий собой отношение количества жидкой фазы осевшей в сепараторе, к количеству жидкой фазы, содержащейся в газовом потоке на входе в сепаратор; 7=2„/б»г где ()„, - количество жидкой фазы, осевшее в сепараторе, см1; (У^ - количество жидкой фазы, содержащееся в газовом потоке на выходе из сепаратора, см1. В этом случае не учитывается жидкая фаза, поступающая в сепаратор в виде пленки, которая, как уже отмечалось, практически вся оседает в сепараторе. Поэтому без учета жидкой пленки определяется несколько заниженная величина. На величину т] оказывает большое влияние формирование дисперсной фазы в подводящем трубопроводе и образование новых капель в устройствах предварительной конденсации. Повышение эффективности может быть достигнуто как за счет оборудования сепаратора концевой секцией, состоящей из элементов, улавливающих не осевшие в сепараторе мелкие капли, так и за счет образования и укрупнения капель в газовом потоке, поступающем в сепаратор. Таким образом, на эффективность сепарации оказывают влияние процессы, происходящие как в подводящем трубопроводе и устройствах предварительной конденсации, так и в самом сепараторе. Осаждение капель жидкости в гравитационном сепараторе происходит в основном за счет действия гравитационных сил. Эффективность разделения газожидкостного потока в гравитационных сепараторах тем выше, чем больше размер капель жидкости в газовом потоке и ниже скорость самого потока в сепараторе. Поэтому при больших объемах добычи газа и преобладающем осаждении крупных капель при движении газожидкостного потока в промысловом коллекторе трудно добиться высокой

эффективности работы гравитационных сепараторов, она редко превышает 70-85%. При этом обеспечивается отделение в основном крупнодисперсных капель жидкости (более 80-200 мкм). В инерционных сепараторах отделение жидкости от газа происходит за счет действия преимущественно сил инерции, выраженных в основном центробежными силами. Основным сепарирующим элементом насадочных инерционных сепараторов являются насадки разной конструкции, которые устанавливают чаще всего в секции окончательной очистки газа. Кроме насадок, указанных на рисунке 1, применяют струнные насадки, представляющие собой набор рамок с намотанной на них проволокой диаметром 0,3-0,5 мм. Эффективность насадочных инерционных сепараторов определяется, в основном, конструкциями применяемых насадок, а также расположением их в корпусе сепараторов и может достигать 99,5-99,9% при скоростях газа в 3-7 раз выше скорости газа в гравитационных сепараторах. Это обусловливается большой поверхностью контакта сепарирующих элементов с газожидкостным потоком, которая обеспечивает отделение капель жидкости диаметром не менее 3-5 мкм для сеток и 10-20 мкм для жалюзи. В центробежных сепараторах для преобразования поступательного движения потока во вращательное используют завихритель. Основным преимуществом центробежных сепараторов является высокая рабочая скорость газа в корпусе центробежного элемента. За счет действия центробежных сил из газового потока можно выделить капли жидкости диаметром более 5-15 мкм. Эффективность центробежных сепараторов колеблется от 95 до 99,9%.

Для повышения эффективности центробежные сепараторы оснащаются центробежными элементами малого диаметра. Как правило, в паспортных данных выпускаемых сепараторов не приводятся сведения по расходу газа и давлению, при которых будет достигаться наивысшая эффективность их работы. Это затрудняет прогнозирование эффективности работы сепараторов на разных газоконденсатных месторождениях при непрерывно меняющихся термобарических условиях промысловой обработки добываемого газа. Теоретические основы разделения газожидкостных смесей в установках комплексной подготовки газа позволяют в значительной степени решить эту проблему. В таблице 1 приведены данные исполь-

зования сепарационной техники в зависимости от содержания жидкости или капельной влаги в газе.

Таблица 1 - Область применения аппаратов в зависимости от содер-

жания жидкости и примесей в газовом потоке и режима течения

Тип сепаратора Пробковые течения Малое содержание жидкости (<200мг/м3) [Большое содержание жидкости (>200мг/м3) Крупнодисперсные примеси (с1>50мкм) Мелкодисперсные примеси (а<50мкм) Туманы и золи

Гравитационные сепараторы + - - - - -

Разделители с гошсослоПпоН насадкой + + + + - - -

ЖалюзиПпмс сепараторы + + - -

Инерционные сепараторы + + + - -

Центробежные сепараторы + + + + + +

Сетчатые сепараторы - - - + + -

Фильтры - + + + +

Как следует из таблицы 1, наиболее перспективным видом оборудования являются аппараты и устройства, в которых для разделения гетерогенных смесей используются центробежные силы. Однако, их широкому

применению в условиях современных систем сбора, подготовки, транспортировки и переработки углеводородного сырья препятствуют несовершенные методы расчетов процесса разделения гетерогенных смесей при колебаниях давления, производительности и т.д., а также отсутствие оптимальных конструкций аппаратов и устройств.

Во второй главе приведены результаты выбора наиболее рациональной конструкции центробежного сепаратора. Основными требованиями, предъявляемыми к любым сепараторам, являются: высокая степень очистки и большая производительность при минимальном расходе энергии, простота конструкции, низкая стоимость изготовления, монтажа и эксплуатации. На рисунке 2 представлена поэлементная классификация центробежных сепараторов.

Рисунок 2 - Классификация центробежных сепараторов Сравнительный анализ различных способов сепарации и аппаратурных решений показал, что наиболее эффективные, это конструкции, в которых разделение фаз осуществляется в закрученном потоке. Этот принцип был положен в разработку целой серии центробежных многопатруб-ковых прямоточных сепараторов (элементов), которые при соответствующей организации подвода газа в могут быть использованы как скоростные контактные устройства для очистки газа от пыли или при жидкостной очистке газа. Автор сделал вывод, что для установок промысловой подготовки газа необходимо использовать центробежные сепараторы средней производительности и высокопроизводительные. Такими являются сепараторы с достаточным количеством патрубков на тарелке, т.е. сепараторы с центробежными прямоточными элементами в которых находятся тангенциально - щелевые устройства, с завихряющими лопатками. Из большого выбора способов закрутки потока, и устройств, для осуществления этого процесса, наиболее эффективны, и рациональны, как уже было сказано, тангенциально - щелевые устройства, с завихряющими лопатками, установленными под углами от 27,5° до 47,5°, способные обеспечить нужный эф-

фект работы центробежного прямоточного элемента Степень очистки газа с помощью центробежных прямоточных элементов с тангенциально - щелевыми устройствами и завихряющими лопатками высока, но есть определённые недоработки в конструкциях.

Принципиальная конструкция

прямоточного центробежного элемента, разработанная автором, представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Прямоточный центробежный элемент

Прямоточный центробежный элемент является наиболее интересным в качестве объекта исследования, так как его эффективность улавливания частиц жидкости и механических примесей является высокой по результатам анализа конструкций подобного типа. Представленные автором в этой главе завихряющие устройства показывают, что есть ещё много вариантов улучшить эффективность работы сепараторов с помощью модернизации и рационализации данных конструкций. Проанализировов лучшие варианты устройств, применяемых в сепараторах, автор определил необходимые, для данных условий, детали конструкции от каждого устройства. В итоге был разработан прямоточный центробежный элемент, в котором минимизированы недостатки, и приумножены преимущества по сравнению с другими подобными устройствами. Таким образом, конструкция как завихряющего устройства, так и всего прямоточного центробежного элемента способна обеспечить требуемые показатели эффективности работы данного устройства.

В третьей главе рассмотрена методика расчёта эффективности сепарации в прямоточном центробежном элементе разработанная автором. Представленный алгоритм расчёта эффективности сепарации сорванной с плёнки жидкости способствует оптимизации конструкции прямоточного центробежного элемента.

Поскольку считается, что профиль скоростей газа не изменяется по

длине прямоточного центробежного элемента, траектории капель одного и того же размера, сорванных с различных участков, пленки подобны. Воспользовавшись этим обстоятельством при расчете коэффициента вторичного осаждения капель автор получил представленные на рисунке 4 схематично изображенные траекторий вторичного осаждения.

Рисунок 4 - Схема

к?

КГ

траектории вторичного уноса жидкости вследствие динамического срыва с плёнки Возможность осаждения или уноса капель данного размера со всей поверхности пленки определена соотношениями между длиной зоны осаждения Z„ и всей длиной зоны сепарации и между высотой пика траектории и шириной радиального зазора Н. Проанализированы различные случаи реализации форм траекторий капель и оценены их вклады в величину уноса жидкости из прямоточного центробежного элемента. По сравнению с длиной траектории , капли определённого размера с длиной зоны сепарации критериальны:

Если Хес < ¿, то капли, сорванные с верхнего участка пленки длиной вновь осядут на пленку и вклада в величину уноса не дадут. Масса сорванных капель в единицу времени, имеющих возможность достичь кольцевой щели, определена фракционной интенсивностью срыва с площади поверхности пленки длиной Z„.

е; = <, I (1)

Если при < 1. окажется, что высота пика траектории меньше ширины щели, щелью уловятся все капли, сорванные с участка пленки длиною ¿т Величина относительного улова определена как:

Т] 1 = (2)

Если высота пика траектории больше ширины щели, то щель улавливает часть жидкости:

ч, = <, цп-гпы > и (3)

В случае, когда длина траектории больше длииы зоны сепарации, имеет возможность участвовать вся сорванная с пленки жидкость. Если /? - гтЫ II, то щелью уловлена вся сорванная жидкость и величина относительного уноса капель данного размера равна:

Т]. = АН,, г„ #■„„.„ 5 Н (4)

Когда же Ч - гтЫ > И для расчёта улова рассмотрены случаи:

а) Хы < /„, щелью уловлена доля капель;

7,=--^-1 (5)

б) Z, < I < 2г, щелыо уловлена доля капель;

= (6)

в) /Г, > /_, щелыо уловлены все капли г - того размера, срывающиеся с плёнки;

(7)

Масса сорванных в единицу времени капель в этих случаях пропорциональна всей поверхности плёнки:

<аг = в,яоь,гкы (8)

Суммарный расход сорванных с пленки капель, способных вновь взаимодействовать с кольцевой щелью, равен:

= (9)

Суммарный расход уловленных щелыо капель определён через величину:

е£=Е>7|< (ю)

/=1

Суммарный расход унесённых из аппарата капель в результате срыва

жидкости с пленки определён как разница (>г и £)£. Тогда величина коэф фициента вторичного уноса сорванной с пленки жидкости определена как:

где: К - коэффициент первичного уноса жидкости. По алгоритму расчёта эффективности вторичного уноса определено количество жидкости, которое вылетело с плёнки, при попадании на нее крупных капель. После вычисления Ке пленки и предельной критической скорости газа проверено условие С < С или Ле < 11еЩ), констатирующее

наличие или отсутствие срыва жидкости с пленки. В работе условие не выполнялось, и автором выполнен расчёт вторичного осаждения:

- вычислена массовая интенсивность срыва;

- найден средний радиус срывающихся с пленки капель;

- определён спектр капель по фракциям с шагом Аа;

Л>

- вычислено значение суммы ;

- определена фракционная интенсивность срыва;

- вычислены траектории частиц до момента их осаждения на пленку;

- найдена длина зоны осаждения;

- рассчитан коэффициент вторичного уноса;

- определён расход жидкости в пленке.

Программа расчета написана на языке VB и реализована на PC machine.

Отладка и проверка работоспособности программы расчета эффективности сепарации, по вторичному уносу, вследствие динамического срыва жидкости с пленки, проводилась при исходных данных для прямоточного центробежного элемента, разработанного автором и представленного во второй главе данной работы. На рисунке 5 показан спектр траекторий, сорванных с пленки капель.

q„ е„ <?„ = (i - *"„,)&.

(12)

Рисунок 5 - Спектр траекторий, сорванных с пленки капель

Из-за малой радиальной скорости вылета капель они очень быстро осаждаются на стенку под действием центробежных сил со стороны потока. Траектории сорванных капель пологие и короткие, их длина меньше длины зоны сепарации, а высота пика траекторий меньше ширины зазора, даже будучи сорванными вблизи от выхода, такие капли улавливаются кольцевой щелью. Величина коэффициента вторичного уноса в рассматриваемом случае равна

нулю, т.е. вся сорванная жидкость вновь осаждается на пленку и улавливается кольцевой щелыо выбранной ширины.

Таким образом, при расчете эффективности прямоточного центробежного элемента, особенно при расчете движения фракции капель малого размера; интенсивно взаимодействующих с газовым потоком (турбулиза-ция и хаотичное перемешивание), и степени влияния конструктивных особенностей прямоточного центробежного элемента требуются экспериментальные данные о структуре газового потока во всех режимах работы прямоточного центробежного элемента. В настоящей работе поставленная задача экспериментального исследования поля скоростей газового потока в прямоточном центробежном элементе с тангенциальным завихрителем с рециркуляцией газа, и создания правдоподобной методики расчета эффективности сепарации по вторичному уносу вследствие динамического срыва жидкости с пленки, часть которой реализована в теоретическом аспекте в данной главе.

В четвёртой главе представлены экспериментальные исследования прямоточного центробежного элемента.

В серии опытов определены размеры и скорости капель, полученных в результате срыва пленки жидкости воздушным потоком. На рисунках 6 -8 представлены примеры результатов опытов.

На рисунке 6 показана относительная плотность распределения капель по размерам, а на рисунке 7 - интегральное распределение капель по размерам. Из рисунка 8 видно, что кривые относительного распределения капель по размерам имеют явно выраженный максимум, точки хорошо группируются около проведенных кривых, разброс их незначителен.

• -\Уг=30м/с; Яе,=270; +-\Уг=40м/с; Яе,=270. Рисунок 6 - Относительное распределение капель по размерам

Из рисунка 7 видно, что интегральное распределение размеров капель, сходящих с кромки под действием газового потока, близко к распределению капель по размерам в факеле пневматической форсунки.

+ - \УГ=40 м/с; Яе,=270; • - \\^г=30 м/с; Яе,=270; о - распределение капель в факеле пневматической форсунке.

Рисунок 7 -Интегральное распределение капель по размерам

аз

0.6

0.1

0.2

На рисунке 8 представлена зависимость продольной скорости капель IV/, от диаметра капель Лк.

к.

м/с

12 а

мкм

• - \УГ=30 м/с; Яе,=270; +-\Уг=40м/с; 11е,=270.

Рисунок 8 - Зависимость скорости капель 1УК от диаметра капель

Видно, что скорость \Ук сначала несколько возрастает с увеличением диаметра капель </*, а затем плавно снижается до постоянного значения IV/,, которое зависит от скорости газового потока IV- По результатам проведённых экспериментов, построены графики зависимостей значений расхода газа, сопротивления устройства, и температуры на выходе из устройства от скорости газа на входе в завихритель прямоточного центробежного элемента. Для наглядности и сравнения на рисунках 9, 10 и 11 приведены эти зависимости. .....

На каждом графике представлены замерные точки, одни из которых получены при обработке результатов численного моделирования, другие, полученные при обработке результатов эксперимента на реальной модели.

Представление аппроксимации полиномиальной линией тренда реального эксперимента доказывает сходимость и качество численного моделирования по отношению к реальному эксперименту в пределах от 0,3 - 5%.

у - 5&Овх4 - О.ОООЗ** ♦ О.ООв^Ж* + 0,03€Мх+ 0,1336 : ^«о.Э97в . - ) . .

• Чиотнио* м оде лира тни* ■ Пкльньй эксперимент-Пояиномиапьньй (ГЪольньй м«гмрим*нг)

Рисунок 9 - График зависимости расхода газа от скорости на входе в

устройство

у - -0,0004х3 ♦ 0,0018м2 - 0,108вц + 208,3 П* - 0.9М7

О Чиопвнно« мвдвлирвмни*

СКорот> н« яхол* а улоойлво (V« м/ о) Пальньй ммгиримсмг —— Пвп<иоми«пм>й (Рииьньй •

Рисунок 10 - График зависимости сопротивления устройства от скорости на входе в устройство

у - 0,2791- 11.333*] ♦ 207,85х* * |44,вОЭ* - 1406,5 Я* «= 0.9»97 ' |

Скорость. на йход» п устройство м/ е) О »-Поле иное мод в пир о ваий* ж рмльньй эксперимент —— Полиномишзньй^альньй аксперимект)

Рисунок 11 -График зависимости температуры на выходе из устройства от скорости на входе в устройство

В пятой главе представлена практическая реализация результатов исследования. Существующая на настоящий момент технологическая схема установки комплексной подготовки газа и конденсата Ямбургского га-зоконденсатного месторождения предусматривает подготовку газа газо-конденсатных залежей методом низкотемпературной сепарации. При этом осушенный по воде и углеводородам газ подается на вход дожимной компрессорной станции (ДКС) Сеноманской УКПГ, компримируется и обрабатывается совместно с Сеноманским газом методом гликолевой осушки, после чего подается в газопровод внешнего транспорта. Проведенные расчеты показывают, что снижение давления в НТС без заметного уменьшения выхода газового конденсата допустимо до 2,0 МПа. При таком давлении ввод ДКС необходим в 2010 году.

Проблема в реализации такого подхода заключается в том, что при таких давлениях низкотемпературные сепараторы С2.1 и С2.2 не могут пропустить требуемые объемы газа, тем самым понижая эффективность работы аппаратов.

Для решения этой проблемы в сепараторы С2. 1 и С2.2 установлены разработанные автором прямоточные центробежные элементы, обеспечивающие высокую эффективность при широком диапазоне производитель-ностей. Промышленная эксплуатация сепараторов С2.1 и С2.2 на УКПГК Ямбургского газоконденсатного месторождения проводилась при расходе газа от 30 до 58 тыс. нм3/ч, при давлении 4-5МПа и температуре газа минус 25-28 "С. Проведённые испытания показали, что при содержании жидкости в газе на входе в сепаратор до 130 г/нм3 - капельный унос не превышает 10 мг/нм3, тем самым, эффективность сепарации газа в аппаратах С2.1 и С2.2 составила 99,98% . Установка прямоточных центробежных элементов в сепараторы С2.1 и С2.2, в значительной степени улучшила очистку газа и практически исключила попадание конденсата, и раствора метанола в поток осушенного газа на ДКС.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В настоящей работе изложены научно-обоснованные разработки направленные на совершенствование оборудования подготовки природного и попутного газа на промыслах, в частности, оптимизации параметров и технологических процессов сепарации и минимизации потерь углеводородного сырья.

В процессе теоретических и экспериментальных исследований получены следующие научные и практические результаты:

1. На основании анализа современных представлений о свойствах газожидкостных смесей и методах их разделения в процессах подготовки сырого газа непосредственно на промыслах, определена система требований, предъявляемых к процессам сепарации. Проанализированы особенности и преимущества существующих аппаратов для разделения газожидкостных смесей. Определен наиболее приемлемый тип аппарата для реализации этого процесса в малогабаритных установках подготовки сырого газа на промыслах и УКПГ, а именно центробежный сепаратор с прямоточными центробежными элементами для подачи газа в рабочую зону. Показано, что качественные характеристики процесса и уровень вторичного уноса во многом зависят от рационального выбора конструктивных параметров аппарата и способов турбулизации газожидкостного потока. Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по проблеме подготовки сырого газа на промыслах дает основание утверждать, что в имеющихся публикациях отсутствуют теоретически обоснованные рекомендации по выбору реальных конструктивных параметров центробежного сепаратора с прямоточными центробежными элементами, ввода газа в рабочую зону, и оптимизации технологических режимов процесса.

2. Разработана методика аналитического расчёта эффективности работы прямоточного центробежного элемента, с учётом явлений вторичного уноса с поверхностной плёнки и рассеивания жидкости.

высоте элемента, которые были аппроксимированы функциями, и использованы как исходные данные в расчётах эффективности процесса сепарации.

4. Разработана конструкция и получен патент на прямоточный центробежный элемент. Научная новизна технических решений реализованных в данной работе подтверждены изобретениями, полезными моделями и положительными решениями. Проведены промышленные испытания реконструируемых сепараторов с подтверждением их высокоэффективной работы в разных режимах.

5. Установлено, что применение сепараторов с прямоточными центробежными элементами уже на стадии проектировании позволяет сократить капитальные затраты при применении этих аппаратов в 2 - 3 раза, по сравнению с сетчатыми и жалюзийными сепараторами.

6. На установке комплексной подготовки газа и конденсата (УКПГК) газоконденсатных залежей Ямбургского месторождения в сепараторах С2.1 и С2.2 произведена замена внутренних устройств на прямоточные центробежные элементы разработанные автором.

7. Прямоточный центробежный элемент (патент № 78090) был использован в разработке и внедрении целого ряда сепараторов:- СЦМ-1 Блочная сепарациоиная установка для исследования скважин (ОАО «НПО Промавтоматика»);- Сепаратор Г-1 на ДНС-9 Фёдоровского месторождения НГДУ «Федоровскнефть» (ОАО «Сургутнефтегаз»);- С-201 и С-203 на установке подготовки газа Сладковско-Морозовской группы месторождений (ОАО НК «Роснефть»),

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Литра А.Н. Оптимизация конструкций с помощью программных продуктов // IV Ежегодная региональная отраслевая научно-техническая конференция «Проблемы развития автоматизации и механизации процессов добычи, переработки и транспорта газа и газового конденсата» 27-28 марта 2008 года. -г. Краснодар, ОАО «НПО Промавтоматика». - С. 88-91.

2. Литра А.Н. Расчёт потерь давления в дросселе регулирующего устройства // IV Ежегодная региональная отраслевая научно-техническая конференция «Проблемы развития автоматизации и механизации процессов добычи, переработки и транспорта газа и газового конденсата» 27-28 марта 2008 года, г.Краснодар, ОАО «НПО Промавтоматика» С.113-119.

3. Литра А.Н.; Бурдыло Е.В. Развитие сепарационного оборудования на примере центробежного прямоточного элемента // IV Ежегодная региональная отраслевая научно-техническая конференция «Проблемы развития автоматизации и механизации процессов добычи, переработки и транспорта газа и газового конденсата» 27-28 марта 2008 года, г.Краснодар, ОАО «НПО Промавтоматика» С.157-161.

4. Пат. РФ №78090 от 19.05.08 Прямоточный центробежный элемент /Литра А.Н., Коновалов И.Л., Ушенин A.B., Корженко М.А.

5. Литра А.Н. Кунина П.С. Павленко П.П. Исследование модели прямоточного центробежного элемента. // Газовая промышленность. -2009. №12/639/. С. 17-19.

Подписано в печать 25.03.2010. Печать трафаретная. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,36. Тираж 120 экз. Заказ № 289. Отсчатано в ООО «Издательский Дом-ЮГ» 350072, г. Краснодар, ул. Московская 2, корп. «В», оф. В-120, тел. 8-918-41-50-571

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Литра, Алексей Николаевич

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМ ОЧИСТКИ ГАЗА НА ПРОМЫСЛАХ.

1.1 Аппараты и процессы для разделения газожидкостных смесей.

1.1.1 Классификация газожидкостных сепараторов.

1.1.2 Процессы разделения газожидкостных смесей в сепарационном оборудовании.

1.1.2.1 Общие положения.

1.1.3 Методы оценки эффективности работы сепараторов.

1.1.4 Обобщённое представление газожидкостных сепараторов по конструктивным признакам.

1.1.5 Основные понятия сепараторов разных видов.

1.2 Схемы конструкций сепараторов.

1.2.1 Гравитационные и жалюзийные сепараторы.

1.2.1.1 Общие понятия.

1.2.1.1.1 Гравитационный сепаратор.

1.2.1.1.2 Жалюзийный сепаратор.

1.2.1.2 Расчёт гравитационной осадительной секции.

1.2.1.3 Эффективность гравитационных сепараторов на практике.

1.2.2 Сепараторы сетчатые, с коагуляторами и центробежные однопатрубковые.

1.2.2.1 Общие понятия.

1.2.2.1.1 Сепараторы с сетчатыми насадками.

1.2.2.1.2 Центробежные однопатрубковые сепараторы.

1.2.2.1.3 Сепараторы с сетчатыми коагуляторами.

1.2.2.1.4 Сепараторы со стекловолокнистыми коагуляторами.

1.2.2.2 Расчёт сепараторов с сечатой и струнной насадками.

1.2.2.2.1 Сепаратор, оборудованный горизонтальной сетчатой насадкой

1.2.2.2.2 Сепаратор, оборудованный струнной или вертикальной сетчатой насадкой.

1.2.2.3 Эффективность сетчатых сепараторов на практике.

1.2.2.3.1 Сепаратор, оборудованный горизонтальной сетчатой насадкой

1.2.2.3.2 Сепаратор, оборудованный вертикальными сетчатыми или струнными насадками.

1.2.3 Центробежные многопатрубковые сепараторы.

1.2.3.1 Общие понятия.

1.2.3.2 Расчёт сепаратора, оборудованного центробежными патрубками

1.2.3.3 Эффективность сепаратора, оборудованного горизонтальной платформой с центробежными патрубками.

1.2.4 Трёхфазные сепараторы.

1.3 Оптимальный вариант выбора сепаратора по конструктивным признакам.

1.3.1 Подбор оптимального центробежного сепаратора.

1.3.2 Выводы по выбору направления исследований.

2 ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО

СЕПАРАТОРА.

2.1 Конструкции центробежных элементов в сепараторах.

2.1.1 Направленно-завихряющие элементы.

2.1.2 Направленный вниз центробежно-прямоточный патрубок.

2.1.3 Аксиально-завихряющий перфорированный элемент.

2.1.4 Перфорированный патрубок центробежного типа с вставкой.

2.1.5 Устройство вихревой очистки газа.

2.1.6 Противоточный многосекционный элемент.

2.1.7 Устройство центробежное горизонтальное.

2.1.8 Влагоотделитель.

2.1.9 Прямоточный центробежный сепаратор.

2.1.10 Центробежный сепаратор с эжекционным устройством рециркуляции газа.

2.1.11 Обсуждение результатов обзора конструкций центробежного элемента.

2.2 Способы и устройства для формирования закрученного потока в центробежных аппаратах.

2.2.1 Закручивающие устройства как сопловые вводы.

2.2.1.1 Тангенциальные закручивающие устройства.

2.2.1.2 Улиточный сопловой ввод.

2.2.1.3 Тангенциально - лопаточные закручивающие устройства.

2.2.2 Закручивающие устройства впащательно-осевого действия.

2.2.2.1 Аксиально-лопаточное закручивающее устройство.

2.2.2.2 Аксиально-тангенциальное закручивающее устройство.

2.2.3 Закручивающие устройства с механическим вращением рабочего элемента (вращающиеся трубы).

2.3 Исследование характеристик закрученных потоков.

2.3.1 Анализ и выбор завихряющего устройства.

2.4 Конструкция модели прямоточного центробежного элемента.

2.5 Выводы по выбору рациональной конструкции центробежного сепаратора.

3 МЕТОДИКА РАСЧЁТА ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕПАРАЦИИ В

ПРЯМОТОЧНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ.

3.1 Первичное осаждение жидкости на стенки в прямоточных центробежных элементах.

3.1.1 Поле скоростей газа на выходе из завихрителя.

3.1.2 Расход газа на рециркуляцию.

3.1.3 Уравнения движения одиночной капли в рабочей зоне центробежного прямоточного элемента.

3.1.4 Расчёт эффективности первичного осаждения.

3.2 Эффективность сепарации сорванной с пленки жидкости в прямоточных центробежных элементах.

3.2.1 Расчёт интенсивности срыва жидкости с плёнки.

3.2.2 Уравнения движения капельной жидкости. Начальные условия.

3.2.3 Алгоритм расчёта эффективности сепарации сорванной с плёнки жидкости.

3.2.4 Алгоритм расчёта эффективности вторичного уноса.

3.3 Выводы.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЯМОТОЧНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЭЛЕМНТА.

4.1 Проведение эксперимента методом численного моделирования

4.1.1 Твёрдотельная модель элемента.

4.1.2 Задача и постановка исследования прямоточного центробежного элемента.

4.1.3 Физико-математические параметры моделирования.

4.1.4 Анализ проведения численного эксперимента.

4.1.4.1 Зависимость расхода газа от скорости на входе.

4.1.4.2 Зависимость сопротивления устройства от скорости на входе

4.1.4.3 Зависимость температуры на выходе из устройства от скорости на входе.

4.2 Проведение эксперимента на реальной модели.

4.2.1 Экспериментальный стенд.

4.2.2 Методика определения параметров жидкости, сходящей с кромки завихрителя.

4.3 Установка для определения параметров жидкой фазы.

4.4 Результаты проведённых экспериментов.

4.5 Выводы.

5 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

5.1 Установка комплексной подготовки газа и конденсата для газоконденсатных залежей Ямбургского месторождения.

5.1.1 Технология подготовки газа.

5.2 Промышленные испытания сепараторов с прямоточными центробежными элементами.

5.2.1 Определение эффективности сепарации с помощью фильтр — пробоотборника.

5.2.1.1 Проведение измерений.

5.2.2 Обработка полученных результатов.

5.2.3 Результаты промышленных испытаний.

5.2.4 Сравнительный анализ технико-экономических показателей.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка и совершенствование технологических решений по повышению эксплуатационных показателей оборудования для промысловой подготовки газа"

Целью работы является совершенствование технологических решений по промысловой подготовке попутного и природного газа, путем развития теории разделения газожидкостных смесей в сепарационных установках.

Задачи исследования

2. Изучить характер процесса прохождения газожидкостных смесей в прямоточном центробежном элементе, выполнить моделирование процесса, установить зависимости, позволяющие осуществить разработку его рациональной конструкции.

5. Разработать инженерные методы расчета сепараторов с прямоточными центробежными элементами с учетом явления вторичного уноса и рассеивания капель жидкости. ,

Научная новизна

2. Разработаны методы оптимизации режимов работы сепараторов с прямоточными центробежными элементами на основе вероятностно-статистических методов с применением алгоритмов ANSYS и получены решения для создания приближенных аналитических моделей.

Практическая ценность работы

Апробация работы

Результаты работы докладывались на IV международной научно- практической конференции «Ашировские чтения», 14-15 октября 2008 года, г. Самара, Самарский технический университет; IV Ежегодной региональной отраслевой научно-технической конференции «Проблемы развития автоматизации и механизации процессов добычи, переработки и транспорта газа и газового конденсата» 27-28 марта 2008 года, г.Краснодар, ОАО «НПО Про-мавтоматика»; Практической конференции «Применение продуктов ANSYS и IOSO для решения инженерных задач» (ANSYS ICEM CFD Tetra/Prism and ANSYS CFX 07-09.07.2008).

Структура и объём работы Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников (107 наименований). Работа изложена на 192 стр. машинописного текста, содержит 5 таблиц, 84 рисунка и 3 приложения.

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Литра, Алексей Николаевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1.Ha основании анализа современных представлений о свойствах газожидкостных смесей и методах их разделения в процессах подготовки сырого газа непосредственно на промыслах, определена система требований, предъявляемых к процессам сепарации.

Проанализированы особенности и преимущества существующих аппаратов для разделения газожидкостных смесей. Определен наиболее приемлемый тип аппарата для реализации этого процесса в малогабаритных установках подготовки сырого газа на промыслах и УКПГ, а именно центробежный сепаратор с прямоточными центробежными элементами для подачи газа в рабочую зону.

Показано, что качественные характеристики процесса и уровень вторичного уноса во многом зависят от рационального выбора конструктивных параметров аппарата и способов турбулизации газожидкостного потока.

Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по проблеме подготовки сырого газа на промыслах дает основание утверждать, что в имеющихся публикациях отсутствуют теоретически обоснованные рекомендации по выбору реальных конструктивных параметров центробежного сепаратора с прямоточными центробежными элементами ввода газа в рабочую зону и оптимизации технологических режимов процесса.

3. Программно и экспериментально исследованы гидро газодинамические процессы предложенного автором прямоточного центробежного элемента, получены спектры траекторий, сорванных с пленки капель и сопоставлены с полем скоростей и давлений потока, в разных сечениях по высоте элемента, которые были аппроксимированны функциями, и использованы как исходные данные в расчётах эффективности процесса сепарации.

Проведены промышленные испытания реконструируемых сепараторов с подтверждением их высокоэффективной работы в разных режимах.

6. На установке комплексной подготовки газа и конденсата (УКПГК) газоконденсатных залежей Ямбургского месторождения в сепараторах С2.1 и С2.2 произведена замена внутренних устройств на Прямоточные центробежные элементы разработанные автором.

7. Прямоточный центробежный элемент (патент № 78090) был использован в разработке и внедрении целого ряда сепараторов:

- СЦМ-1 Блочная сепарационная установка для исследования скважин (ОАО «НПО Промавтоматика»);

- Сепаратор Г-1 на ДНС-9 Фёдоровского месторождения НГДУ «Федо-ровскнефть» (ОАО «Сургутнефтегаз»);

- С-201 и С-203 на установке подготовки газа Сладковско-Морозовской группы месторождений (ОАО НК «Роснефть»).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Литра, Алексей Николаевич, Краснодар

1. Тронов В.П. Сепарация газа и сокращение потерь нефти. Казань: «Фен», 2002. 408 с.

2. Гугучкин В.В., Ивановская В.И., Маркович Э.Э., Палладиев А.А. Процессы и параметры срыва жидкости с плёнки, текущей под давлением газового потока. // Газотермодинамика многофазных потоков в энергоустановках, № 6, 1984, с.46-50.

3. Крошилин А.Е., Кухаренко В.Н., Нигматулин Б.И. Осаждение частиц на стенку канала в градиентном турбулентном дисперсном потоке // Известия АН СССР, МЖГ, №4,1985, с.57-63.

4. Маслов В.Е., Лебедев В.Д. Исследование влияния гравитационной силы на движение аэрозоля в криволинейном потоке // ИФЖ, №1,1970, с.59-63.

5. Методика расчета эффективности осаждения в закрученных потоках и экспериментальное исследование теплоотдачи при взаимодействии отдельных капель с нагретой поверхностью: Отчет о НИР / ЮПИ. 2.42.01.04-86, № ГР 01860098870.-Краснодар, 1988,97 с.

6. Сорокин Ю.Л. Разработка методов расчета и проектирования паро-сепарационных устройств энергооборудования: Автореф. дис. д-ра техн. наук. -НПОЦЕСГИ, 1986,40 с.

7. Розенцвейг А.К., Гравцов В.Г. Автоматизация расчётов при проектировании систем нефгесбора / Обз. информ. Сер. Нефтепромысловое строительство, вып.1(25).-М.: ВНИИОЭНГ, 1982, с.34-50.

8. Коротаев Ю.П. Подготовка газа к транспорту. / Ю.П. Коротаев, Б.П. Гвоздев, АН Гриценко, «Недра», М.: 1972, с.104-121.

9. Левданский Э.И., Плехов И.М:, Гавриленкова И.И. Промышленное внедрение прямоточно-центробежных сепараторов элементного типа. — Химическая промышленность, №3,1981, с.273-277.

10. А.с. 389817 СССР, Бюл. изобр., 1973, №30. Центробежное сепарируещее устройство / Ю.А. Кащицкий, В.А. Толстов, Ю.М. Могильницкий.

11. А.с. 498009 СССР, Бюл. изобр., 1976, №1. Массообменный аппарат / Э.И Левданский, И.М. Плехов, А.И. Ершов.

12. А.с. 552983 СССР, Бюл. изобр., 1977, №13. Массообменная тарелка / Э.И. Левданский, Г.М. Яковлев.

13. А.с. 625729 СССР, Бюл. изобр., 1978, №36. Тепломассообменный аппарат / И.М. Плехов, В.Н. Гуляев, Э.И. Левданский.

14. А.с. 683760 СССР, Бюл. изобр., 1979, №33. Контактная тарелка / Э.И. Левданский, И.И. Гавриленкова, А.И. Карпович, Г.М. Яковлев.

15. Ас. 707588 СССР, Бюл. изобр., 1980, №1. Пленочный теплообменный аппарат / Э.И Левданский, И.М. Плехов, В.А. Иванов и др.

16. Алексеенко С.В., Окулов В.Л. Закрученные потоки в технических приложениях (обзор) // Теплофизика и аэромиханика. 1996. Т.З, №2.

17. Мартынов А.В., Бродянский В.М. Что такое вихревая труба. М.: Энергия, 1976, с.115.

18. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. М.: Машиностроение, 1969, с.210-220.

19. Ахмедов Р.Б., Балагула Т.Б., Рашидов Ф.К. и др. Аэродинамика закрученной струи / Под ред. Ахмедова Р.Б. М.: Энергия, 1977, с.405.

20. Халатов А.А. Теория и практика закрученных потоков. Киев: Наукова думка, 1989, с. 285-296.

21. Суслов А.Д. Иванов С.В. Мурашкин А.В. Чижиков Ю.В. Вихревые аппараты. М.: Машиностроение, 1985, с. 85-96.

22. Иссерлин А.С. Основы сжигания газового топлива: Справочное руководство. Л.: Недра, 1980, с. 35-65.

23. Левандский Э.И, Плехов ИМ., Ершов А.И Центробежные сепараторы. -Вып. 2 (208). -М.: НИИТЕХим, 1983, с. 277-285.

24. А.с. 354875 СССР, Бюл. изобр., 1972, №31. Универсальный прямоточный пылеуловитель / К.И. Коротюк.

25. А.с. 388764 СССР, Бюл. изобр., 1973, №29. Устройство для очистки газов / Л.И Кропп, А.И. Акбрут.

26. А.с. 827124 СССР, Бюл. изобр., 1981, №12. Центробежный сепаратор / Э.И. Левданский, А.И. Карпович, И.М. Плехов и др.

27. А.с. 460883 СССР, Бюл. изобр., 1975, №7. Сепаратор дд отделения капельной жидкости от газового потока / Н.А. Николаев, Ю.Ф. Короткое

28. Диаров Р.К., Овчинников А.А., Николаев Н.А., Сабитов С.С. Вихревые газожидкостные сепараторы Вып. 3 (209) - М: ВНИИОЭНГ, 1984.

29. Ас. 368399 СССР, Бюл. изобр., 1973, №9. Газо-жидкосгной сепаратор / Н.И. Ча-совников, СВ. Юрченко, Ю.Н. Шкурин.

30. Great Britain Patent № 1209795,1975. Improvements in or relating to centrifugal separators / D.G. Bell, C.J. Hyatt.

31. United States Patent № 3,955,948,1976. Vortex separator/J. Campolong.

32. United States Patent № 3,885,934,1975. Centrifugal tuyere for gas separator / R. Eads, С Langdon.

33. A.c. 644547 СССР, Бюл. изобр., 1979, №4. Каплеуловитель / ВА. Бабкин, К.С. Беркатович, В.Т. Войтов и др.

34. United States Patent№ 3,641,745,1972. Gas liquid separator/Р. Moore, P. Box.

35. A.c. 389816 СССР, Бюл. изобр., 1973, №30. Сепаратор / В А. Лиференко, А.Т. Еремин, А.Е. Нимцович.

36. Ас. 598624 СССР, Бюл. изобр., 1978, №11. Прямоточный центробежный сепаратор / Е.В. Перминов, И.М. Плехов.

37. А.с. 608541 СССР, Бюл. изобр., 1978, №20. Центробежный сепаратор / В.П. Лукьянов, В.П. Приходько.

38. Гусейнов Ч.С. и др. Движение жидкой пленки в закрученном потоке прямоточ-но-центробежного патрубка сепаратора // Труды ВНИИ экономики, организации производства и технологии. Экономическая информация в газовой промышленности, №9, 1975.

39. United States Patent № 3,670,479,1972. Momentum slot centrifugal type separator / L. Tomlinson.

40. United States Patent № 3,707,830,1973. Cyclone separator / K. Gustavsson.

41. А.с. 592419 СССР, Бюл. изобр., 1978, №6. Контактный элемент массообменного аппарата / И.М. Плехов, Ф.В. Прудников, JI.JI Вержбицкий и др.

42. United States Patent № 3,824,765,1974. Gas and liquid separator / A. Williams.

43. Germany Patent №1769240,1968. Zentrifiigalgalabscheider/R. Burke, D. Georg.

44. A.c. 679225 СССР, Бюл. изобр., 1978, №30. Центробежный сепаратор / JI.M. Милынтейн, А.В. Гугучкин, Е.П. Запорожец.

45. А.с. 373018 СССР, Бюл. изобр., 1973, №14. Центробежный газожидкостный сепаратор / Б.А. Дементьев, Ю.Н. Малинин.

46. А.с. 360956 СССР, Бюл. изобр., 1973, №1. Устройство для центробежной очистки газа / Ю.К. Стабло.

47. А.с. 360957 СССР, Бюл. изобр., 1973, №1. ПылевлагОуловитель / Б.Б. Рив-кинд, А.Ф. Чумаков и др.

48. Ас. 360958 СССР, Бюл. изобр., 1973, №1. Пылеуловитель / А.Д. Мальгин.

49. Крюков В .А. Исследование процесса разделения нефти и газа в промысловых установках: Авторефер. дис. канд. техн. наук. Уфа; 1978.

50. Патент 78090 РФ МПК B01D 45/12, Прямоточный центробежный элемент/ Литра А.Н., Коновалов И.Л., Ушенин А.В., Корженко М.А.; Заявл. 19.05.2008г.; Опубл. 20.11.2008г.

51. Николаев Н.А. Исследование и расчет высокоэффективных аппаратов вихревого типа: Автореф. дис. д-ра техн. наук. Казань, 1974.

52. А.Н. Литра Д.С. Кунина, П.П. Павленко Исследование модели прямоточного центробежного элемента //Газоил пресс// «Газовая промышленность» №12 /639/2009.

53. Бертокс П., Радд Д. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений. М.: Мир, 1980. —606 с.

54. Коммонер Б. Замыкающийся круг. Л,: Госщдрометеоиздат, 1974. - 279 с.

55. Сталл Д., Вестрам Э., Зинке Г. Химическая термодинамика органических соединений. М.: Мир, 1971,-942 с.

56. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. -М.: Физматгиз, 1963. 708 с.

57. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Госэнер-гоиздат. 1966. - 468 с.

58. Свердлов Г.З., Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. М.: Пищевая пром-сть, 1978. -264 с.

59. Скрябина ЛЯ. Атлас промышленных пылей: ч. I, П, Ш. М.: ЦИНТИхимнефте-маш, 1980- 1982.

60. Справочник по пыле- и золоулавливанию/ Под ред. Русанова А.А. М.: Энерго-атомиздат, 1983. 312 с.

61. Еремин Е.Н. Основы химической кинетики. — М.: Высшая школа, 1976. 374 с.

62. Крестовников АН. Вигдорович В.Н. Химическая термодинамика. М.; Металлургия, 1973.250 с.

63. Стаскевич НЛ„ Северинец Г.Н., Вигдорчик ДЛ. Справочник по газоснабжению и использованию газа. Л.: Недра, 1990. - 762 с.

64. Равич М.Б. Газ и его применение в народном хозяйстве. М.: Наука, 1974, 368 с.

65. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. Л.: Гидрометеоиздат, 1986, 183 с.

66. Кривоногое Б.М. Повышение эффективности сжигания газа и охрана окружающей среды. JL: Недра, 1986, 280 с.

67. Эльтерман В.М. Охрана воздушной среды на химических и нефтехимических предприятиях. М.: Химия, 1985, 160 с.

68. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройиздат, 1974.-207 с.

69. Белевицкий A.M. Проектирование газоочистительных сооружений. JL: Химия, 1990.-288 с.

70. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю. Очистка газов мокрыми фильтрами. М.: Химия, 1972.-248 с.

71. Lunde К.Е. Performance of Equipment for Control of Fluoride Emissions: Ind. Eng. Chem., 50,293-298 (1958).

72. Алиев Г.М.-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов: Справочник. М.: Металлургия, 1986. - 628 с.

73. Защита атмосферы от промышленных загрязнений: Справ, изд.: В 2-х ч. Ч. 1/ Под ред. Калверта С, Инглунда Г.М, М.: Металлургия, 1988. - 760 с.

74. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И., Решидов И.К. Очистка промышленных газов от пыли. М.: Химия, 1981. - 392с.

75. Килинник С.В. Разработка элементов конструктивных схем для прямоточнцх центробежных газосепараторов Дис. .канд.техн.наук: 05.14.04,-М;:РГБ, 2005.

76. Павлов К.Ф., Романков ПР., Носков АА. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1987. - 576 с.

77. Берман Л. Д., Фукс С.Н. Теплоэнергетика, 1958, № 8, С.66-74.

78. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача: М.: Энергоиздат, 1981.-416с.

79. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/Под ред. Ю.И. Дытнерского. М.: Химия, 1991. - 496 с.

80. Бакластов А.М., Горбенко В.В., Удыма П.Г. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок. М.: Энергоиздат, 1981. - 336 с.

81. Whitman, W.G. The two film Theory of Gas Absorption, Chem. and Met. Eng. 29, 146- 148(1923).

82. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1973.-750 с.

83. Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976. - 655 с.

84. Перри Дж. Справочник инженера-химика: т. П JL: Химия, 1969.- 504 с.

85. Расчеты химико-технологических процессов/ Под ред. Мухленова И.П. JL: Химия, 1982.-248 с.

86. Баев В.К., Бутовский JI.C. Любчик Г.Н., Христич В.А. Комбинированное газого-релочное устройство и некоторые особенности его рабочего процесса. В кн.: Теория и практика сжигания газа: вып. IV, - Л.: Недра, 1968,с.198.

87. Давыдов А.П., Зигашшш М.Г. Горелочное устройство. А.с. № 1416801,1988.

88. Использование газа в народном хозяйстве/ Реф. сб. М.: ВНИИЭГазпром, 1973 -1982.

89. Транспорт, хранение и использование газа в народном хозяйстве/ Экспресс-информ. М.: ВНИИЭГазпром, 1980 - 1982.

90. Бесков СД. Технохимические расчеты. М.: Высшая школа, 1966. 520 с.

91. Бальян СВ. Техническая термодинамика и тепловые двигатели. Л.: Машиностроение, 1973. - 304с.

92. Требин ФА., Макогон Ю.Ф., Басниев К.С. Добыча природного газа. М.: Недра, 1976.-368 с.

93. Андропов И.В. Измерение расхода жидкостей и газов. М.: Энершиздат, 1981. -88 с.

94. Кремлевский П.П. Измерение расхода многофазных потоков. Л. Машиностроение, 1982. - 214с.

95. Леончик Б.И. Маякин В.Н. Измерения в дисперсных потоках. М.: Энергоато-миздат, 1981.-184 с.

96. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергия, 1978.-704 с.

97. Крамарухин Ю.Е. Приборы для измерения температуры. М.: Машиностроение, 1990.-208 с.

98. Тепло- и массообмен: Теплотехнический эксперимент: Справочник/Под ред. Григорьева В.А. и Зорина В.М, М.: Энергоатомиздат, 1982. - 686 с.

99. Измерения в промышленности: Справ, изд. в 3-х кн./ Кн.2: Способы измерения и аппаратура/Под ред. Профоса П. М.: Металлургия, 1990. - 384 с.

100. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: Справочник/Под ред. Судакова Е.Н. М.: Химия, 1979. - 568 с.

101. Грудников И.Б. Производство нефтяных битумов. М.: Химия, 1983. - 327 с.

102. Гун Р.Б. Нефтяные битумы. М.: Химия, 1973. - 432 с.

103. Контроль за выбросами в атмосферу и работой газоочистных установок на предприятиях машиностроения. Практическое руководство. М.: Машиностроение, 1984. - 128 с.

104. Приоритет полезной модели 19 мая 2008 г. Зарегистрировано а Государственном реестре ш jjlf моделей Российской Федерации 20 ноября 21зЖ *

105. Щшг Срок действия патента истекает 19 мая 2018 1

106. Руководитель Федеральной службы по и; собственности, патентам и товарный зл1. CERTIFICATE1. OF А Т1. Advanced Training1. ANSYS TurboGrid,

107. ANSYS BladeModeler, Multiphase modeling in ANSYS CFXattended our training „ANSYS TurboGrid, ANSYS Blade Modeler and Multiphase modeling in ANSYS CFX" from 11.07.2008 to 12.07.2008.

108. FOCUS OF THE SEMINAR Mesh generation with ANSYS ICEM CFD Tetra/Prism Setup of a simulation with ANSYS CFX-Pre Executing a simulation with ANSYS CFX Solver Post-Processing of simulation results with mit ANSYS CFX-Post

109. ANSYS Germany GmbH Staudenlektweg 12 - 63624 Otterting/ DEUTSCHLAND Tel: 06024 9054-0 - Fax: 0M24 9054-171. Alexey Litra1. ANSYS Germany GmbH

110. Dr.-lnfl|H(#ger Grot. an s Manager Customer Support1. UNISYS1. CERTIFICATE OF ATTENDANCE1.troduction to

111. ANSYS ICEM CFD Tetra/Prism and ANSYS CFX1. Alexey Litraattended our training „ANSYS ICEM CFD Tetra/Prism and ANSYS CFX" from 07.07.2008 to 09.07.2008.

112. FOCUS OF THE SEMINAR Mesh generation with ANSYS ICEM CFD Tetra/Prism Setup of a simulation with ANSYS CFX-Pre Executing a simulation with ANSYS CFX Solver Post-Processing of simulation results with mit ANSYS CFX-Post1. ANSYS Germany GmbH

113. Or -lng| НоЦзег Groyans Manager Customer Support

114. КС «Краснодарская» 16 сентября 2009 г.

115. Переданные названному предприятию материалы подлежат использованию в системе эксплуатации компрессорных станций с 2009 года в соответствии со сроками пуска сепарационной техники, установленными ОАО «ГАЗПРОМ».

116. Научно-технический эффект — возможность повысить производитель- ; ность и срок службы аппаратов, в которых используются прямоточные центробежные элементы, а также улучшить качество очистки газа от механических примесей и капельной жидкости.

117. Эффективность внедрения состоит в оптимизации системы технического ' процесса при возможном сокращении затрат на внеплановые отключениягоборудования для проведения профилактических и ремонтных работ.

118. Главный инженер ЛПУМГ ОАО «Газпром-Трансгаз-Кубань» K.T.H.1. ПЛ. Павленкоi I1. ПРОТОКОЛ

119. Опытно-промышленных испытаний сепараторов С2.1 и С2.2 на установке комплексной подготовки газа и конденсата (УКПГК) газоконденсатных залежей Ямбургского месторождения/J' » 200-^ г. г. Новый Уренгойs>

120. Предмет испытаний. Опытно-промышленным испытаниям, с помощью разработанной методики, подвергались сепараторы С 2.1 и С 2.2, установленные в технологической схеме подготовки газа и конденсата на УКПГК Ямбургского газоконденсатного месторождения.

121. Цель испытаний. Определение наличия уноса капельной жидкости и механических примесей из сепараторов, эффективность отделения конденсата от газового потока в сепараторах.

122. Тестовый фильтр-сепаратор;

123. Комплект присоединительных трубок;1. Фильтр АФА;1. Аналитические весы;

124. Прибор TESTO 512 с трубкой Пито;1. Выпарной шкаф;1. Ноутбук;

125. Программа расчёта уноса жидкости из сепаратора.1. Результаты испытаний:

Информация о работе

Литра, Алексей Николаевич
кандидата технических наук
Краснодар, 2010
ВАК 25.00.17

Диссертация

Разработка и совершенствование технологических решений по повышению эксплуатационных показателей оборудования для промысловой подготовки газа - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы