Чертежи-Графическая часть-Курсовая работа-Схема подготовки нефти, Деэмульсатор горизонтальный, Деталировка

Для правильного выбора способа обезвоживания нефти (деэмульса-ции)необходимо знать механизм образования эмульсий и их свойства. В пластовых условиях нефтяные эмульсии не образуются. Образование эмульсий уже начинается при движении нефти к устью скважины и про-должается при дальнейшем движении по промысловым коммуникаци-ям, т.е. эмульсии образуются там, где происходит непрерывное пере-мешивание нефти и воды. Интенсивность образования эмульсий в сква-жине во многом зависит от способа добычи нефти, которая в свою оче-редь определяется характером месторождения, периодом его эксплуата-ции и физико-химическими свойствам самой нефти.
При фонтанном способе, который характерен для начального пе-риода
эксплуатации залежи нефти, происходит интенсивный отбор жидкости изскважины. Интенсивность перемешивания нефти с водой в подъемных трубахскважины увеличивается из-за выделения растворенных газов при снижениидавления ниже давления насыщения, что приводит к обра-зованию эмульсий ужена ранней стадии движения смеси нефти с водой.
При глубиннонасосной добыче нефти эмульгирование происходит в
клапанных коробках, самих клапанах, в цилиндре насоса, в подъемных трубахпри возвратно-поступательном движении насосных штанг. При использовании электропогружных насосов перемешивание воды с нефтью происходит на рабочих колесах насоса, в подъемных трубах.
В компрессорных скважинах причины образования эмульсий те же, что и при фонтанной добыче. Особенно отрицательно влияет воздух, закачиваемый иногда вместо газа в скважину, который окисляет часть тя-желых углеводородов с образованием асфальто-смолистых веществ. Наличие солей нафтеновых кислот и асфальто-смолистых веществ приво-дит к образованию эмульсий, отличающихся высокой стойкостью.
В эмульсиях принято различать две фазы — внутреннюю и внешнюю. Внешнюю фазу — жидкость, в которой размещаются мельчайшие капли другой жидкости, называют дисперсионной, внешней или сплошной средой. Внутреннюю фазу — жидкость, находящуюся в виде мелких ка-пель в дисперсионной среде, принято называть дисперсной, разобщен-ной или внутренней фазой.
Различают два типа эмульсий - «нефть в воде» (н/в) и «вода в нефти» (в/н). Тип образующейся эмульсии в основном зависит от соотношения объемов двух фаз, дисперсионной средой стремится стать та жидкость, объем которой больше. На практике наиболее часто (95%) встречаются эмульсии тина «вода в нефти».

На способность эмульгирования нефти и воды кроме соотношения фаз
оказывает влияние присутствие эмульгаторов. Эмульгаторы — это ве-щества, которые способствуют образованию эмульсин. Они понижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз и создают вокруг ча-стиц дисперсной фазы прочные адсорбционные оболочки. Эмульга-торы, растворимые в воде, способствуют созданию эмульсии «нефть в воде». К таким гидрофильным эмульгаторам относятся щелочные мыла, желатин, крахмал и др. Гидрофобные эмульгаторы (т.е. раство-римые в нефти) способствуют образованию эмульсий «вода в нефти». К ним относятся хорошо растворимые в нефти щелочноземельные соли ор-ганических кислот, смолы, мелкодисперсные частицы сажи, глины и других веществ, которые легче смачиваются нефтью, чем водой. Нефтяные эмульсии характеризуются вязкостью, дисперсностью, плотностью, электрическими свойствами и стойкостью. Вязкость нефтяной эмульсии изменяется в широких диапазонах и зависит от соб-ственной вязкости нефти, температуры, соотношения нефти и воды.
Нефтяные эмульсии, являясь дисперсными системами, при опреде-ленных условиях обладают аномальными свойствами, т.е. являются не-ньютоновскими жидкостями. Как и для всех неньютоновских жидкостей вязкостные свойства нефтяных эмульсий характеризуются кажущейся (эффективной) вязкостью.
Дисперсностью эмульсии принято называть степень раздробленности капель дисперсной фазы в дисперсионной среде. Дисперсность характе-ризуется одной из трех взаимосвязанных величин: диаметром капель d, обратной величиной диаметра капель D == 1/d, обычно называемой дисперсностью или удельной межфазной поверхностью, которая является отношением суммарной поверхности частиц к их общему объему.
В зависимости от физико-химических свойств нефти и воды, а также
условий образования эмульсий размеры капель могут быть са-мыми
разнообразными и колебаться в пределах от 0,1 мкм до нескольких де-сятых миллиметра. Дисперсные системы, состоящие из капель одного диаметра, называются монодисперсными, а системы, состоящие из капель разных размеров — полидисперсными. Нефтяные эмульсии относятся к полидисперсным системам, так как содержат частицы разных размеров.
Критические размеры капель, которые могут существовать в потоке при
данном термодинамическом режиме, определяются скоростью сов-местного движения воды и нефти, величиной поверхностного натяже-ния на границе раздела фаз и масштабом пульсации потока.
В турбулентном потоке возникают зоны, обусловленные неравномер-ностью пульсации и наличием переменного по сечению трубопровода градиента скорости, в которых возможно существование капель раз-личного диаметра. Мелкие капли, перемещаясь по сечению трубопровода и попадая в зоны более низких градиентов скорости и меньших мас-штабов пульсации, испытывают тенденцию к укрупнению, а попадая в зоны высоких градиентов и больших масштабов пульсаций - испы-тывают тенденцию к дроблению. Наличие дополнительных факторов (нагрев, введение деэмульгаторов и др.) при определенных гидроди-намических условиях может привести к разделению фаз эмульсии, транспортируемой по трубопроводам.
Устойчивость эмульсий в большей степени зависит от состава компонентов, входящих в защитную оболочку, которая образуется на
поверхности капли.На поверхности капли также адсорбируются, покры-вая ее бронирующим слоем, стабилизирующие вещества, называемые эмульгаторами В дальнейшем этот сдой препятствует слиянию ка-пель, т.е. затрудняет деэмульсацию и способствует образованию стойкой эмульсии.
Существенно влияет на устойчивость нефтяных эмульсий состав пла-стовой воды. Пластовые воды разнообразны по химическому составу, но все они могут быть разделены на две основные группы: первая груп-па — жесткая вода содержит хлоркальциевые иди хлоркальциевомаг-ниевые соединения; вторая группа — щелочная или гидрокарбонатно-натриевая вода. Увеличение кислотности пластовых вод приводит к по-лучению более стойких эмульсий. Уменьшение кислотности воды дости-гается введением в эмульсию щелочи, ,способствующей снижению проч-ности бронирующих слоев и, как следствие, разделению нефтяной эмуль-сии на составные компоненты.