Модернизация групповой замерной установки «Мера-ММ2». Кавитационный мембранный аппарат (Кавитатор)-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа

Модернизация групповой замерной установки «Мера-ММ2». Кавитационный мембранный аппарат (Кавитатор)-Курсовая работа-Оборудование для добычи и подготовки нефти и газа
«Групповая замерная установка». Дипломный проект разрабатывался в привязке к месторождению, разрабатываемому. Эксплуатация данного месторождения производится с использованием АГЗУ «Мера-ММ2». АГЗУ «Мера» выполнена в блочном исполнении и обладает следующими тех. характеристиками: ... и состоит из трубопроводов, запорной арматуры, сепаратора и КИПов.
Для замера количества ГЗЖ на выходе из сепаратора в базовой версии установлен вихревой расходомер. Принцип действия
Однако, судя по отзывам эксплуатирующего персонала, данный КИП начал давать неприемлемую погрешность измерений по прошествии 3 мес. работы.
Предлагается заменить вихревой расходомер на более надежный кориолисовый расходомер компании Micro-Motion. Принцип работы. Данное оборудование обладает высокой надежностью и малой погрешностью измерений. Компания Micro-Motion имеет большой опыт во внедрении данного оборудования в нефтедобывающей сфере. В частности данные расходомеры устанавливались на месторождениях компаний Газпром-Нефть и Лукойл.
С целью расширения функциональных возможностей данной установки был произведен патентно-информационный обзор. Пройтись по патентам. Однако, ни одно из рассмотренных авторских свидетельств не удовлетворяет нашим целям в полной мере. Что, в свою очередь, подталкивает нас к поиску собственных вариантов модернизации.
Проведя тщательный анализ научно-технической литературы и научных публикаций мы пришли к следующему техническому предложению: совместить функции сепаратора ГЗУ с функциями сепаратора первой ступени системы подготовки нефти. Для чего на входном трубопроводе сепаратора ГЗУ предлагается установить проточно-кавитационный реактор. Принцип действия (фильм). Для реализации данной идеи был произведен патентно-информационный обзор. Патенты.
В процессе проработки дипломного проекта были произведены расчеты геометрии кавитационного реактора, а также прочностные расчеты. Однако результаты данных расчетов следует считать ориентировочными, т.к. исследования кавитационных реакторов все еще ведутся в настоящий момент и далеки от завершения. Технология кавитационных реакторов является очень перспективной. (можно еще воды налить по применению в разных сферах...)
Таким образом, за счет установки проточно-кавитационного реактора на входном трубопроводе сепаратора ГЗУ мы предлагаем отказаться от использования сепаратора первой ступени системы подготовки нефти, т.к. процесс разделения будет проходить уже в сепараторе ГЗУ. Экономический эффект.

Кавитационный мембранный аппарат (рис. 27) содержит каркас 1, вы-полненный в виде последовательно расположенных конфузора 2 и двух диффузоров 3 и 4. Внутри каркаса 1, в его диффузорной части, расположен очистительный элемент 5, выполненный с возможностью совершения воз-вратно-поступательного движения, представляющий собой ряд последова-тельно расположенных кавитаторов 6 конусообразной или куполообразной формы, увеличивающихся по мере увеличения диаметра диффузора 4 и со-единенных между собой пружинами 7, закрепленный на штоке 8, выполнен-ном с возможностью осевого перемещения посредством винтовой передачи 9, причем большее основание кавитаторов 6 направлено в сторону выхода из мембранного аппарата
Количество кавитаторов 6 зависит от физико-химических свойств ис-ходных растворов.
Закрепление очистительного элемента 5 на штоке 8 с возможностью перемещения в ту или иную сторону вызвано необходимостью регулировки режима работы устройства в зависимости от исходных свойств продукта (в основном от структурных и реологических его характеристик) в начальный период. А жесткость пружин 7 обеспечивает необходимые расстояния между кавитаторами 6 в зависимости от давления жидкости и вязкостных свойств продукта, изменяющихся по длине мембраны.
Для подачи исходного раствора служит патрубок 10 с фланцем 11, а для вывода концентрата используется патрубок 12 с фланцем 13.
Предложенный кавитационный мембранный аппарат работает следу-ющим образом.
Перед началом работы кавитационного мембранного аппарата с по-мощью осевого перемещения штока 8 устанавливается в зависимости от ис-ходных свойств продукта положение очистительного элемента 5 в виде блока кавитаторов 6.
Исходный раствор, предназначенный для обработки, через патрубок 10 подается в кавитационный мембранный аппарат и поступает в конфузор 2, в котором происходит увеличение скорости его движения, а затем посту-пает в два последовательно расположенных диффузора 3 и 4, в которых обеспечивается сглаживание пульсационных давлений и создаются условия для более плавного его течения и обтекания вокруг кавитаторов 6. По мере обтекания раствора вокруг каждого кавитатора 6 происходит турбулизация пограничного слоя у поверхности металлокерамической полупроницаемой мембраны и срыв его в середину потока с возникновением в разделяемом растворе кавитации путем образования и схлопывания пузырьков, обеспечи-вающих дополнительные импульсные воздействия на примембранный слой продукта и способствующих снижению уровня концентрационной поляриза-ции.
Причем с изменением вязкости продукта происходит изменение скоро-сти потока и, соответственно, расстояния между кавитаторами 6, которое ав-томатически регулируется жесткостью соединяющих их пружин 7.
По мере движения раствора в аппарате происходит его разделение, часть которого проходит через мембрану и выводится наружу в виде филь-трата. Вывод концентрата осуществляется через патрубок 12.
Предложенный кавитационный мембранный аппарат позволяет:
 повысить эффективность разделения жидкости;
 увеличить силу воздействия на примембранный высококонцентри-рованный слой продукта;
 увеличить степень турбулизации потока при повышении концентра-ции сухих веществ в растворе и увеличении его вязкости;
 расширить диапазон использования аппарата с целью его использо-вания для процессов эмульгирования, диспергирования и гомогени-зации.

7 Техническое предложение
Техническим предложением является:
Замена вихревого манометра на выходе из сепаратора, служащего для замера количества жидкости, на кариолисовый расходомер фирмы Micro-Motion.
Замена обусловлена тем, что, судя по отзывам эксплуатирующего пер-сонала, данный прибор начал давать неприемлемую погрешность измерений по прошествии 3 мес. работы.
Предлагается заменить вихревой расходомер на более надежный ко-риолисовый расходомер компании Micro-Motion.
Данное оборудование обладает высокой надежностью и малой по-грешностью измерений. Компания Micro-Motion имеет большой опыт во внедрении данного оборудования в нефтедобывающей сфере. В частности данные расходомеры устанавливались на месторождениях компаний Газ-пром-Нефть и Лукойл.
С целью расширения функциональных возможностей АГЗУ «Мера» предлагается установить на входе в сепаратор АГЗУ проточно-кавитационный реактор. Это позволит производить разделение ГЖЗ на этапе измерения и, т.о. совместить функции замера сепаратора АГЗУ и функции разделения ГЖЗ сепаратора первой ступени системы подготовки нефти. Ис-пользование проточно-кавитационных реакторов для процесса сепарации является довольно перспективным, но, вместе с тем, мало изученным. Таким образом, в случае успеха полевых испытаний, возможен отказ от сепараора первой ступени системы подготовки нефти.