Для отстоя нефтяных эмульсий после нагрева их в блочных или стационарных печах применяются отстойники. Предназначен для отстоя нефтяных эмульсий с целью разделения последних на составляющие их нефть и пластовую воду. Допускается применение установки для подготовки легких и средних нефтей, не содержащих сероводород и другие коррозионно-активные компоненты.

Устройство отстойников нефти

Конструкция отстойника состоит из сепарационного и отстойного отсека, распределителя эмульсии, нефтесборника и других элементов. В зависимости от конструктивных особенностей, эмульсия подается разными способами. В некоторых отстойниках на распределительные трубы может монтироваться короб с отверстиями.

Принцип работы отстойника

В процессе разделения среды получают собираемую нефтяную эмульсию и сбрасываемые пластовые воды. Кроме воды, отстойник позволяет удалять из сырья соли, то есть отстойник также выполняет функцию обессоливания. В некоторых конструкциях допускается удаление растворенных газов. В случае отсутствия базы для газа, такое отделение устанавливается отдельно.

Разделение нефти и воды происходит за счет отстаивания. Независимо от типа конструкции, на границе нефть-вода движение капель жидкости замедляется, после чего они соединяются. В результате из капель воды получается сплошной слой, отделенный от нефти. Принцип действия основан на разности плотностей.

Типы отстойников

Сегодня выпускаются емкости разной геометрии: вертикальные, горизонтальные и шаровые. В зависимости от способа работы, аппараты бывают непрерывного и периодического действия. В аппаратах периодического действия внутренний резервуар наполняется эмульсией, а через определенное время посредством штуцеров сливается вода. В аппаратах непрерывного действия вода сливается непрерывно.

Емкостное оборудование. Вертикальные и горизонтальные емкости

Горизонтальные и вертикальные емкости для жидких сред различаются по тому, что именно будут хранить в них, от этого зависят применяемые к емкости требования. Например, для хранения нефтяных продуктов, резервуар оборудуют системой обогрева, чтобы предотвратить переохлаждение жидкости в зимнее время (т.к. это может нарушить ее химический состав).

Резервуары и емкости комплектуются приемочно-раздаточными устройствами:

1. дыхательными устройствами;

2. системой подогрева в резервуаре;

3. вспомогательным оборудованием (трубопроводной арматурой, компенсаторами и т.п.).

Подземные дренажные емкости изготавливаются двух типов: без подогревателя (ЕП) и с подогревателем (ЕПП). Емкости предназначены для слива остатков светлых и темных нефтепродуктов (емкости для нефтепродуктов), нефти, масел, конденсата, в том числе в смеси с водой из технологических сетей (трубопроводов) и аппаратов во всех отраслях промышленности.

Использование емкостных резервуаров – это насущная производственная необходимость. Они позволяют легко транспортировать технические жидкости, не подвергая ее воздействиям окружающей среды, без риска утечки (благодаря герметичности конструкций), и не взирая на термические показатели. Благодаря различным вариантам монтажа, горизонтального и вертикального, можно рационально использовать рабочие площади.

Компенсаторы. Расчет

Довольно распространенным и наиболее частым способом считается естественная компенсация, происходящая за счет собственной гибкости самих труб с применением колен П-образной формы. Данный вид используется, как правило, для прокладки канальных, а так же надземных трубопроводов. С другой стороны, при строительстве надземного трубопровода необходимы специальные опоры, а для канального - специфические камеры, что, несомненно, приведет к ощутимому удорожанию работ и конструкции в целом.

Сальниковые компенсаторы

Основным плюсом использования можно назвать компенсацию практически любых осевых перемещений конструкции. Из этого вытекает необходимость постоянного обслуживания данных компенсаторов, что само собой производится только при отключенном трубопроводе.

При строительстве подземных трубопроводов с использованием сальниковых компенсаторов, потребуются специфические камеры для обслуживания, что приносит дополнительные затраты и достаточно усложняет процесс строительства и эксплуатации трубопроводов.

Линзовые компенсаторы

Как правило, используются в строительстве нефтепроводов, газовых и тепло-магистралей. Ключевой особенностью линзового компенсатора является жесткость, благодаря которой деформация конструкции маловероятна при незначительном давлении. С другой стороны есть и большой минус - довольно низкий показатель компенсации в сравнении с другими видами компенсаторов. Так же, линзовые компенсаторы имеют довольно много швов, что обуславливается технологией их производства, в свою очередь, снижая надежность данного типа.

Сильфонные компенсаторы

В наши дни, пожалуй, самый распространенный, надежный и удобный вид. Компенсатор сильфонный довольно невелик в размерах, к тому же их можно устанавливать практически в любом отрезке трубопровода, независимо от типа прокладки. Немаловажную роль играет и стоимость конструкции, по-скольку при использовании не возникает необходимости в дополнительных камерах и частого обслуживания конструкций.
Срок службы практически совпадает со сроками службы всей конструкции трубопровода. Сильфон обуспечивает хорошую и надежную защиту трубопровода от разнообразных нагрузок, вибраций и других внешних факторов. Сильфонные компенсаторы изготавливаются из нержавеющей стали, что позволяет им работать в огромном диапозоне температур, от -150и до 1000 градусов, выдерживать давления до 110 атмосфер.
Главная составляющая часть - сильфон: гофрированная металлическая оболочка, способная без труда изгибаться, сдвигаться или же растягиваться в условиях перепадов давления, температуры или других воздействий на трубопровод. В зависимости от конструкций и необходимых потребностей сильфонные компенсаторы делятся на 4 вида:

• Осевые
• Сдвиговые
• Угловые
• Универсальные

П-образные компенсаторы

Для компенсации тепловых расширений наибольшее распространение в тепловых сетях и на электростанциях находят П-образные компенсаторы. Несмотря на свои многочисленные недостатки, среди которых можно выделить: сравнительно большие габариты (необходимость устройства компенсаторных ниш в теплосетях с канальной прокладкой), значительные гидравлические потери (по сравнению с сальниковыми и сильфонными); П-образные компенсаторы имеют и ряд достоинств.

Из достоинств можно прежде всего выделить простоту и надежность. Кроме того, этот тип компенсаторов наиболее хорошо изучен и описан в учебно-методической и справочной литературе. Несмотря на это, часто у молодых инженеров, не имеющих специализированных программ, расчет компенсаторов вызывает затруднения. Связано это прежде всего с достаточно сложной теорией, с наличием большого количества поправочных коэффициентов и, к сожалению, с наличием опечаток и неточностей в некоторых источниках.

Расчет

Компенсаторы должны иметь достаточную компенсирующую способность для восприятия температурного удлинения участка трубопровода между неподвижными опорами, при этом максимальные напряжения в радиальных компенсаторах не должны превышать допускаемых (обычно 110 МПа).

Тепловое удлинение расчетного участка трубопровода

где α - средний коэффициент линейного расширения стали,

- расчетный перепад температур, °C

L - расстояние между неподвижными опорами, м

Компенсирующую способность сальниковых компенсаторов уменьшают на величину запаса - 50 мм.