Россия
В работе выполнен расчет длины зоны сепарации горизонтального гравитационного газового сепаратора нефтяного месторождения, предназначенного для отделения капельной жидкости от газа, сбрасываемого на факел
сепаратор, газ, нефть, гравитационное осаждение, каплеуловитель
Газовые сепараторы предназначены для очистки от капельной жидкости газа, сбрасываемого на факел. Они входят в состав факельной системы при обустройстве газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений. В качестве объекта исследования взят горизонтальный газовый сепаратор с внутренним диаметром (
) корпуса 3,2 м. В расчетах принимались следующие исходные данные: объемный расход (
) газа 56530 м3/ч, плотность (
) газа 3,03 кг/м3, коэффициент динамической вязкости (
) газа 0,011×10-3 Па×с, плотность (
) жидкости 926 кг/м3.
В горизонтальном газовом сепараторе капельки жидкости, уносимые потоком газа, движутся вдоль оси сепаратора и вниз – под действием силы тяжести, осаждаясь внизу сепаратора. Время осаждения капелек жидкости в зоне сепарации может быть определено:
|
|
(1) |
где 
– скорость осаждения, м/с.
Для определения скорости осаждения, входящей в формулу (1), необходимо предварительно рассчитать критерий Архимеда (
) и критерий Рейнольдса (
). Критерий Архимеда определялся по формуле:
где 
– ускорение силы тяжести, м/с2, 
– диаметр капелек жидкости, м. Задаваясь рядом значений определялись значения критерия Архимеда. По результатам расчетов значения критерия Архимеда соответствовали переходному режиму осаждения и находились в интервале 
, где 
– коэффициент формы (для шарообразных капелек 
).
Зависимость между и следующая [1]:
|
|
(2) |
где 
– коэффициент сопротивления. Для переходного режима определяется по формуле:
|
|
(3) |
Подставив (3) в (2) и выразив относительно , получим:
Скорость осаждения:
Далее по формуле (1) определялось время осаждения капелек жидкости, длина зоны сепарации: 
где 
– линейная скорость газа.
По результатам расчетов получены зависимости, представленные на рисунках 1 и 2.
|
|
|
|
Рисунок 1 – Зависимость диаметра капелек от длины зоны сепарации |
Рисунок 2 – Зависимость диаметра капелек от времени осаждения капелек |
Данная модель расчета длины зоны сепарации может быть использована при проектировании горизонтальных гравитационных газовых сепараторов.
1. Щербин, С. А. Технологический расчет и оценка эффективности факельного сепаратора высокого давления компрессорной станции Сузунского месторождения / С. А. Щербин, Е. В. Подоплелов, А. И. Дементьев // Вестник Ангарского гос. техн. университета. – 2017. – № 12. – С. 130-135.
