Пульсации в нефтепроводах и их гашение

При одновременном транспортировании нефти, газа и воды по однотрубной герметизированной системе сбора часто наблюдаются значительные пульсации в сборных коллекторах. Природа возникновения пульсаций сама по себе ясна: при движении газожидкостной смеси, особенно по "рельефным" трубопроводам, газовая фаза, образующаяся в верхней части газопровода, может изменяться в объеме – сжиматься и расширяться, изменяя тем самым давление. Изменения давления в трубопроводе, транспортирующем газожидкостные смеси, в отдельных случаях могут быть значительными (2 – 5 МПа). Основными факторами, вызывающими пульсации и влияющими на их величину и частоту, являются: 1) количество и равномерность подаваемых в трубопровод жидкости и газа, т.е. дебиты скважин и режимы их работы; 2) диаметр трубопровода; 3) рельеф местности, по которой проходит трасса трубопровода.

При малых скоростях газожидкостной смеси в трубопроводе (0,1 – 0,3 м/с) и гористой местности возникают пульсации с большой амплитудой и малой частотой и, наоборот, при больших скоростях газожидкостной смеси (1,2 – 1,5 м/с) и ровной местности наблюдаются пульсации малой амплитуды и большой частоты.

Пульсации в трубопроводах, транспортирующих газожидкостные смеси, могут приводить: 1) к авариям трубопроводов (осо­бенно в сварных соединениях); 2) к перегрузке сепарационной установки, а, следовательно, к уносу в газопроводы больших ко­личеств жидкости из сепараторов и к снижению тем самым про­пускной способности трубопроводов; 3) к нарушению технологи­ческого режима УПН и УПВ.

Для ограничения влияния пульсаций на работу этих установок перед первой ступенью сепарации на ДНС или УПН устанавливается гаситель пульсаций, конструкция которого может быть самой разнообразной. На рис. 3.16 приведена одна из схем коллек­тора-гасителя пульсаций потока, на рис. 3.16а – подбор диаметра трубопровода, в табл. 3.3- алгоритм его расчета.

Рис.3.16. Узел предварительного разделения фаз (трехфазный депульсатор): 1-секция нефтяная; 2-секция отделения воды; 3-секция отделения газа; г – газ; н - нефть; в - вода

Рис.3.16а. Выбор диаметра трубопровода в зависимости от производительности и расходного газосодержания при устойчивой плоско-раздельной структуре потока

Таблица 3.3

Алгоритм расчета разделения нефтегазовых смесей в конечном участке

системы сбора (успокоительный коллектор)

Пункт алгоритма	Расчетная формула	Параметры исходных данных	Парамет-ры, вычисленные в предыдущих пунктах алгоритма
	При Р>0,6 При Р≤0,6	Р; Т;
	Принимаем
		D
		D

Продолжение табл. 3.3

	При принимаем D При увеличиваем D до ближайшего большего стандартного диаметра. Расчет повторяется с пункта 1

Диаметры коллектора-гасителя принимаются равными диа­метру сборного коллектора, подводящего нефтегазовую смесь к гасителю пульсаций. Сущность работы коллектора-гасителя пульсаций ясна из рисунка. Следует только отметить то важное обстоятельство, что данный коллектор-гаситель может с успехом применяться в качестве сепаратора первой ступени.