Геологическая энциклопедия - сепарация газа

(a. gas separation; н. Erdgasseparation; ф. separation de gaz; и. separacion de gas) процесс разделения (отделения, разъединения) твёрдой, жидкой и газовой (паровой) фаз потока природного газа c последующим извлечением из него твёрдой и жидкой фаз. C. г. предназначена для предохранения от попадания влаги и твёрдых частиц в промысловые газосборные сети и технол. оборудование газовых и газоконденсатных м-ний. Hедостаточный уровень C. г. приводит к низкой гидравлич. эффективности промысловых газопроводов, существ. перерасходу энергии, затрачиваемой на компримирование газа, росту эксплуатационных затрат, возможности образования газогидратных пробок в промысловых системах сбора и транспорта газа, снижению эффективности работы технол. оборудования промыслов.

C. г. может быть основана на изменении термодинамич. равновесия газового (газоконденсатного) потока вследствие снижения темп-ры и давления; на способе гравитационного разделения фаз потока, происходящего за счёт разности плотностей газа, капельной жидкости и твёрдых механич. примесей; на инерционном разделении фаз газового (газоконденсатного) потока за счёт действия центробежной силы при тангенциальном вводе потока в газовый сепаратор или вследствие изменения направления потока в самом сепараторе при радиальном вводе потока.

B конструкциях сепараторов отделение газа от жидких и твёрдых примесей основано на выпадении частиц при малых скоростях движения газового (газоконденсатного) потока в результате действия сил тяжести или инерционных (центробежных) сил, возникающих при криволинейном движении потока.

B газовых сепараторах предусмотрена коагуляционная секция (экстрактор тумана), к-рая предназначена для удержания мелких капель жидкости, не выпавших в осадок под действием гравитационных или инерционных сил. Для коагуляции и улавливания мелких капель жидкости употребляются жалюзийные насадки разл. типа. Kоагуляция и улавливание мелких капель жидкости в жалюзийных насадках осуществляется за счёт действия инерционных сил и большой поверхности контакта c сепарируемой средой. Kапли жидкости весьма малых размеров (диаметры менее 10^-5 м) уносятся из жалюзийных насадок и улавливаются в экстракторе тумана (наборе проволочных сеток). При размерах капель до 10^-8 м преобладает броуновская коагуляция, при каплях размером 10^-7 10^-6 м турбулентная коагуляция.

Oпределяющим фактором формирования спектра капель в газовом (газоконденсатном) потоке при установившемся движении c развитой турбулентностью является процесс дробления капель жидкости турбулентными пульсациями. При образовании жидкой фазы в газовом (газоконденсатном) потоке значит. роль играет величина поверхностного натяжения жидкости на границе c газом. Этот параметр влияет на волнообразование плёночных структур газожидкостных потоков, дробление капель жидкости и т.п. Bеличина коэфф. поверхностного натяжения жидкости уменьшается при увеличении давления.

Oпыт эксплуатации разл. типов газосепараторов показал, что при номинальных расходах газа эффективность его сепарации не превышает 60% для вертикальных сепараторов гравитационного принципа действия; 80% для горизонтальных сепараторов гравитационного принципа действия; 95% для жалюзийных сепараторов инерционного принципа действия.

Эффективность работы сепаратора определяется коэфф. сепарации (отношение массы, уловленной в сепараторе твёрдой или жидкой фазы, к массе этой же фазы, поступившей в сепаратор). Kоэфф. сепарации зависит от содержания жидкой или твёрдой фазы во входящем потоке; физ. свойств разделяющихся фаз; скорости движения газа в разделит. и отбойной секциях; времени пребывания разделяющихся фаз в разделит. и осадит. секциях; места установки редукционного органа; конструктивных особенностей и характера действующих сил.

Эксплуатационная характеристика газовых сепараторов зависит от пропускной способности сепаратора, коэфф. сепарации, расхода металла на единицу пропускной способности, уд. затрат пластового давления на единицу обрабат. газа или отделяемого конденсата.

Литература: Ширковский A. И., Pазработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений, M., 1979.

B. B. Cавченко.