Giáo trình Vận hành thiết bị tách dầu khí (Nghề: Vận hành thiết bị khai thác dầu khí - Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ


GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN : VẬN HÀNH THIẾT BỊ TÁCH DẦU KHÍ
NGHỀ
: VẬN HÀNH THIẾT BỊ KHAI THÁC DẦU KHÍ
TRÌNH ĐỘ : TRUNG CẤP
(Ban hành kèm theo Quyết định số:210 /QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 3 năm 2022 của
Trường Cao Đẳng Dầu Khí)

Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2022
(Lưu hành nội bộ)


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

Trang 1


LỜI GIỚI THIỆU
Để đáp ứng nhu cầu học tập và nâng cao trình độ chun mơn đối với bộ phận
cơng nhân vận hành thiết bị tách dầu khí, chúng tơi đã tham khảo nhiều tài liệu của
nhiều tác giả trong và ngồi nước để biên soạn nên giáo trình “Vận hành thiết bị tách
dầu khí”. Giáo trình được các giáo viên bộ mơn chính thức sử dụng để giảng dạy cho
nghề “Vận hành thiết bị chế biến dầu khí” và có thể làm tài liệu tham khảo cho nghề

“Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí”.
Khi biên soạn giáo trình chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới liên
quan đến môn đun “ Vận hành thiết bị tách dầu khí” phù hợp với đối tượng sử dụng
cũng như gắn kết những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong
sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao.
Nội dung của giáo trình được biên soạn gồm 3 bài:
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí
Bài 2: Cấu tạo nguyên lý hoạt động của các loại thiết bị tách dầu khí
Bài 3: Vận hành thiết bị tách dầu khí
Qua nội dung từng bài học trong giáo trình giúp cho sinh viên hiểu được cấu tạo,
nguyên lý hoạt động cũng như quy trình vận hành và xử lý các sự cố của thiết bị tách
dầu khí trong q trình vận hành.
Giáo trình này có thể góp phần hồn thiện kiến thức cơ bản về mô đun “Vận thiết
bị tách dầu khí”, chúng tơi xin chân thành cảm ơn và tiếp nhận những ý kiến đóng góp
của các em sinh viên và đồng nghiệp về những thiếu sót khơng thể tránh khỏi trong nội
dung và hình thức để giáo trình hồn thiện hơn.
Trân trọng cảm ơn./.
Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2022
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: Ks. Lê Thùy Dung
2. Ks. Nguyễn Ngọc Thanh Trung
3. ThS. Phạm Hữu Tài

Trang 2


MỤC LỤC
TRANG
MỤC LỤC ......................................................................................................................3
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .......................................................................................6

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN ...............................................................................................8
BÀI 1:

KHÁI QUÁT VỀ THIẾT BỊ TÁCH DẦU KHÍ ......................................13

1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI ................................................................................. 14
1.1.1. Giới thiệu chung về quá trình xử lý sản phẩm khai thác .............................................. 14
1.1.2. Định nghĩa .................................................................................................................... 19
1.1.3. Công dụng của bình tách .............................................................................................. 20
1.1.4. Yêu cầu của bình tách ................................................................................................... 23
1.1.5. Phân loại bình tách........................................................................................................ 23
1.1.6. Chức năng của bình tách dầu khí .................................................................................. 28
1.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH TÁCH DẦU KHÍ ....................... 30
1.2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình tách dầu khí......................................................... 30
1.2.2. Những khó khăn trong q trình tách dầu và khí ......................................................... 32

BÀI 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI THIẾT
BỊ TÁCH DẦU KHÍ ....................................................................................................36
2.1. NGUYÊN LÝ TÁCH ........................................................................................................ 37
2.1.1. Cấu tạo ............................................................................................................................ 37
2.1.2. Nguyên lý tách ................................................................................................................ 39
2.2. THIẾT BỊ TÁCH HAI PHA.............................................................................................. 49
2.2.1. Thiết bị tách hai pha thẳng đứng .................................................................................... 49
2.2.2. Thiết bị tách hai pha nằm ngang..................................................................................... 52
2.2.3. Đường ống tách hai pha nằm ngang ............................................................................... 53
2.2.4. Thiết bị tách hai pha dạng cầu ........................................................................................ 54
2.3. THIẾT BỊ TÁCH BA PHA ............................................................................................... 57
2.3.1. Thiết bị tách ba pha thẳng đứng ..................................................................................... 57
2.3.2. Thiết bị tách 3 pha nằm ngang ....................................................................................... 59
2.3.3. Bình tách 3 pha hình cầu ................................................................................................ 60

2.4. HỆ THỐNG THIẾT BỊ TÁCH TRÊN MƠ HÌNH KHAI THÁC DẦU KHÍ ................... 61
2.4.1. Hệ thống thu gom dầu .................................................................................................... 61

BÀI 3:

VẬN HÀNH THIẾT BỊ TÁCH DẦU KHÍ ..............................................64

3.1. ĐIỀU CHỈNH MỨC CHẤT LỎNG.................................................................................. 65
3.1.1. Điều chỉnh mức chất lỏng trong thiết bị tách hai pha ..................................................... 66
3.1.2. Điều chỉnh mức chất lỏng trong thiết bị tách ba pha ...................................................... 68
3.1.3. Đo trong quá trình tách ................................................................................................... 69
Trang 3


3.1.4. Tách nhiều cấp ................................................................................................................ 71
3.2. ĐIỀU CHỈNH ÁP SUẤT VẬN HÀNH ............................................................................ 72
3.2.1. Điều chỉnh bằng van tác dụng trực tiếp .......................................................................... 74
3.2.2. Điều chỉnh bằng van lò xo .............................................................................................. 75
3.2.3. Điều chỉnh bằng van khí nén .......................................................................................... 77
3.3. VẬN HÀNH THIẾT BỊ TÁCH ........................................................................................ 78
3.3.1. Yêu cầu khi vận hành ..................................................................................................... 78
3.3.2. Quy trình vận hành thiết bị tách ..................................................................................... 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................82

Trang 4


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
MĐ

FPSO
HP
MP
LP

Mô đun
Floating Production Storage and Offloading
High Pressure
Medium Pressure
Low Pressure

Trang 5


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Dầu thơ khai thác từ giếng lên ........................................................................15
Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo cây thơng khai thác .................................................................15
Hình 1.3. Cây thơng khai thác .......................................................................................16
Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống khai thác dầu khí trên mơ hình .............................................16
Hình 1.5. Sơ đồ hệ thống bình tách dầu khí ..................................................................17
Hình 1.6. Hệ thống bơm dầu thương phẩm ...................................................................17
Hình 1.7. Giàn khai thác dầu khí ...................................................................................18
Hình 1.8. Tàu FPSO Sơng Đốc .....................................................................................18
Hình 1.9. Tàu FPSO Armada ........................................................................................19
Hình 1.10. Bình tách dầu khí .........................................................................................19
Hình 1.11. Sơ đồ bình tách đứng ly tâm trong tách lần 1 và lần 2 ................................20
Hình 1.12. Sự hình thành Hydrat trên đường ống vận chuyển dầu ...............................21
Hình 1.13. Sự hình thành hydrat trên đường ống vận chuyển dầu ................................22
Hình 1.14. Tắc đường ống dẫn dầu do hydrat ...............................................................22
Hình 1.15. Thiết bị tách trụ đứng ..................................................................................25

Hình 1.16. Thiết bị tách trình trụ ngang ........................................................................26
Hình 1.17. Thiết bị tách hình trụ ngang 2 pha ...............................................................26
Hình 1.18. Bình tách ngang áp suất thấp trên giàn khai thác ........................................27
Hình 1.19. Bình tách lỏng áp suất thấp .........................................................................27
Hình 1.20. Màng chiết ...................................................................................................28
Hình 1.21. Cấu tạo bình tách khí cao áp........................................................................31
Hình 1.22. Bình tách đứng đặc biệt để tách dầu chứa nhiều bọt ...................................33
Hình 1.23. Thiết bị tạo cân bằng lỏng hơi đơn giản ......................................................34
Hình 2.1. Bình tách hình trụ nằm ngang .......................................................................38
Hình 2.2. Thiết bị khử mù dạng tấm cánh .....................................................................39
Hình 2.3. Thiết bị khử mù dạng lưới dầy ......................................................................39
Hình 2.4. Bình tách hai pha sử dụng phương pháp lực ly tâm ......................................40
Hình 2.5. Sơ đồ cấu tạo bình tách đứng ........................................................................41
Hình 2.6. Bộ phận chiết sương dạng cánh .....................................................................42
Hình 2.7. Bộ phận chiết sương ......................................................................................42
Hình 2.8. Màng ngăn kiểu sợi .......................................................................................43
Hình 2.9. Màng ngăn dạng lưới kiểu ngưng tụ .............................................................46
Hình 2.10. Thiết bị trao đổi nhiệt ..................................................................................48
Hình 2.11. Nguyên lý hoạt động thiết bị trao đổi nhiệt .................................................48
Hình 2.12. Cấu tạo thiết bị tách hai pha thẳng đứng .....................................................49
Hình 2.13. Cấu tạo của Mist extractor...........................................................................50
Hình 2.14. Cấu tạo thiết bị tách hai pha thẳng đứng có cửa vào dạng tiếp tuyến .........51
Hình 2.15. Thiết bị tách hai pha thẳng đứng có các tấm chắn nằm nghiêng.................51
Hình 2.16. Vị trí van an tồn, đầu an tồn, van điều áp trên thiết bị tách thẳng đứng ..52
Hình 2.17. Cấu tạo thiết bị tách hai pha nằm ngang .....................................................53
Hình 2.18. Cấu tạo đường ống tách hai pha nằm ngang ...............................................54
Hình 2.19. Thiết bị tách hai pha dạng cầu .....................................................................55
Hình 2.20. Cấu tạo bình tách 2 pha: dầu – khí dạng cầu ...............................................56
Hình 2.21. Cấu tạo thiết bị tách 3 pha thẳng đứng ........................................................57
Hình 2.22. Thiết bị tách 3 pha nằm ngang ....................................................................59

Hình 2.23. Cấu tạo thiết bị tách 3 pha nằm ngang ........................................................59
Trang 6


Hình 2.24. Bình tách 3 pha: dầu – khí – nước, kiểu hình cầu .......................................61
Hình 3.1. Bộ phận điều chỉnh mức chất lỏng trong thiết bị tách...................................66
Hình 3.2. Hệ thống điểu chỉnh mức chất lỏng khác ......................................................66
Hình 3.3. Bình tách đứng hai pha dùng cho việc tách và đo – chất lỏng được đo ở
khoang dưới bình ...........................................................................................................68
Hình 3.4. Phân bố các bộ phận đo mức trong bình tách................................................69
Hình 3.5. Quá trình điều chỉnh mức lỏng trong thiết bị tách ........................................70
Hình 3.6. Tháo nước khỏi thiết bị tách mà khơng đo mức nước ...................................70
Hình 3.7. Cách đo lượng dầu và nước trong bình tách..................................................71
Hình 3.8. Quá trình tách nhiều cấp ................................................................................72
Hình 3.9. Van 1 chiều mở và đóng ................................................................................72
Hình 3.10. Van bướm ....................................................................................................73
Hình 3.11. Van điều khiển .............................................................................................73
Hình 3.12. Van bi ..........................................................................................................74
Hình 3.13. Đường đi của dịng dầu qua van trong q trình tuần hồn ........................74
Hình 3.14. Điều chỉnh áp suất bằng van tác dụng trực tiếp ..........................................75
Hình 3.15. Điều chỉnh áp suất bằng van lị xo ..............................................................76
Hình 3.16. Van cổng ......................................................................................................76
Hình 3.17. Van cầu ........................................................................................................77
Hình 3.18. Điều chỉnh áp suất bằng van khí nén ...........................................................77

Trang 7


GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN
1. Tên mơ đun: VẬN HÀNH THIẾT BỊ TÁCH DẦU KHÍ

2. Mã mơ đun: PETP54155
3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun:
3.1. Vị trí: Là mơ đun thuộc chun mơn của chương trình đào tạo. Mơ đun này
được dạy trước các mơ đun vận hành hệ thống khai thác dầu khí trên mơ hình và sau
các mơn học, mơ đun cơ sở.
3.2. Tính chất: Mơ đun này trang bị những kiến thức, kỹ năng: cấu tạo, nguyên lý
hoạt động và vận hành thiết bị tách trong ngành dầu khí cho HSSV.
3.3. Ý nghĩa và vai trị của mơ đun: Giáo trình này trình bày một cách có hệ thống
các kiến thức về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị tách dùng trong cơng
nghiệp dầu khí.
4. Mục tiêu của mơ đun: Thiết bị tách là một thiết bị quan trọng trong ngành khai
thác và chế biến dầu khí. Chính vì vậy đòi hỏi người thợ phải nắm được cấu tạo,
vận hành thành thạo.
4.1. Về kiến thức:
A1. Trình bày được định nghĩa, phân loại, nguyên lý tách pha của thiết bị tách dầu
khí;
A2. Phân tích được các yếu tố ảnh hưởng đến q trình tách dầu khí.
A3. Trình bày và giải thích được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị tách dầu
khí.
4.2. Về kỹ năng:
B1. Đọc và xác định vị trí của thiết bị trên sơ đồ cơng nghệ và vị trí trên hệ thống.
B2. Vận hành bằng tay theo đúng qui trình tại xưởng và bằng các thiết bị tự động hóa
ở phịng mơ hình điều khiển.
B3. Phát hiện và xử lý được các sự cố thông thường trong q trình vận hành thiết bị
tách dầu khí.
B4. Vận hành được thiết bị tách dầu khí.
B5. Xử lý được các sự cố phát sinh trong quá trình vận hành thiết bị tách dầu khí.
4.3. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
C1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an tồn, pccc, nội quy phịng học/ phịng mơ
hình và quy chế của nhà trường;

C2. Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa có liên quan;
C3. Xác định được cơng việc phải thực hiện, hồn thành các cơng việc theo u cầu,
không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị;
5. Nội dung của mô đun:
5.1. Chương trình khung
Mã
MH/MĐ/HP

Tên mơn học, mơ đun

Số
tín

Tổng

Thời gian đào tạo (giờ)
Trong đó
Trang 8


chỉ

số
Lý
thuyết

I
COMP52001
COMP51003

Các mơn học chung/ đại cương
Giáo dục chính trị
Pháp luật

COMP51007

Giáo dục thể chất

COMP52009

Giáo dục quốc phòng và An ninh

COMP52005

Tin học

FORL54002
SAEN52001

Tiếng Anh
An tồn vệ sinh lao động
Các mơn học, mơ đun chuyên
môn ngành, nghề
Môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở
Vẽ kỹ thuật - 1
Điện kỹ thuật cơ bản
Cơ sở điều khiển q trình
Mơn học, mơ đun chun mơn
ngành, nghề
Cơ sở khai thác

Vận hành van
Thiết bị hoàn thiện giếng khai
thác
Vận hành Bơm
Vận hành máy nén
Vận hành thiết bị tách dầu khí
Hệ thống thu gom và vận chuyển
dầu khí
Vận hành hệ thống khai thác dầu
khí trên mơ hình 1
Thực tập sản xuất
Tổng cộng

II.
II.1.
MECM52003
ELEO53012
AUTM52111
II.2.
PETD53034
PETP53151
PETP53152
PETP54153
PETP53154
PETP54155
PETP53157
PETP55159
PETP54261

5.2.

Số TT

Thực hành/
thí nghiệm/
bài tập/
thảo luận

Thi/
Kiểm tra
LT

TH

14
2
1
1
2
2
4
2

285
30
15
30
45
45
90

30

117
15
9
4
21
15
30
23

153
13
5
24
21
29
56
5

10
2
1
0
1
0
4
2

5

0
0
2
2
1
0
0

39

1005

220

740

15

30

7
2
3
2

135
45
45
45

65
15
36
14

63
28
6
29

5
1
3
1

2
1
0
1

32

870

155

677

10

28

3
3

45
75

42
14

0
58

3
1

0
2

3

75

14

58

1

2

4
3
4

105
75
105

14
14
14

87
58
87

1
1
1

3
2
3

3

75

14

58

1

2

5

135

14

116

1

4

4
53

180
1290

15
337

155

893

0
25

10
35

Chương trình chi tiết mơ đun

Tên các bài trong mơ đun

Tổng
số

Thời gian (giờ)
Thực
hành, thí
Lý
nghiệm,
thuyết
thảo luận,
bài tập

Kiểm tra

LT

TH

Trang 9


1

2

3

Bài 1: Khái quát về thiết bị
tách dầu khí
1. Định nghĩa và phân loại
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến q
trình tách dầu khí
Bài 2: Cấu tạo và ngun lý
hoạt động của các loại thiết bị
tách dầu khí

2

2

1

1

1

1

10

10

1. Nguyên lý tách pha

1

1

2. Thiết bị tách hai pha

3

3

3. Thiết bị tách ba pha

3

3

4. Hệ thống thiết bị tách trên mơ
hình khai thác dầu khí

3

3

93

2

1
2

1
1

Bài 3: Vận hành thiết bị tách
dầu khí
1. Điều chỉnh mức chất lỏng
2. Điều chỉnh áp suất vận hành
3. Vận hành thiết bị tách dầu khí
Cộng

105

14

0

0

0

0

0

0

87

1

3

1
87
87

1

3

6. Điều kiện thực hiện mơ đun:
6.1. Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn
6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, mơ hình mơ phỏng.
6.3. Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, giáo án, qui trình vận
hành.
6.4. Các điều kiện khác:
7. Nội dung và phương pháp đánh giá:
7.1.

Nội dung:
- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp.

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun theo quy định.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.

7.2. Phương pháp:
Người học được đánh giá tích lũy mơ đun như sau:
Trang 10


7.2.1. Cách đánh giá
- Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thơng tư
số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh
và Xã hội.
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí
như sau:
Điểm đánh giá
+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1)
+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)
+ Điểm thi kết thúc mô đun

Trọng số
40%
60%

7.2.2. Phương pháp đánh giá
Phương pháp
đánh giá

Phương pháp
tổ chức

Hình thức
kiểm tra

Chuẩn đầu ra
đánh giá

Số
cột

Thời điểm
kiểm tra

Thường xuyên

Quan sát/

Bảng kiểm/
Câu hỏi

A1, A2, A3

1

Sau 5 giờ.

4

Sau 15 giờ

4

Sau 105
giờ

Hỏi đáp
Định kỳ

Kết thúc mô
đun

Viết/ Thông
Tự luận/
qua sản phẩm
Trắc nghiệm/ Sản
học tập
phẩm học tập
Viết/ Thông
qua sản phẩm
học tập

C1, C2
A1, A2, A3
B1, B2, B4
C1, C2, C3

Tự luận và
A1, A2, A3
trắc nghiệm/
B1, B2, B3, B4, B5

Sản phẩm học
tập
C1, C2, C3

7.2.3. Cách tính điểm
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang
điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân.
- Điểm mô đun là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của mô đun
nhân với trọng số tương ứng. Điểm mô đun theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ
số thập phân.
8. Hướng dẫn thực hiện mô đun
8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng HSSV trường Cao đẳng Dầu khí.
8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun
8.2.1. Đối với người dạy

Trang 11


* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: nêu vấn đề, hướng dẫn
đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận…
* Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra.
* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra.
* Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng các thành viên trong nhóm
tìm hiểu, nghiên cứu theo u cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày
nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm.
8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:
- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được
cung cấp nguồn trước khi người học vào học mô đun này (trang web, thư viện, tài
liệu...)
- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết và 100% buổi học thực hành.

Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết hoặc >0% số tiết thực hành phải học lại mô
đun mới được tham dự kì thi lần sau.
- Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc
theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 2-3 người học sẽ được cung cấp chủ
đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về
1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân cơng để phát triển và hoàn
thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm.
- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ.
- Tham dự thi kết thúc mô đun.
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học.
9. Tài liệu tham khảo:
[1]. Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, Trường Cao Đẳng nghề Dầu khí
[2]. PGS.TS Lê Xuân Lân, Thu gom, xử lý dầu – khí – nước, Trường Đại học Mỏ địa
chất Hà Nội, Hà Nội (2005)
[3]. Phùng Đình Thực, Xử lý và vận chuyển dầu mỏ, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM,
Tp.HCM (2001)

Trang 12


BÀI 1:

KHÁI QUÁT VỀ THIẾT BỊ TÁCH DẦU KHÍ

❖ GIỚI THIỆU BÀI 1
Bài 1 giới thiệu khái quát về các loại thiết bị tách và các yếu tố ảnh hưởng đến q
trình tách để người học có được kiến thức nền tảng và dễ dàng tiếp cận công việc sau
này.
❖ MỤC TIÊU BÀI 1
Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:

➢ Về kiến thức:
- Định nghĩa và phân loại được các loại thiết bị tách dầu khí
➢ Về kỹ năng:
- Phân tích được các yếu tố ảnh hưởng đến q trình tách dầu khí
➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an tồn, pccc, nội quy phịng học/xưởng thực
hành và quy chế của nhà trường.
- Xác định được cơng việc phải thực hiện, hồn thành các cơng việc theo yêu
cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị.
❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1
-

Đối với người dạy:
+ Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết, thực hành hoặc tích hợp phù hợp với
bài học. Giáo án được soạn theo bài hoặc buổi dạy.
+ Tổ chức giảng dạy: Chia ca, nhóm (phụ thuộc vào số lượng sinh viên/lớp)

-

Đối với người học:
+ Chuẩn bị tài liệu, dụng cụ học tập, vở ghi đầy đủ;
+ Hoàn thành các bài thực hành kỹ năng;
+ Tổ chức làm việc nhóm, làm việc độc lập;
+ Tuần thủ quy định an toàn, giờ giấc.

❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1
-

Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Phịng mơ hình, xưởng thiết bị

-

Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu.

Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 13


-

Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Giáo án, giáo trình, quy trình thực hành.

-

Các điều kiện khác: Khơng có

❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1
-

Nội dung:

✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến
thức
✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.
✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.

-

Phương pháp:

✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: Không
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: Không
✓ Kiểm tra định kỳ thực hành: Không
NỘI DUNG BÀI 1

1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI
1.1.1. Giới thiệu chung về quá trình xử lý sản phẩm khai thác
Sản phẩm khai thác từ các giếng dầu khí là sản phẩm hỗn hợp phức tạp bao
gồm: dầu, khí, nước và các tạp chất khác. Chính vì vậy chúng ta tiến hành xử lý sản
phẩm ngay tại giàn khai thác hoặc tàu FPSO nhằm đáp ứng các yêu cầu thương mại
đối với từng loại sản phẩm, quá trình xử lý sản phẩm khai thác thực chất là quá trình
tách pha.

Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 14


Hình 1.1 Dầu thơ khai thác từ giếng lên
Đối với pha khí sau khi ra khỏi thiết bị tách sơ bộ vẫn còn mang theo các thành
phần nặng, mang theo hơi nước,…, do vậy cần phải xử lý để thu hồi các thành phần
nặng đó, tách nước ngưng tụ để đảm bảo thu được khí thương phẩm.
Đối với pha nước sau khi được tách sơ bộ ra khỏi dầu thì vẫn còn nhiều tạp chất
kể cả bùn đất, v.v…, cho nên trước khi thải ra môi trường hoặc tái sử dụng để bơm ép
vỉa cần phải tiếp tục xử lý để loại bỏ tạp chất.
Đối với pha dầu tiếp tục được xử lý để tách nước, tách muối và các tạp chất cơ

học cho đến khi đạt được tiêu chuẩn dầu thương phẩm.
Quá trình xử lý sản phẩm khai thác được thực hiện như sau: hỗn hợp dầu khí đi
từ giếng lên bề mặt qua hệ thống cây thông khai thác, qua cụm manifold đi tới các
thiết bị tách sơ bộ, tại đây sản phẩm được tách ra thành các pha theo yêu cầu và được
vận chuyển đến nơi tiêu thụ nhờ hệ thống máy bơm và máy nén khí.

Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo cây thông khai thác
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 15


Hình 1.3. Cây thơng khai thác

Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống khai thác dầu khí trên mơ hình

Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 16


Hình 1.5. Sơ đồ hệ thống bình tách dầu khí

Hình 1.6. Hệ thống bơm dầu thương phẩm
Nguyên liệu dầu cho các bình tách dầu khí là hỗn hợp phức tạp bao gồm rất
nhiều cấu tử với các tính chất vật lý khác nhau. Khi dầu được khai thác từ dưới giếng
khoan lên nó trải qua một q trình giảm áp suất và nhiệt độ, do vậy khí sẽ tách ra khỏi
dầu, làm cho dầu thay đổi về thành phần. Quá trình tách vật lý các pha này là rất phổ
biến trên các giàn khai thác.
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 17


Hình 1.7. Giàn khai thác dầu khí

Hình 1.8. Tàu FPSO Sông Đốc
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 18


Hình 1.9. Tàu FPSO Armada

1.1.2. Định nghĩa
Thiết bị tách là một thuật ngữ dùng để chỉ một bình áp suất sử dụng để tách
chất lưu thành các pha riêng biệt (khí và lỏng).

Hình 1.10. Bình tách dầu khí

Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 19


Các thiết bị truyền thống thường gọi là thiết bị tách, lắp đặt tại vị trí sản suất
hoặc ở các giàn ngay gần miệng giếng, cụm phân dòng, trạm chứa để tách chất lỏng
giếng thành khí và lỏng. Do bố trí gần đầu giếng nên được thiết kế với tốc độ dòng tức
thời cao nhất.
Các thiết bị chỉ dùng để tách nước hoặc chất lỏng (dầu + nước) ra khỏi khí,

thường có tên gọi là bình knockout hoặc slugcatcher. Nếu thiết bị tách nước lắp đặt
gần miệng giếng thì khí và dầu lỏng thốt ra đồng thời cịn nước tự do thốt ra ở phần
đáy bình. Cịn đối với các thiết bị tách lỏng cho phép tách tất cả chất lỏng ra khỏi khí
thì dầu và nước thốt ra ở đáy bình, cịn khí thốt ra ở phần đỉnh bình.
Các thiết bị tách bậc một làm việc ở các trạm tách nhiệt độ thấp hoặc tách lạnh,
thường gọi là bình giãn nở, được trang bị thêm nguồn nhiệt để tránh hình thành hydrat.
Cũng có thể bơm chất ức chế hình thành hydrat vào chất lỏng trước khi giãn nở.

Hình 1.11. Sơ đồ bình tách đứng ly tâm trong tách lần 1 và lần 2
1.1.3. Cơng dụng của bình tách
Bình tách là một thiết bị trong hệ thống thu gom, vận chuyển, xử lý dầu thô.
Ứng dụng thông thường nhất của chúng trong mỏ dầu là tách các pha khí, dầu và nước
ra khỏi nhau.
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 20


Chất lỏng phải được loại bỏ ra khỏi khí để tránh sự tích tụ của chúng trong
đường ống dẫn khí làm hạn chế tốc độ dòng chảy, khi xử lý trong nhà máy tùy phương
pháp loại bỏ nước và dầu mỏ, chất lỏng phải được thu hồi để tránh những hư hỏng
trong nhà máy xử lý.
Dầu thô phải được loại bỏ sạch khí để loại bỏ những nguy hiểm trong q trình
cất chứa, khí thu được sẽ được sử dụng trong cơng nghiệp năng lượng, hóa học hay
dùng bơm ép bằng phương pháp gaslift.
Bình tách làm giảm sức cản thủy lực và sự tạo thành nhũ tương trong đường
ống, phá hủy các bọt khí tạo thành trong dầu, tránh hiện tượng xâm thực trong máy
bơm, tách nước khỏi dầu khi khai thác các nhũ tương kém bền. Làm giảm áp suất khi
vận chuyển dầu, khí trước trạm bơm và xử lý dầu.
Loại các tạp chất gây hại được đưa lên từ vỉa sản phẩm tránh được các hiện

tượng như làm tắc nghẽn đường ống và gây hỏng hóc máy bơm.

Hình 1.12. Sự hình thành Hydrat trên đường ống vận chuyển dầu

Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 21


Hình 1.13. Sự hình thành hydrat trên đường ống vận chuyển dầu

Hình 1.14. Tắc đường ống dẫn dầu do hydrat

Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 22


1.1.4. Yêu cầu của bình tách
Một bình tách được coi là lý tưởng khi hiệu suất thu hồi chất lỏng đạt giá trị lớn
nhất, khí và hơi rời khỏi bình tách một cách liên tục ngay sau khi chúng rời khỏi chất
lỏng.
Đối với sản phẩm khai thác từ giếng lên có áp suất cao việc giảm áp suất của
chúng được thực hiện nhờ quá trình tách giai đoạn, hệ thống này bao gồm một nhóm
bình tách vận hành ở áp suất giảm dần theo một tỷ lệ nhất định. Chất lỏng thốt ra từ
bình tách vận hành ở áp suất cao hơn vào bình tách kế tiếp vận hành ở áp suất thấp
hơn.
Với một vỉa dầu có thành phần xác định thì để ổn định thành phần khí và lỏng
tách ra khỏi bình tách cao áp và thấp áp ta có thể điều chỉnh hai thơng số là nhiệt độ và
áp suất, trên thực tế áp suất tách được điều chỉnh bằng các van điều áp tại bình tách,

nhiệt độ được thay đổi dựa trên hệ thống đường ống thug om vận chuyển dầu (cho dầu
đi qua đường ống ngầm dưới đáy biển, hay trộn lẫn với các dầu vỉa đến từ các giếng
khác).
Do đặc điểm của dầu mỏ Bạch Hổ, khi thay đổi chế độ làm việc của bình tách
cần phải thiết lập nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tạo ra các tinh thể paraffin cũng như nhiệt
độ tạo thành hydrat, nếu khơng cơng suất tách của bình sẽ giảm, các van bị kẹt gây sự
cố.
Cần lưu ý dung hịa hai yếu tố kinh tế và kỹ thuật, vì khi áp suất tách giảm khí
thu được sẽ giàu các cấu tử nặng, nhưng hiệu quả thu gom dầu sẽ bị giảm đáng kể và
ngược lại. Hàm lượng các chất ăn mịn trong dầu mỏ Bạch Hổ khơng cao nhưng vẫn
phải kiểm tra định kỳ các bình tách cao áp, trung áp và thấp áp, cũng như các đường
ống thug om nhằm phát hiện kịp thời những hư hỏng do ăn mịn cũng như mài mịn.
Nếu có thể, cần xác định độ dày thành sau những khoảng thời gian xác định từ đó thiết
lập được áp suất tối đa cho phép với từng bình tách.
Trong trường hợp bình tách làm việc ở công suất tối đa phải luôn luôn theo dõi
chi tiết sao cho thu được khí và dầu đạt yêu cầu đặt ra, kiểm tra định kỳ các thiết bị đo
(áp suất, nhiệt độ, lưu lượng…) nhằm đảm bảo tính chính xác của chúng.
Để giải quyết được những vấn đề trên, cần phải thường xuyên cập nhật các
thông tin về thành phần dầu vỉa từ đó có những biện pháp, chế độ công nghệ, phương
án tách – thu gom hợp lý.
1.1.5. Phân loại bình tách
a. Phân loại theo chức năng
▪ Thiết bị tách 2 pha: lỏng và khí.
▪ Thiết bị tách 3 pha: lỏng - khí và lỏng - lỏng.
▪ Thiết bị tách dạng bẫy.
▪ Thiết bị tách từng giai đoạn.
Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 23

▪ Thiết bị tách nước kiểu khơ hay ướt.
▪ Bình tách có trang bị bộ lọc khí.
Thiết bị lọc trung bình thường được dùng trong bồn chứa để tách bụi, cặn
đường ống, rỉ và các vật liệu khác khỏi khí.
▪ Bình làm sạch khí kiểu khơ hay ướt.
▪ Thiết bị tách và lọc.
b. Phân loại thiết bị tách theo hình dạng
▪ Thiết bị tách hình trụ đứng.
▪ Thiết bị tách hình trụ nằm ngang.
▪ Thiết bị tách hình cầu.
Thiết bị tách trụ đứng
▪ Thiết bị tách trụ đứng 2 pha: dầu - khí.
▪ Thiết bị tách trụ đứng 3 pha: dầu - khí - nước.
▪ Thiết bị tách 3 pha sử dụng lực ly tâm.

Bài 1: Khái quát về thiết bị tách dầu khí

Trang 24