Các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng bình tách C1 trên giàn MSP8

MỤC LỤC

MỤC LỤC.........................................................................................................1
LỜI MỞ ĐẦU...................................................................................................1
CHƯƠNG I.......................................................................................................2
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH KHÍ RA KHỎI HỖN HỢP DẦU – KHÍ
TRONG BÌNH TÁCH.....................................................................................27
1.4.1. Sự lắng đọng..........................................................................................27
1.4.2. Sự khuấy trộn........................................................................................27
1.4.3. Sự đổi hướng.........................................................................................27
1.4.4. Nung nóng.............................................................................................28
1.4.5. Hoá chất.................................................................................................28
1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH DẦU RA KHỎI HỖN HỢP DẦU – KHÍ
TRONG BÌNH TÁCH.....................................................................................29
1.5.1. Sự khác nhau về tỷ trọng.......................................................................30
1.5.2. Sự va đập...............................................................................................31
1.5.3. Thay đổi hướng dòng chảy....................................................................31
1.5.4. Thay đổi tốc độ dòng chảy....................................................................31
1.5.5. Dùng lực ly tâm.....................................................................................32
1.5.6. Sự đông kết............................................................................................32
1.5.7. Lọc bằng phin lọc..................................................................................33
DẦU KHÍ.......................................................................................................33
1.6.1. Tách dầu thô có bọt...............................................................................33
1.6.2. Lắng đọng parafin.................................................................................34
1.6.3. Cát, bùn, cặn khoan, muối và các tạp chất khác....................................34
1.6.4. Chất lỏng ăn mòn..................................................................................35
1.7. CÁC THIẾT BỊ BÊN TRONG BÌNH TÁCH..........................................35
1.7.1. Bộ điều khiển bao gồm..........................................................................35
1.7.2. Các van sử dụng trong thiết bị tách và các thiết bị khác.......................35
1.7.3. Bộ điều khiển mức chất lỏng.................................................................36
1.7.4. Thiết bị điều khiển nhiệt độ...................................................................36

1.7.5. Các van an toàn.....................................................................................36
1.7.6. Thiết bị điều khiển áp suất.....................................................................36
1.7.7. Van tháo chất lỏng.................................................................................36
1.7.8. Những đầu mối an toàn hay các đĩa ngắt..............................................36
1.7.9. Màng chiết tách.....................................................................................37
1.7.10. Cốc đo mực chất lỏng..........................................................................37
1.7.11. Đồng hồ đo áp suất và các thiết bị cơ khí khác trong bình tách..........37
CHƯƠNG 2.....................................................................................................37
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ TÍNH TOÁN.........................37
BÌNH TÁCH C1..............................................................................................37
2.1. CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ CHỨC NĂNG CỦA BÌNH TÁCH C1.........37


2.1.1 Cấu tạo của bình tách C1........................................................................37
2.1.2. Chức năng của bình tách C1..................................................................39
2.1.3. Nguyên lý hoạt động.............................................................................39
2.2. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BÌNH TÁCH C1..........................40
2.3. Sơ đồ nguyên lý điều khiển của bình tách C1..........................................40
2.4 TÍNH TOÁN BÌNH TÁCH C1.................................................................41
2.4.1. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN.............................................................41
2.4.1.1. Tính toán dung lượng chất lỏng tách..................................................41
2.4.1.2. Tính toán công suất bình....................................................................43
2.4.1.3. Tính toán kích thước của bình tách....................................................46
2.4.1.4. Thời gian lưu giữ chất lỏng trong bình tách.......................................48
2.4.1.5. Tính bền cho bình tách:......................................................................49
2.4.1.6. Khối lượng và diện tích sàn lắp đặt....................................................51
2.4.1.6.1.Khối lượng........................................................................................51
2.4.1.6.2. Diện tích mặt sàn lắp đặt.................................................................52
2.4.1.7. Sàn chịu tải.........................................................................................52
2.5 KIỂM TOÁN BÌNH C1 TRÊN GIÀN MSP8 MỎ BẠCH HỔ (GIẢ SỬ

LƯU LƯỢNG 440 TẤN/NGÀY ĐÊM)..........................................................53
2.5.1. Tính toán cân bằng pha..........................................................................53
2.5.2. Tính kích thước bình.............................................................................54
2.5.3. Khối lượng bình:...................................................................................55
2.5.4. Diện tích mặt sàn lắp đặt.......................................................................55
2.5.5. Sàn chịu tải:...........................................................................................55
2.5.6. Tính toán gia cố bình tách.....................................................................55
CHƯƠNG 3.....................................................................................................58
3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách.................................................58
3.2 Các biện pháp nâng cao nhằm nâng cao sử dụng bình tách......................58
3.2.1. Các biện pháp về mặt kỹ thuật..............................................................58
3.2.2. Các biện pháp về mặt công nghệ...........................................................59
3.2.2.1. Khử nhũ trên đường vào của bình tách..............................................59
3.2.2.2. Xử lý lắng đọng Parafin.....................................................................60
3.2.2.4. Xử lý dầu bọt bằng hóa chất...............................................................63
.........................................................................................................................64
KẾT LUẬN.....................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................66


DANH MỤC HÌNH VẼ
STT
1

SỐ HÌNH VẼ
Hình 1.1.

TÊN HÌNH VẼ
Bình tách trụ đứng 2 pha

TRANG
5

2
3
4

Hình 1.2.
Hinh 1.3.
Hình 1.4.

: Bình tách hình trụ đứng 2 pha
Bình tách trụ đứng 3 pha
Bình tách trụ đứng 3 pha

6
6
6

5

Hình 1.5.

7

Hình 1.6.

Bình tách hình trụ đứng 3 pha sử dụng
lực ly tâm
Bình tách hình trụ nằm ngang 2 pha

6
7

Hình 1.7.

Bình tách 3 pha hình trụ ngang.

9

8

Hình 1.8.

: Bình tách hình trụ nằm ngang 3 pha

10

9

Hình 1.9.

Bình tách hình cầu 2 pha

11

10

Hình 1.0.

Bình tách hình cầu 3 pha

12

11

Hình 1.11.

Sơ đồ nguyên lý bình tách đứng

13

12

Hình 1.12.

. Sơ đồ bình tách 2 pha trụ đứng

14

8


13
14

Hình 1.13.
Hình 1.14.

Tách cơ bản kiểu cửa vào hướng tâm

Bình tách 2 pha sử dụng bộ phận
tách cơ bản kiểu ly tâm

15
16

15
16

Hình 1.15.
Hình 1.16.

. Bộ chiết sương kiểu nan chớp
. Bộ chiết sương kiểu nan chớp

17
18

17
18
19

Hình 1.17
Hình 1.18
Hình 1.19.

Bộ phận chiết sương dạng cánh
Đệm đông tụ
Một số loại đệm đông tụ

18,19
20
21

20

Hình 1.20

29

21

Hình 2.1

22

Hình 2.2

Sơ đồ bình tách đứng đặc biệt để tách
dầu thô chứa nhiều bọt
Sơ đồ nguyên lý điều khiển của bình
C-1
Biểu diễn các lực lên hai đầu của bình
tách

23

Hình 2.3

24

Hình 2.4

25
26

Hình 3.1
Hình 3.2

Tương quan giữa chiều dài, chiều dày
và đường kính
Biểu thị đường kính gia cố mối nối của
bình tách
.Sơ đồ xử lý Parafin bằng hóa chất
Thiết bị xử lý sản phẩm

41
49,50

52
56
62
64


BẢNG QUY ĐỔI VÀ CÁC ĐƠN VỊ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN

1. Hệ quốc tế SI.
Độ dài: m
Khối lượng: kg

1 KG/cm² = 0,981 bar

Thời gian: s

1 kPa

= 1000 Pa

Lực: N

1 P

= 10 −6 bar.s

Áp suất: N/m² = Pa

1 cP

= 10 −8 bar.s

Độ nhớt: P
2. Quy đổi hệ Anh sang hệ SI.
1 inch = 2,54 cm
1m

= 3,281 ft

1 ft

= 0,3048 m

1 mile = 1,609 km
1 bbl

= 0,1589 m³

1 at

= 14,7 psi

1 psi

= 0,07031 KG/cm²

1 at

= 1,033 KG/cm²

1 psig = 1,176 psi
141,5
− 131,5
γ (G 3 )
cm

°API

=

°K

= 273 + °C

°C
5

=

°F − 32
9

……………….


1
LỜI MỞ ĐẦU
Ngành dầu khí Việt Nam ngày càng phát triển, sản lượng khai thác dầu thô
và khí đồng hành ngày càng tăng. Dầu thô và khí đồng hành chủ yếu được khai thác
tại phần thềm lục địa phía Nam Việt Nam. Dầu thô được khai thác trên các mỏ ở
Việt Nam là dầu có hàm lượng parafin tương đối cao, độ nhớt ,nhiệt độ đông đặc
cao nên việc khai thác, vận chuyển hỗn hợp dầu khí, vận chuyển dầu gặp nhiều khó
khăn, đòi hỏi phải xử lý nhiều sự cố kỹ thuật xảy ra trên đường ống vận chuyển
như: sự cố tắc đường ống do lắng đọng parafin, xung động trong hệ thống vận
chuyển hỗn hợp dầu khí, làm giảm công suất tách, giảm mức độ an toàn với thiết bị
công nghệ.
Với mục đích áp dụng lý thuyết và thực tế sản xuất trong quá trình thu gom,
vận chuyển hỗn hợp dầu khí, được sự đồng ý của bộ môn Thiết bị dầu khí, trường
đại học Mỏ -địa chất và với sự giúp đỡ của các cán bộ trong xí nghiệp Khoan và sửa
giếng trực thuộc XNLD Vietsopetro. Em đã kết thúc đợt thực tập sản xuất, thực tập
tốt nghiệp, thu thập tài liệu, hoàn thành đồ án này dưới sự hướng dẫn trực tiếp của

thầy Lê Đức Vinh
Đồ án mang tên ‘‘ Các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng bình
tách C-1 trên giàn MSP-8 ’’ với mục tiêu là nghiên cứu các phương pháp tách dầu
từ hỗn hợp dầu khí, cấu trúc thiết bị bình tách dầu khí, nguyên lý hoạt động, các yếu
tố ảnh hưởng tới hiệu quả, công suất tách của bình tách dầu khí, tính toán thiết bị
bình tách dầu khí, đưa ra phuơng pháp tính kích thước bình tách.
Đồ án tốt nghiệp được xây dựng dựa trên quá trình học tập, nghiên cứu tại
trường kết hợp với thực tế sản xuất nhằm giúp cho sinh viên nắm vững kiến thức đã
học. Với mức độ tài liệu và thời gian nghiên cứu hoàn thành đồ án cũng như kiến
thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên sẽ không tránh khỏi có những thiếu sót. Em
rất mong nhận được sự góp ý bổ sung của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp.
Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Lê Đức Vinh, các thầy cô trong bộ
môn Thiết bị dầu khí - Khoa dầu khí, các bạn cùng lớp, cùng toàn thể cán bộ nhân viên thuộc
XN Khoan đã giúp đỡ, hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2017
Sinh viên thực hiện
Đặng Đình Ngọc


2
CHƯƠNG I
1.1 Tổng quan về thiết bị tách
Thiết bị tách là một thuật ngữ dùng để chỉ một bình áp suất sử dụng để tách
chất lưu thành các pha khí và lỏng.
Các thiết bị truyền thống thường gọi là bình tách hoặc bẫy, 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 nốc ao hoặc bẫy. Nếu thiết bị tách nước lắp đặt gần miệng

giếng thì khí và dầu lỏng thoát ra đồng thời còn nước tự do thoát ra ở phần đáy
bình. Còn ở các bình tách lỏng cho phép tách tất cả chất lỏng ra khỏi khí thì dầu và
nước thoát ra ở đáy bình, còn khí thoát ra ở phần đỉnh bình.
Thiết bị tách truyền thống làm việc ở áp suất thấp, thường gọi là buồng Flat.
Chất lưu vào từ các bình tách cao áp, còn chất lưu đi ra được truyền tới các bể chứa,
cho nên thường đóng vai trò bình tách cấp hai hoặc cấp ba, có vai trò tách khí
nhanh.
Các bình 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 nung chảy hydrat.
Cũng có thể bơm chất lỏng phòng ngừa hydrat hoá vào chất lỏng giếng trước khi
giãn nở.
Các bình lọc khí cũng tương tự như bình tách dùng cho các giếng có chất lưu
chứa ít chất lỏng hơn so với chất lưu của giếng khí và giếng dầu, thường dùng trên
các tuyến ống phân phối, thu gom, được chế tạo theo kiểu lọc thô và lọc ướt. Loại
lọc thô có trang bị bộ chiết sương, phổ biến là kiểu keo tụ và các chi tiết phía trong
tương tự như bình tách dầu khí. Loại lọc ướt dòng hơi đi qua một đệm lỏng, có thể
là dầu để rửa sạch bụi bẩn và tạp chất, sau đó qua bộ chiết sương để tách lỏng. Bình
lọc thường lắp ở dòng đi lên từ thiết bị xử lý khí bất kỳ hoặc thiết bị dòng ra.


3
1.1.1. Phân loại
1.1.1.1. Theo chức năng làm việc
Bình tách 2 pha: loại này chủ yếu khí được tách ra khỏi pha lỏng và pha khí
đi theo đường riêng biệt.
Bình tách 3 pha: phần chất lưu khai thác từ giếng lên được phân ra thành
nước, dầu, khí đi theo đường riêng biệt
1.1.1.2. Theo phạm vi ứng dụng
Bình tách thử giếng: dùng để tách và đo chất lỏng, có trang bị các loại đồng
hồ để đo tiềm năng dầu, khí, nước, thử định kỳ các giếng khai thác hoặc thử các

giếng ở biên mỏ. Thiết bị có 2 kiểu: tĩnh tại và di động, có thể 2 pha hoặc 3 pha, trụ
đứng hay nằm ngang hoặc hình cầu.
Bình tách đo: có nhiệm vụ tách dầu, khí , nước và đo các chất lưu có thể thực
hiện trong cùng một bình, các kiểu thiết kế đảm bảo đo chính xác các loại dầu khác
nhau, có thể 2 hoặc 3 pha. Ở loại 2 pha, sau khi tách chất lỏng được đo ở phần thấp
nhất của bình. Trong thiết bị tách 3 pha có thể chỉ đo dầu hoặc cả dầu lẫn nước. Việc
đo lường được thực hiện theo giải pháp: tích luỹ, cách ly và xả vào buồng đo ở phần
thấp nhất. Với dầu nhiều bọt hoặc độ nhớt cao, thường không đo thể tích mà đo
trọng lượng thông qua bộ khống chế cột áp thuỷ tĩnh của chất lỏng.
Bình tách khai thác: là một kiểu bình đặc biệt, chất lỏng giếng có áp suất cao
chảy vào bình qua van giảm áp sao cho nhiệt độ bình tách giảm đáng kể thấp hơn
nhiệt độ chất lỏng giếng. Sự giảm thực hiện theo hiệu ứng Joule - Thomson khi giãn
nở chất lỏng qua van giảm áp nhờ đó xảy ra sự ngưng tụ. Chất lỏng thu hồi lúc đó
cần phải được ổn định để ngăn bay hơi thái quá trong bể chứa.

1.1.1.3. Theo áp suất làm việc
Các bình tách làm việc với áp suất từ giá trị chân không khá cao cho tới 300
at và phổ biến là trong giới hạn 1,5 - 100 at.
 Loại thấp áp: áp suất làm việc của bình là 0,7 - 15 at.
 Loại trung áp: áp suất làm việc của bình là 16 - 45 at.


4
 Loại cao áp: áp suất làm việc của bình là 45 - 100 at.
1.1.1.4. Theo nguyên lý tách cơ bản
 Nguyên lý trọng lực: dựa vào sự chênh lệch mật độ của các thành phần chất
lưu. Các bình tách loại này ở cửa vào không thiết kế các bộ phận tạo va đập,
lệch dòng hoặc đệm chắn. Còn ở cửa ra của khí có lắp đặt bộ phận chiết
sương.
Nguyên lý va đập hoặc keo tụ: gồm tất cả các thiết bị ở cửa vào có bố trí các

tấm chắn va đập, đệm chắn để thực hiện tách sơ cấp.
 Nguyên lý tách ly tâm: có thể dùng cho tách sơ cấp và cả thứ cấp, lực ly tâm
được tạo ra theo nhiều phương án:
- Dòng chảy vào theo hướng tiếp tuyến với thành bình.
- Phía trong bình có cấu tao hình xoắn, phần trên và dưới được mở rộng hoặc mở
rộng từng phần.
Lực ly tâm tạo ra các dòng xoáy với tốc độ cao đủ để tách chất lỏng. Tốc độ
cần thiết để tách ly tâm thay đổi từ 3 - 20 m/s và giá trị phổ biến từ 6 - 8 m/s. Đa số
thiết bị ly tâm có hình trụ đứng. Tuy nhiên các thiết bị hình trụ ngang cũng có thể
lắp bộ phận tạo ly tâm ở đầu vào để tách sơ cấp và ở đầu ra của khí để tách lỏng.
1.1.1.5.Theo hình dáng
Ngoài sự phân loại theo chức năng thì dựa vào hình dạng bên ngoài của bình
tách người ta có thể phân chia bình tách thành các loại sau:
• Loại 1: bình tách đứng.
• Loại 2: bình tách hình trụ nằm ngang.
• Loại 3: bình tách hình cầu.
+ Trong đó tuỳ theo số pha được tách tương ứng với số dòng được tách ra
khỏi tháp mà ta có loại bình tách 2 pha (lỏng – khí), bình tách 3 pha (dầu –khínước).
+ Ngoài ra, một số bình tách dùng để tách rắn-cặn ra khỏi chất lỏng bằng
những kết cấu đặc biệt có tác dụng lắng đọng các vật liệu rắn. Chúng không được
coi là pha lỏng khác trong phân loại bình.


5
Thiết bị bình tách trụ đứng
Các thiết bị bình tách trụ đứng có đường kính từ 10 in đến 10 ft, chiều cao có
thể đạt từ 4- 25 ft . Gồm cỏc loại sau:
- Thiết bị tách trụ đứng 2 pha hoạt động dầu khí.
- Thiết bị tách trụ đứng 3 pha hoạt động: dầu – khí – nứơc.
- Bình tách 3 pha sử dụng lực ly tâm.

Dòng nguyên liệu vào đi theo một ống màng côn. Có các ống màng dẫn dòng
tạo dòng chảy xoáy tròn, nước nặng nhất bị phân bố sát thành ống dẫn (do lực ly
tâm). Dầu nhẹ hơn phân bố ở mặt ngoài, khí ít chịu ảnh hưởng của lực ly tâm, tách
khỏi dầu và đi lên. Dầu, nước bị kéo xuống dưới theo máng dẫn. Nước nặng hơn
chìm xuống dưới, dầu nổi lên trên.

Hình 1.1. Bình tách trụ đứng 2 pha.


6

1- Cửa vào của hỗn hợp.
4- Đường xả khí.
2- Bộ phận tạo va đập.
5- Đường xả chất lỏng.
3- Bộ phận chiết sương.

Hình 1.2: Bình tách hình trụ đứng 2 pha

Hình 1.3: Bình tách trụ đứng 3 pha


7

Hình 1.4: Bình tách hình trụ đứng 3 pha
1- Đường vào của hỗn hợp.

5- Đường gom các giọt chất lỏng.

2- Bộ phận tạo va đập.

6- Đường xả nước.

3- Bộ phận chiết sương.

7- Đường xả dầu.

4- Đường xả khí

Hình 1.5: Bình tách hình trụ đứng 3 pha sử dụng lực ly tâm
1-Cửa vào nguyên liệu
4-Bề mặt tiếp xúc dầu-khí
2-Bộ phận do chuyển động xoáy tròn
5-Bề mặt tiếp xúc dầu nước
3-Vòng hình nón.


8
Thiết bị bình tách trụ ngang
- Hiện nay các thiết bị tách trụ ngang được sản xuất với hai dạng:
+Bình tách một ống trụ đơn.
+Bình tách gồm hai ống trụ.
Loại kép gồm hai bình bố trí chồng lên nhau, cái này phía trên cái kia. Loại
đơn phổ biến hơn vị có diện tích lớn cho dòng khí, mặt tiếp xúc dầu khí rộng và thời
gian lưu trữ dài nhờ có thể tích dầu lớn và thay rửa dễ dàng. Đường kính thay đổi từ
10 in đến 16 ft, chiều dài từ 4- 70 ft.
Cả hai loại này đều có thể áp dụng tách 2 pha hoặc 3 pha.
- Các thiết bị tách hình trụ nằm ngang được minh hoạ ở các bình tách sau:
+ Bình tách trụ ngang 2 pha hoạt động (dầu – khí).
+ Bình tách trụ ngang một ống, 3 pha hoạt động (dầu – khí – nước).

Hình 1.6: Bình tách hình trụ nằm ngang 2 pha
1- Đường vào của hỗn hợp.
2- Bộ phận tạo va đập.
3- Bộ phận chiết sương.
4- Đường xả khí.
5- Đường xả chất lỏng.


9

Hình 1.7: Bình tách 3 pha hình trụ ngang.


10

Hình 1.8: Bình tách hình trụ nằm ngang 3 pha
1- Đường vào của hỗn hợp.
4- Đường xả khí.
2- Bộ phận tạo va đập.
5- Đường xả nước.
3- Bộ phận chiết sương.
6- Đường xả dầu.
Thiết bị tách hình cầu.
Thiết bị tách hình cầu thường có đường kính từ 24- 72 in, gồm 2 loại sau:
+Bình tách hình cầu 2 pha hoạt động (dầu – khí).
+ Bình tách hình cầu 3 pha hoạt động (dầu – khí – nước).


11

Hình 1.9: Bình tách hình cầu 2 pha
1- Bộ phận ly tâm - kiểu thiết bị thay đổi hướng cửa vào.
2- Màng chiết.
3- Phao đo mức chất lỏng.
4- Thiết bị điều khiển mức chất lỏng trong bình.
5- Van xả dầu tự động


12

Hình 1.10: Bình tách hình cầu 3 pha
1- Thiết bị đầu vào.
2- Bộ phận chiết sương.
3- Phao báo mức dầu trong bình.
4- Phao báo mức nước trong bình.
5- Thiết bị điều khiển mức nước trong bình.
6- Thiết bị điều khiển mức dầu trong bình.
7- Phao xả dầu tự động.
8- Phao xả nước tự động.

1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung, chức năng của bình tách
1.2.1. Cấu tạo chung
Các thiết bị tách truyền thống, thông dụng có sơ đồ nguyên lí như hình 1.11


13

Hình 1.11: Sơ đồ nguyên lý bình tách đứng

14

Hình 1.12. Sơ đồ bình tách 2 pha trụ đứng
1- Đường vào của hỗn hợp.
5- Bộ phận chiết sương.
2- Tấm lệch dòng.
6- Đường xả khí.
3- Thiết bị điều khiển mức.
7- Van an toàn.
4- Đường xả chất lỏng.
Ở trong bình tách có các bộ phận chính bảo đảm tách sơ cấp (hoặc tách cơ
bản), lắng dầu, lưu giữ dầu và triết sương.
 Bộ phận tách cơ bản A: được lắp đặt trực tiếp ở cửa vào đảm bảo nhiệm
vụ tách dầu ra khỏi khí, tức là giải phóng được các bọt khí tự do. Hiệu quả làm việc
phụ thuộc vào cấu trúc đường vào: hướng tâm, tiếp tuyến của vòi phun tức bộ phận
phân tán để tạo dòng rối cho hỗn hợp dầu khí.
Có 2 cách bố trí bộ phận tách cơ bản: hướng tâm và ly tâm.
- Theo nguyên tắc hướng tâm:


15

A-A
Hình 1.13. Tách cơ bản kiểu cửa vào hướng tâm
1 - Thành bình.
2 - Đoạn ống đục lỗ.
3 - Tấm chặn.
4 - Vòi phun.
5 - Đường vào của hỗn hợp.

6 - Lỗ thoát chất lỏng.
Bố trí bộ phận tách cơ bản theo nguyên tắc này tạo được các va đập, thay đổi
hướng và tốc độ chuyển động. Hỗn hợp phải được phân tán, tạo rối qua các vòi
phun và đập vào các tấm chặn để thực hiện quá trình tách cơ bản.
Hỗn hợp sản phẩm khai thác theo đường số 5 vào ống phân tán, qua các vòi
phun số 4 được tăng tốc và đạp vào các tấm chặn số 3 làm đổi chiều chuyển động
và giảm tốc độ thoát qua khe hở giữa các tấm chặn. Khí bay lên phần cao. Còn chất
lỏng phần lớn bám vào các tấm chặn, kết dính và đi xuống bộ phận tách thứ cấp
theo các lỗ thoát số 6.
- Theo nguyên tắc ly tâm:


16

Hình 1.14. Bình tách 2 pha sử dụng bộ phận tách cơ bản kiểu ly tâm
Phương án phổ biến là bố trí cửa vào theo hướng tiếp tuyến với thành bình.
Thường được thiết kế bởi 2 bình hình trụ đồng tâm. Dòng sản phẩm hỗn hợp sẽ đi
vào khoảng không gian giữa 2 bình theo hướng tiếp tuyến với thành bình. Dầu có
xu hướng bám dính vào thành bình.
+ Đối với bình trụ đứng: bộ phận tách cơ bản là 2 bình hình trụ đồng tâm
có đường kính không thay đổi. Bình trong có rãnh kiểu nan chớp. Khi dòng hỗn hợp
sản phẩm khai thác đi vào theo hướng tiếp tuyến với thành bình và chuyển động
theo quỹ đạo xoáy, do khí có lực ly tâm nhỏ hơn sẽ đi vào bình hình trụ bên trong
qua các màng chớp và thoát lên trên. Còn dầu có lực ly tâm lớn hơn sẽ văng ra và
bám vào thành trong của bình hình trụ bên ngoài, kết dính lại và lắng xuống dưới
đến bộ phận tách thứ cấp.
+ Đối với bình trụ ngang: sử dụng 2 bình hình trụ đồng tâm, bình hình
tru bên trong có đường kính thay đổi. Dòng hỗn hợp sẽ đi vào theo hướng rãnh
xoắn ốc để tạo lực ly tâm để dễ dàng phân ly dầu – khí.
+ Ngoài ra còn tách sơ bộ bằng đầu xoáy lốc thuỷ lực.

17
 Bộ phận tách thứ cấp B: là phần lắng trọng lực, thực hiện tách bổ sung
các bọt khí còn sót lại ở phần A. Để tăng hiệu quả tách các bọt khí ra khỏi dầu, cần
hướng các lớp mỏng chất lưu theo các mặt phẳng nghiêng (tấm lệch dòng), phía
trên có bố trí các ngưỡng chặn nhỏ, đồng thời phải kéo dài đường chuyển động
bằng cách tăng số lượng các tấm lệch dòng.
 Bộ phận lưu giữ chất lỏng C: là phần thấp nhất của thiết bị dùng để
gom dầu và xả dầu ra khỏi bình tách. Dầu ở đây có thể là một pha hoặc hỗn hợp dầu
– khí tuỳ thuộc vào hiệu quả làm việc của phần A và phần B, vào độ nhớt và thời
gian lưu giữ. Trường hợp hỗn hợp thì phần này có nhiệm vụ lắng để tách khí, hơi ra
khỏi dầu. Ở thiết bị 3 pha, nó còn có chức năng tách nước.
 Bộ phận chiết sương D: là bộ phận được lắp ráp ở phần cao nhất của
thiết bị nhằm giữ lại các giọt dầu nhỏ bị cuốn theo dòng khí. Dầu thu giữ ở đây thì
theo đường tháo khô chảy trực tiếp xuống phần lưu giữ chất lỏng.
- Bộ phận chiết sương kiểu đồng tâm:
Gồm 3 hình trụ đồng tâm, có lỗ thoát khí ở phía trên cao nhất và thấp nhất
của trụ để hướng dòng khí đi lên xuống với trị số tốc độ khác nhau ở mỗi hình trụ
trước khi ra đầu xả. Các giọt dầu bám vào thành ống sẽ chảy xuống phần lắng.
+ Ưu điểm: chế tạo đơn giản, giá thành thấp và quá trình tách nhanh.
+ Nhược điểm: tách các bụi dầu ra khỏi dòng khí không triệt để.
Bộ phận chiết sương kiểu nan chớp:

Hình 1.15


18

Hình 1.16. Bộ chiết sương kiểu nan chớp

Bao gồm các tấm uốn lượn sóng và các tấm đục lỗ sau khi qua bộ phận tách cơ
bản ở đầu vào, khí bay lên đi vào chi tiếtgồm các tấm lượn sóng song song không đục
lỗ, khí sẽ chuyển động theo khe hở giữa các tấm, chiều chuyển động được thay đổi liên
tục, dầu sẽ bám dính vào các tấm này, sau đó va đập vào các tấm chắn thẳng đứng có
đục lỗ, hướng các giọt dầu chảy xuống phần thu và theo đường ống chảy xuống phần
thấp nhất của thiết bị. Hiệu quả sẽ được tăng lên khi trên các tấm lượn sóng có các gờ
và các cánh phụ.
+ Ưu điểm: chế tạo đơn giản, giá thành thấp, quá trình tách nhanh và khả
năng tách bụi dầu là tốt hơn so với bộ chiết sương dạng đồng tâm.
- Bộ chiết sương dạng cánh:


19

Hình 1.17. Bộ phận chiết sương dạng cánh
Bộ chiết sương dạng cánh được cấu tạo từ các tấm thép góc lắp song song.
Đỉnh của các tấm này được bố trí hướng lên phía trên, các khe hở được bố trí sao
cho dòng khí qua đó chịu va đập, thay đổi hướng, tốc độ chuyển động để tách pha
lỏng ra khỏi pha khí. Bộ chiết sương dạng cánh có cấu tạo đơn giản, nhưng hiệu quả
tách cao và giá thành hợp lý.
-Bộ lọc sương:
Bộ lọc sương được sử dụng để tách sương từ khí thiên nhiên và được dùng
nhiều trong hệ thống vận chuyển và phân phối khí có hàm lượng chất lỏng trong khí
thấp. Bộ lọc sương có cấu tạo gồm các đệm keo tụ được chế tạo từ kim loại hoặc
các vật liệu chế tạo khay dạng đệm trong các thấp xử lý dầu. Các tấm đệm này tạo
ra một tập hợp: cơ chế va đập, thay đổi hướng và tốc độ chuyển động và kết dính để
tách lỏng ra khỏi khí. Đệm có mặt tiếp xúc lớn để gom và keo tụ sương chất lỏng.
Bộ lọc kiểu này ngoài tác dụng lọc khí còn được sử dụng trong bình tách dầu – khí.
Tuy vậy, nếu sử dụng trong bình tách thì có hạn chế ở chỗ đệm keo tụ có thể chế tạo
từ vật liệu giòn, dễ hỏng khi vận chuyển và lắp ráp nếu như nó được lắp sẵn từ cơ

sở chế tạo rồi vận chuyển đến công trường. Các loại lưới thép có thể bị lấp bịt bởi
paraffin và các tạp chất, giảm thời hạn sử dụng. Ngoài ra sự giảm áp lớn qua đệm


20
gây nguy cơ tạo rãnh xung quanh. Vì vậy bộ lọc kiểu keo tụ chỉ nên dùng cho hệ
thống thu gom, vận chuyển và phân phối khí.

Hình 1.18. Đệm đông tụ.
Phía ngoài bình có các cửa vào và cửa ra. Cửa vào bao gồm đường chảy của
hỗn hợp và cửa vào cho người khi cần vệ sinh, sửa chữa, bảo dưỡng. Đường ra của
khí lắp đặt ở phần cao, có van tự động điều khiển bằng áp suất. Phần thấp nhất có
đường ra của nước hoặc của cặn. Đường ra của dầu điều khiển bằng mực chất lỏng
thiết kế trong bình.