Нефтегазовый сепаратор или отстойник: как выбрать аппарат для продукции скважин

Продукцию скважин разделяют на нефть, газ и воду за счёт разницы плотностей — в сепараторе или в отстойнике. Что это за аппараты и как читаются их обозначения, разобрано в справочнике; здесь — как выбрать между ними и что задаёт требования.

Выбор начинается с задачи разделения и расчётного давления, а требования к аппарату во многом задаёт среда: в документах наших сепараторов и отстойников продукция скважин — пожароопасная среда, и сосуд попадает в 1-ю группу.

Шаг 1. Задача разделения и давление

• Отделить газ от нефти — нефтегазовый сепаратор НГС.
• Отделить газ и сбросить воду — НГСВ.
• Разделить поток на нефть, газ и воду — трёхфазный сепаратор ТФС.
• Отделить от нефти воду и механические примеси или очистить воду от нефти — отстойник нефти ОН или воды ОВ; есть и отстойники ОГН-П с перегородками, гидрофобный ОГВ-Г и ОГЖФ с жидкостным фильтром.

Второй критерий — давление. По нашим техническим условиям на ёмкостные аппараты сепараторы НГС(В) и ТФС — до 16 МПа расчётного давления при диаметре до 3400 мм и вместимости до 250 м³, а отстойники ОН и ОВ — до 4 МПа, зато с диаметром до 6000 мм и вместимостью до 300 м³. Отстойника ОН или ОВ на расчётное давление выше 4 МПа в номенклатуре наших ТУ нет.

Шаг 2. 1-я группа сосуда и что из неё следует

В документах наших НГСВ и отстойника ОВ-80 продукция скважин — пожароопасная и взрывоопасная среда (категория IIA, группа T3), класс опасности 3. По таблице 1 ГОСТ 34347-2017 сосуд с такой средой при расчётном давлении свыше 0,05 МПа относится к 1-й группе; так и записано в их документах. Группа рабочей среды по ТР ТС 032/2013 — тоже 1-я.

Следствие — контроль сварных соединений радиографией или ультразвуком: не менее 100 % длины каждого соединения, доступного для этого контроля (таблица 19 ГОСТ 34347-2017); у ОВ-80 в документах — «100% УЗД (РГ)». Если в продукции есть сероводород с парциальным давлением от 0,0003 МПа и среда вызывает коррозионное растрескивание, применяют СТО 00220575.063-2005: объёмная термообработка, а для категорий I–IV — ещё ограничение твёрдости и контроль швов до и после неё.

Шаг 3. Плотности фаз — главный исходный параметр

Разделение идёт за счёт разницы плотностей, поэтому плотности нефти и воды нужны в заявке в первую очередь. Пример из документов нашего НГСВ-1 на 80 м³: нефть — 886–910 кг/м³, вода — 1115 кг/м³.

Плотности указывают при рабочей температуре или с оговоркой, при какой: у того же НГСВ-1 они даны при 20 °C, а рабочая температура среды — от 5 до 55 °C.

Шаг 4. Давление и температура: рабочие, расчётные и пропарка

Рабочее давление у таких аппаратов часто намного ниже расчётного. У нашего отстойника ОВ-80 рабочее давление — 0,1–0,15 МПа, расчётное — 0,6 МПа; у НГСВ на 200 м³ — 0,2–0,3 и 0,6 МПа. Пробное давление гидроиспытания считают от расчётного: у НГСВ на 200 м³ это 0,84 МПа, у НГСВ-1 на 1,0 МПа — 1,4 МПа.

Расчётную температуру стенки может задавать не только продукт, но и пропарка. У НГСВ-1 на 80 м³ рабочая температура среды — до 55 °C, а расчётная температура стенки — 120 °C «с учётом пропарки». Если аппарат будут пропаривать, укажите температуру пропарки в примечании к опросному листу — отдельного поля для неё там нет.

Шаг 5. Коррозия, климат и доставка

В документах наших НГСВ и отстойника ОВ-80 продукция отмечена как коррозионная, прибавка на коррозию — от 2,0 до 3,0 мм. Прибавку задаёт конструкторская документация, а исходное для неё — скорость коррозии из опросного листа, поэтому её стоит указать, если она известна.

Для северных площадок важна минимальная допустимая температура стенки под расчётным давлением: у нашего НГС на 50 м³ из 09Г2С она −60 °C. Крупные аппараты тяжёлые: пустой НГСВ на 200 м³ весит 30000 кг, отстойник блочный нефтяной на 200 м³ — 33000 кг, а НГСВ-1 на 80 м³ и ОВ-80 шли как негабарит. Место установки лучше указать сразу, способ доставки — в примечании к опросному листу.

Пример: нефтегазосепаратор НГСВ на 200 м³

Исходные данные из документов: тип по ТУ — трёхфазный сепаратор ТФС; среда — нефтегазоводяная смесь, жидкость, класс опасности 3, взрывоопасность IIA, T3, пожароопасная, коррозионная; рабочее давление 0,2–0,3 МПа, расчётное 0,6 МПа; рабочая температура среды 70 °C, расчётная температура стенки 120 °C.

Что из этого следует: группа 1 по ГОСТ 34347-2017 — контроль не менее 100 % длины каждого доступного для этого шва; группа среды 1 по ТР ТС 032/2013 и категория 1 — декларация; пробное давление 0,84 МПа; прибавка на коррозию 2,5 мм; сталь 09Г2С, исполнение ХЛ1; класс взрывоопасной зоны по ПУЭ — В-1г. Масса пустого аппарата — 30000 кг, заказ шёл с инспекционной приёмкой, заказ 2023 года.

Типичные ошибки в заявке

• Нет плотностей нефти и воды — главного параметра разделения.
• Не указана пропарка, а она может задавать расчётную температуру стенки.
• Указано только рабочее давление, а расчётное — нет.
• Не указан сероводород.
• Отстойник ОН или ОВ нужен на расчётное давление выше 4 МПа — в номенклатуре наших ТУ таких нет.

Что указать в опросном листе

• Состав продукции с долей сероводорода, плотности фаз и при какой температуре — для типа аппарата и размеров.
• Рабочее и расчётное давление — для толщины стенки, пробного давления и категории.
• Рабочую температуру, расчётную и минимальную допустимую температуру стенки — для расчёта и стали; режим пропарки — в примечании.
• Класс опасности, пожаро- и взрывоопасность — для группы сосуда.
• Склонность к коррозионному растрескиванию и скорость коррозии — для требований СТО и прибавки.
• Вместимость, климатическое исполнение и место установки; способ доставки — в примечании.

Если сомневаетесь, сепаратор или отстойник вам нужен и на какие параметры его считать, — скачайте опросный лист, заполните и приложите к заявке — инженеры ПЗЭМ разберут условия и предложат исполнение.