Đồ án Tìm hiểu cấu tạo, quy trình vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị kiểm soát hoạt động của bình tách, biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị điều khiển mức chất lỏng trong bình tách

LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển ngày càng cao của khoa học công nghệ đặt ra yêu cầu khắt khe hơn về nguồn nhiên liệu, đòi hỏi ngành công nghiệp dầu khí phải luôn luôn vận động hết mình, không ngừng nghiên cứu và áp dụng những thành tựu khoa học nhằm cải tiến công nghệ để nguồn nhiên liệu sản suất ra đáp ứng được những yêu cầu đó. Ngành Thiết Bị Dầu Khí chính là ngành quyết định mức độ ứng dụng khoa học công nghệ vào sản suất trong công nghiệp dầu khí. Sau 5 năm học đại học chuyên ngành Thiết Bị Dầu Khí – Công Trình, em đã được trang bị những kiến thức quý báu để có thể tiếp thu những kĩ năng làm việc khi ra trường, làm một công việc cụ thể, thực tế. Với mong muốn được vận dụng những kiến thức học được, cùng với sự tâm đắc của bản thân về các thiết bị tách sản phẩm khai thác, em chọn đề tài “Tìm hiểu cấu tạo, quy trình vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị kiểm soát hoạt động của bình tách. Chuyên đề: Biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị điều khiển mức chất lỏng trong bình tách”. Trong thời gian thực tập tìm hiểu thực tế và thiết kế đồ án, với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Văn Thịnh và các thầy cô giáo trong bộ môn cùng với sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đồ án, đồng thời tiếp thu thêm được nhiều kiến thức bổ ích. Tuy nhiên, do kinh ngiệm nghiên cứu và kiến thức còn nhiều hạn chế, nên mặc dù được thầy giáo hướng dẫn nhiệt tình và bản thân đã hết sức cố gắng, nhưng đồ án của em vẫn không tránh khỏi những sai sót. Em kính mong nhận được sự chỉ dẫn của các thầy cô trong bộ môn để đồ án của em hoàn thiện hơn. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Văn Thịnh, các thầy cô giáo trong bộ môn và các bạn trong lớp đã giúp em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, ngày 27/5/2010 Sinh viên Nguyễn Trung Dũng CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DẦU KHÍ VIỆT NAM 1.1. Giới thiệu về ngành dầu khí Việt Nam Hơn 30 năm trước, ngày 3/9/1975, Chính Phủ đã ban hành Nghị Định số 170/CP, thành lập tổng cục Dầu Mỏ và Khí Đốt Việt Nam, tiền thân của Tập Đoàn Dầu Khí Quốc Gia Việt Nam ngày nay. Gần một năm sau ngày thành lập, ngày 27/7/1986, chúng ta có nguồn khí thiên nhiên đầu tiên được khai thác từ giếng khoan số 51 ở vùng trũng sông Hồng, nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của đất nước. Năm năm sau, vào tháng 6/1981, dòng khí công nghiệp ở mỏ khí Tiền Hải được khai thác để đưa vào phục vụ sản suất. Mười năm sau ngày thành lập, ngày 26 tháng 6 năm 1986 Xí Nghiệp Liên Doanh Dầu Khí Việt – Xô đã khai thác tấn dầu đầu tiên từ mỏ Bạch Hổ… Kể từ đó Việt Nam đã trở thành một trong những nước khai thác và xuất khẩu dầu thô, dánh dấu một bước tiến vững chắc, khẳng định một tương lai đầy hứa hẹn cho ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam. Trải qua 35 năm xây dựng và phát triển, ngành dầu khí Việt Nam đã vượt qua mọi trở ngại khó khăn để vươn lên trở thành ngành kinh tế kĩ thuật hàng đầu, đã đóng góp to lớn vào công cuộc xây dựng và bảo vệ tổ quốc Việt nam XHCN, đặc biệt ở những năm cuối của thế kỷ trước, ngành dầu khí đã góp phần tích cực vào việc đưa đất nước thoát khỏi tình trạng khủng hoảng kinh tế. Ở thập kỷ này – thập kỷ đầu tiên cua thế kỷ 21, Tập Đoàn Dầu Khí Quốc Gia Việt Nam thực sự đã trở thành đầu tàu kinh tế, là động lực đẩy nhanh tiến trình “công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước”. Trong những năm gần đây, nhờ có nền tảng vững chắc, tốc độ phát triển của tập đoàn luôn ở mức cao, đóng góp lớn cho nguồn thu ngân sách quốc gia. Hiện nay với hơn 50 đơn vị thành viên và các công ty liên doanh, lực lượng lao động hơn 25000 người, doanh thu năm 2008 đạt 280,05 ngàn tỉ đồng, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam hoạt động trong lĩnh vực dầu khí và các lĩnh vực khác không chỉ ở trong nước mà còn ở nước ngoài. 1.2 Tình hình tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam Kết quả tìm kiếm thăm dò cho tới nay đã xác định được các bể trầm tích Đệ Tam có triển vọng dầu khí: Sông Hồng, Phu Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Malay – Thổ Chu, Tư Chính – Vũng Mây, nhóm bể Trường Sa và Hoàng Sa. Trong đó các bể Sông Hồng, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Malay – Thổ Chu là đã phát hiện và đang khai thác dầu khí. Đến nay đã kí gần 60 hợp đồng dầu khí, trong đó có 35 hợp đồng có hiệu lực với các tập đoàn dầu khí quốc tế: Hợp đồng phân chia sản phẩm, hợp đồng hợp tác kinh doanh, hợp đồng điều hành chung… với tổng đầu tư tới hơn 7 tỷ USD. Với khoảng 600 giếng tìm kiếm, tổng số mét khoan tới 2 triệu km. Phát hiện khí tại giếng Đông Quan D – 1X, vùng trũng Hà Nội, phát hiện dầu khí tại giếng Rồng Tre – 1X… đã góp phần làm gia tăng trữ lượng dầu quy đổi khoảng 30-40 triệu tấn/năm. Bên cạnh đó, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam còn mở rộng kí kết các hợp đồng thăm dò tìm kiếm khai thác ở nước ngoài như: lô Madura 1 và 2 ở Indonexia, lô PM 304 và SK-305 ở Malayxia… và còn tìm kiếm cơ hội ở các nước châu Phi, Nam Mỹ… Hiện nay, Tập Đoàn đang khai thác tại 12 mỏ trong và ngoài nước: Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng, PM3-CAA, 46 Cái Nước, Hồng Ngọc, Rạng Đông, Lan Tây – Lan Đỏ, Tiền Hải C, Sư Tử Đen, Rồng Đôi, Ruby, Cá Ngừ Vàng, Rồng Đôi Tây, Cendoz thuộc lô PM-304 (Malayxia)... Trong những năm tới đây, các mỏ khí mới như lô B, Sư Tử Trắng… sẽ được đưa vào khai thác và mở ra một giai đoạn mới đầy hứa hẹn của ngành công nghiệp khí Việt Nam. Sản lượng khai thác trung bình của tập đoàn khoảng 350.000 thùng dầu thô/ngày và 18 triệu m3 khí/ngày. Tính tới năm 2008 đã khai thác được hơn 280 triệu tấn quy dầu, trên 45 tỷ m3 khí, mang lại nguồn thu ngoại tệ gần 60 tỷ USD, nộp ngân sách nhà nước trên 36 tỉ USD và tạo dựng nguồn vốn chủ sở hữu trên 100 ngàn tỷ đồng. Với tiềm năng và sự phát triển như trên, ngành dầu khí Việt Nam đang là mũi nhọn và thế mạnh trong nền kinh tế quốc dân. 1.3 Một số lĩnh vực hoạt động tiêu biểu khác của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam Song song với hoạt động tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí, lĩnh vực công nghiệp khí cũng tích cực được triển khai. Dòng khí đồng hành từ bồn trũng Cửu Long (mỏ Bạch Hổ + Rạng Đông) và khí thiên nhiên từ mỏ Nam Côn Sơn (mỏ Lan Tây + Rồng Đôi Tây) đã xung cấp và tạo điều kiện hình thành cụm công nghiệp Khí – Điện – Đạm Cà Mau, dự án đã và đang được khẩn trương thực hiện, có ý nghĩa rất lớn đối với sự phát triển kinh tế - xã hội ở đồng bằng Sông Cửu Long nói riêng và cả nước nói chung. Trong lĩnh vực chế biến dầu khí và hóa dầu, nhà máy Đạm Phú Mỹ đã di vào hoạt động ổn định và có những đóng góp quan trọng trong việc bình ổn giá thị trường phân bón, hỗ trợ đắc lực cho phát triển nông nghiệp trong nước thời gian qua. Nhà máy lọc dầu Dung Quất với tổng mức đầu tư hơn 3 tỷ USD, sau một thời gian triển khai xây dựng, đến nay đã hoàn thành và đi vào sả suất đạt 100% công suất. Việc kí kết bàn giao nhà máy lọc dầu Dung Quất giữa nhà thầu Technip (Pháp) và Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam đã diễn ra vào ngày 25.5. Theo kế hoạch, năm 2010, NMLD Dung Quất sẽ nhập 5 triệu tấn dầu thô, chế biến 4,76 triệu tấn sản phẩm các loại với doanh thu khoảng 63.000 tỉ đồng. Các dự án: đầu tư xây dựng liên hợp Lọc Hóa Dầu Nghi Sơn, Tổ Hợp Hóa Dầu Miền Nam, Nhà máy Lọc Dầu Phía Nam và các dự án chế biến nhiên liệu sinh học đang được Tập Đoàn tích cực triển khai để sớm đưa vào vận hành nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về nhiên liệu cho đất nước và cung cấp cho ngành công nghiệp hóa dầu những nguyên liệu và sản phẩm mới. Cùng với sự phát triển các lĩnh vực trong một nền công nghiệp dầu khí hoàn chỉnh, các hoạt động thương mại, dịch vụ kỹ thuật, dịch vụ tài chính, bảo hiểm, dịch vụ xây lắp dầu khí, dịch vụ tổng hợp cũng đã được hình thành, phát triển và có đóng góp đáng kể trong doanh thu của Tập Đoàn. Công tác đổi mới daong nghiệp được triển khai tích cực theo hướng có hiệu quả nhất. Công tác nghiên cứu, ứng dụng khoa học công nghệ và đào tạo đội ngũ cán bộ khoa học và đội ngũ co trình độ cao luôn được lãnh đạo các cấp của Tập Đoàn quan tâm thực hiện. Đến nay, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam đã có đội ngũ chuyên gia, cán bộ, công nhân kĩ thuật với hơn 25 nghìn người đảm đương tốt nhiệm vụ được giao phó. CHƯƠNG II THIẾT BỊ TÁCH SẢN PHẨM KHAI THÁC Thiết bị tách dầu khí là một thuật ngữ dùng để chỉ một bình áp suất sử dụng để tách chất lưu thu được từ các giếng dầu khí 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 (knock out) 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 phần dưới của bình, còn khí thoát ra ở phần trên đỉnh của bình. Như vậy thuật ngữ nốc ao ám chỉ nhiệm vụ tách nhanh chất lỏng ra khỏi khí. Thiết bị tách truyền thống làm việc ở áp suất thấp, thường gọi là buồng Flat. Chất lưu vào là từ các bình tách cao áp, còn chất lưu đi ra được chuyển tới các bể chứa, cho nên chúng thường đóng vai trò bình tách cấp hai hoặc cấp ba, có nhiệm vụ 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 khô và lọc ướt. Loại lọc khô 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. Đối với loại lọc ướt thì 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 bảo vệ dòng ra. 2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung, chức năng của bình tách 2.1.1. Cấu tạo chung Các thiết bị tách truyền thống, thông dụng có sơ đồ nguyên lí như hình 2.1
Hình 2.1. 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:

A-A Hình 2.2. 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:
Hình 2.3. Bình tách 2 pha sử dụng bộ phân 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. 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 2.4. 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:
Hình 2.5. 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 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 2.6. Một số loại 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. 2.1.2. Nguyên lý hoạt động chung B×nh t¸ch ho¹t ®éng theo 4 giai ®o¹n c¬ b¶n sau: Giai ®o¹n 1: Lµ giai ®o¹n ®Çu cña qu¸ tr×nh t¸ch vÒ c¬ b¶n lµ sö dông mét bé phËn g¹t ®Çu vµo, các giọt chÊt láng lín nhÊt va ch¹m lªn bé phËn g¹t nµy vµ r¬i xuèng b»ng träng lùc Giai ®o¹n 2: Lµ sù t¸ch b»ng träng lùc c¸c giät nhá h¬n d¹ng h¬i b»ng c¸ch ch¶y th«ng qua khu vùc t¸ch Giai ®o¹n 3: Lµ sù t¸ch s­¬ng, t¹i ®©y c¸c giät nhá nhÊt ®­îc ®«ng tô thµnh c¸c giät lín h¬n, nã sÏ ®­îc t¸ch b»ng träng lùc Giai ®o¹n 4: Lµ sù ph©n líp, c¸c chÊt láng nhÑ næi lªn trong pha nÆng hay sù sa l¾ng cña c¸c giät láng nÆng trong pha nhÑ vµ tuân theo ®Þnh luËt Stock. 2.1.3. Chức năng của bình tách Bình tách có chức năng cơ bản, chức năng phụ và chức năng đặc biệt. * Chức năng cơ bản bao gồm: tách dầu khỏi khí, tách khí khỏi dầu và tách nước khỏi dầu. Việc tách khí có thể được bắt đầu khi chất lỏng đi từ vỉa vào giếng, khi di chuyển trong ống nâng và ống xả. Vì vậy, có những trường hợp trước khi vào bình tách, dầu và khí đã được tách hoàn toàn, lúc đo bình tách chỉ còn tạo không gian cho khí và dầu di theo đường riêng. Sự chênh lệch mật độ lỏng – khí nói chung bảo đảm cho quá trình tách dầu, tuy nhiên vẫn cần đến các phương tiện cơ khí chẳng hạn như bộ chiết sương và các phương tiện khác trước khi xả dầu, khí ra khỏi bình. Tốc độ giải phóng khí ra khỏi dầu là một hàm số biến thiên theo áp suất và nhiệt độ. Thể tích khí tách ra khỏi dầu phụ thuộc vào tính chất vật lý và hoá học của dầu thô, áp suất và nhiệt độ vận hành, tốc độ lưu thông, hình dáng kích thước của bình tách và nhiều yếu tố khác. Tốc độ lưu thông qua bình và chiều sâu lớp chất lỏng ở phần thấp quyết định thời gian lưu giữ hoặc thời gian lắng. Thời gian này thường từ 1- 3 phút là thoả mãn trừ trường hợp dầu bọt, còn phải tăng lên từ 5- 20 phút tuỳ theo độ ổn định của bọt và kết cấu của bình, chung nhất là từ 2- 4 phút, loại 2 pha từ 20 giây đến 2 phút, loại 3 pha từ 2 đến 10 phút, khoảng thời gian có thể gặp là từ 20 giây đến 2 giờ. Hệ thống khai thác và xử lý đòi hỏi phải tách hoàn toàn khí hoà tan, bao gồm rung lắc, nhiệt, keo tụ, lắng. Nếu dầu có độ nhớt cao hoặc sức săng bề mặt lớn thì phải sử dụng các vật liệu lọc. Nước trong chất lưu giếng cần được tách trước khi đi qua các bộ phận giảm áp như van, vòi để ngăn ngừa sự ăn mòn, tạo thành hydrat hoặc tạo thành nhũ tương bền gây khó khăn cho việc xử lý. Việc tách nước thực hiện trong các thiết bị 3 pha bằng cơ chế trọng lực kết hợp với hoá chất. Nếu thiết bị có kích thước không đủ lớn để tách theo yêu cầu thì chúng sẽ được tách trong các bình tách nhanh lắp ở đường vào hoặc ra của thiết bị tách có vai trò tách sơ bộ hoặc bổ sung. Nếu nước bị nhũ hoá thì cần có hoá chất để khủ nhũ. * Chức năng phụ của bình tách bao gồm: duy trì áp suất tối ưu và mức chất lỏng trong bình tách. Để thực hiện tốt chức năng cơ bản, áp suất trong bình tách cần được duy trì ở giá trị sao cho chất lỏng và chất khí thoát theo đường riêng biệt tương ứng vào hệ thống gom và xử lý. Việc duy trì được thực hiện bởi các van khí cho riêng mỗi bình hoặc một van chính kiểm soát áp suất cho một số bình. Giá trị tối ưu của áp suất là giá trị bảo đảm hiệu quả kinh tế cao nhất khi bán dầu và khí