الفصل ثلاثي الطور
مقدمة عامة :
عندما يتم خلط النفط والماء ومزجهما جيداً بالتقليب أو الرج ثم السماح لهما بالاستقرار ستظهر طبقة من الماء الحر النظيف نسبياً في الأسفل ستنمو هذه الطبقة تدريجياً مع الوقت كما في المنحنى في الشكل:
الشكل يبين نمو طبقة المياه مع الوقت
بعد فترة من الزمن تتراوح بين 3 دقائق و 30 دقيقة، سيكون التغيير في ارتفاع الماء ضعيفاً جداً "مهملاً". ويسمى جزء الماء الذي تم الحصول عليه من الترسيب بالجاذبية، ب "الماء الحر" من المفيد عادة فصل الماء الحر قبل محاولة معالجة الطبقات المتبقية من الخام والمستحلب .
"فاصل ثلاثي الطور" (Three - phase separator) و" مسقط المياه الحرة" (free - water knockout) :
هي مصطلحات تستخدم لوصف أوعية الضغط التي تم تصميمها لفصل وإزالة الماء الحر من خليط من النفط الخام والماء و نظراً لأن التدفق عادة يدخل هذه الأوعية مباشرة من (1) بئر منتجة أو (2) فاصل يعمل عند ضغط أعلى يجب تصمیم الوعاء لفصل الغاز الذي يتصاعد من السائل "عند انخفاض الضغط" وكذلك فصل النفط والماء.
يستخدم المصطلح "فاصل ثلاثي الطور" عادة عندما تكون هناك كمية كبيرة من الغاز يتم فصلها عن السائل ويتم تحديد أبعاد الوعاء بواسطة معادلات سعة الغاز بينما يستخدم مصطلح "مسقط المياه الحرة" عادة عندما تكون كمية الغاز صغيرة بالنسبة إلى كمية النفط والماء ويتم تحديد أبعاد الوعاء بواسطة معادلات فصل النفط والماء ، بغض النظر عن الاسم الذي يتم إعطاؤه للوعاء فإن أي وعاء مصمم لفصل الغاز وأيضا فصل مرحلتين سائلتين غير قابلين للامتزاج هو اهتمامنا وسوف نطلق على هذه الوعاء اسم "فاصل ثلاثي الطور" أو "فاصل ثلاثي الأطوار و تتطابق جوانب التصميم الأساسية للفاصل ثلاثي الأطوار مع تلك ثنائية الأطوار والإضافات الوحيدة هي أن المزيد من الاهتمام يتم وضعه على معادلات ترسيب "الماء" السائل من "الخام" السائل الأخر بالإضافة إلى أنه يجب إضافة بعض وسائل إزالة الماء الحر من الفاصل
الفواصل الأفقية:
يتم تصميم الفواصل ثلاثية الطور على شكل أوعية ضغط أفقية أو عمودية حسب الأشكال التالية والتي هي نماذج تخطيطية لفاصل نموذجي أفقي ثلاثي الطور، يدخل السائل الفاصل ويضرب مدخلاً داخلياً "مغير الاتجاه" هذا التغيير المفاجئ في قوة الدفع يقوم بالفصل الإجمالي الأولي للسائل والغاز ، في معظم التصاميم يحتوي مغير الاتجاه على مهبط (down comer) يوجه تدفق السائل الداخل إلى أسفل سطح السائل النفط - الماء".
فاصل أفقي ثلاثي الطور
فاصل أفقي مع التجهيزات الرئيسية
يجبر المهبط الخليط الداخل للوعاء من النفط والماء على الاختلاط مع الطور المستمر للماء في قاع الوعاء ويرتفع الخام بينما تسقط قطرات الماء الكبيرة في الكتلة الكبيرة من الماء في القاع تسمى هذه العملية "الغسيل بالماء "( water washing)، وتشجع على تلاصق وتجميع قطرات الماء المعلقة أو المحمولة في تيار الخام.
يضمن مغير الاتجاه بالمدخل أن القليل من الغاز يتم حمله مع السائل للأسفل ويضمن غسل الماء أن السائل لا يقع فوق السطح الفاصل بين الغاز والسائل فيؤدي لخلط السائل الموجود مع السائل الداخل ويصعب عملية الفصل قسم جمع السائل من الوعاء يوفر وقتاً كافياً بحيث يشكل النفط والمستحلب طبقة أو "وسادة نفط" فوق الماء الحر الذي يستقر في القاع.
الشكل السابق هو عرض لفاصل ثلاثي الأطوار نموذجي مع وحدة تحكم في المستوى الفاصل بين الماء والخام وهدار "حاجز" (weir) يحافظ الهدار على مستوى النفط، وتحافظ وحدة التحكم بالمستوى على مستوى الماء يتم كشط النفط على الهدار يتم التحكم في مستوى النفط المتدفق من الهدار بواسطة وحدة تحكم في المستوى تعمل عن طريق فتح وغلق صمام تفريغ الخام يخرج الماء المنتج من فوهة في الوعاء موجودة قبل الهدار "الحاجز" يتحسس جهاز التحكم في مستوى السطح الفاصل بین المياه والخام ارتفاع مستوى الماء فيرسل إشارة إلى وحدة التحكم التي ترسل بدورها إشارة إلى صمام تفريغ الماء مما يسمح بالمقدار الصحيح من الماء لمغادرة الوعاء حتى يتم الحفاظ على المستوى الفاصل بين الخام والماء عند ارتفاع التصميم.
يتدفق الغاز أفقياً وخارجياً عبر مستخلص رذاذ إلى صمام التحكم في الضغط الذي يحافظ على ضغط الوعاء يمكن أن يختلف مستوى السطح البيني بين الغاز والنفط من 50٪ إلى 75٪ من القطر اعتماداً على الأهمية النسبية لفصل الغازات السائلة.
يكون التكوين الأكثر شيوعاً نصف ممتلئاً (50%) ويستخدم هذا في معادلات التصميم في هذا القسم، يمكن تطوير معادلات مشابهة للمستويات الأخری يوضح الشكل ۳- تكوينا بديلا يعرف باسم تصميم دلو وهدار "bucket and weir". الشكل التالي عبارة عن عرض مقطوع الفاصل أفقي ثلاثي الطور مع دلو وهدار هذا التصميم يلغي الحاجة إلى وحدة تحكم المستوى الفاصل بين الماء والخام "السطح البيني" (interface).
الغسل بالماء
قم بتنزيل تطبيق eMufeed Android الآن
