Обгрунтування конструкції обладнання для підготовки до траспортування продукції родовищ нафти і газу
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.357605Ключові слова:
нафтогазові родовища, транспортування вуглеводнів, підготовка вуглеводнів, пластова вода, термодинамічне моделюванняАнотація
Об’єктом дослідження є процеси сепарації газорідинних потоків і очищення пластової води в обладнанні установок підготовки продукції родовищ нафти і газу.
На пізній стадії розробки родовищ ефективність сепарації залежить від здатності обладнання працювати в умовах обводненості, збільшення вмісту механічних домішок і зниження пластового тиску. За таких умов класичне сепараційне обладнання не забезпечує необхідної якості розділення вуглеводнів й очищення пластової води. Вирішувалася проблема шляхом удосконалення внутрішніх конструктивних елементів трифазного сепаратора та циклона установки підготовки вуглеводнів. Гідравлічні втрати були в межах допустимих значень і вторинне винесення крапель у газовий потік не відбувалося. Це підтверджувалося результатами термодинамічного і CFD-моделювання. У цьому є особливість підходу у порівнянні з існуючими дослідженнями, в яких дослідження нових конструктивних рішень комплексно не проводилися. Питання гідравлічних втрат і вторинного винесення крапель у газовий потік залишалися відкритими. Запропоновані в роботі конструктивні рішення вплинули на ефективність сепарації – збільшився обсяг відібраного конденсату, а сумарні гідравлічні втрати не перевищили 0,037 МПа. Доведено, що нові конструкційні рішення сепараційних елементів забезпечують більш рівномірний розподіл швидкостей та формують локальні зони зі зниженими швидкостями. Отримані результати пояснюються зміною структури потоку, зростанням інерційного осадження крапель і зменшенням малорухомих зон у проточній частині сепараційних елементів. Практичне використання результатів можливе при реконструкції установок підготовки нафти і газу, проектуванні внутрішніх сепараційних елементів й виборі конструктивних рішень циклонів для очищення пластової води
Посилання
- Yang, L., Chen, X., Huang, C., Liu, S., Ning, B., Wang, K. (2024). A review of gas-liquid separation technologies: Separation mechanism, application scope, research status, and development prospects. Chemical Engineering Research and Design, 201, 257–274. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2023.11.057
- Yuan, Y. (2024). The Analysis of Gas-liquid Separation Technology Research Progress. E3S Web of Conferences, 528, 01020. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202452801020
- Chen, X., Liu, G., Jin, W. (2021). Natural gas purification by asymmetric membranes: An overview. Green Energy & Environment, 6 (2), 176–192. https://doi.org/10.1016/j.gee.2020.08.010
- Liu, G., Chernikova, V., Liu, Y., Zhang, K., Belmabkhout, Y., Shekhah, O. et al. (2018). Mixed matrix formulations with MOF molecular sieving for key energy-intensive separations. Nature Materials, 17 (3), 283–289. https://doi.org/10.1038/s41563-017-0013-1
- Liu, G., Cadiau, A., Liu, Y., Adil, K., Chernikova, V., Carja, I. et al. (2018). Enabling Fluorinated MOF‐Based Membranes for Simultaneous Removal of H2S and CO2 from Natural Gas. Angewandte Chemie International Edition, 57 (45), 14811–14816. https://doi.org/10.1002/anie.201808991
- Lai, X., Jiang, W., Chen, J., Ru, Y., Hu, W., Wang, S. (2021). Process Simulation Investigation of Purification and Deacidification in Supersonic Separation Process for Natural Gas Treatment. Proceedings of the International Petroleum and Petrochemical Technology Conference 2020, 266–284. https://doi.org/10.1007/978-981-16-1123-0_27
- Nesterenko, T., Nesterenko, M., Shevchenko, O., Omelchenko, O. (2023). Justification for the Choice of a Modeling Scheme for the Hydrocarbon Preparation Process for Transportation Using Supersonic Separation. Academic Journal Industrial Machine Building Civil Engineering, 2 (61), 86–93. https://doi.org/10.26906/znp.2023.61.3864
- James, P. W., Azzopardi, B. J., Wang, Y., Hughes, J. P. (2005). A Model for Liquid Film Flow and Separation in a Wave-Plate Mist Eliminator. Chemical Engineering Research and Design, 83 (5), 469–477. https://doi.org/10.1205/cherd.03363
- Makowski, Ł., Łaskowski, J., Tyrański, M. (2021). Influence of Modification of the Geometry of the Wave-Plate Mist Eliminators on the Droplet Removal Efficiency – CFD Modelling. Processes, 9 (9), 1499. https://doi.org/10.3390/pr9091499
- Moiseev, V., Manoilo, E., Liaposhchenko, A., Seif, H. (2020). Oilfield wastewater treatment. Bulletin of the National Technical University «KhPI» Series: New Solutions in Modern Technologies, 4 (6), 122–130. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2020.04.18
- Li, Z. (2025). Optimization and experimental validation of a high-efficiency oil–water cyclone separator for well testing conditions. Journal of Engineering and Applied Science, 72 (1). https://doi.org/10.1186/s44147-025-00585-0
- Nunes, S. A., Magalhães, H. L. F., Gomez, R. S., Vilela, A. F., Figueiredo, M. J., Santos, R. S. et al. (2021). Oily Water Separation Process Using Hydrocyclone of Porous Membrane Wall: A Numerical Investigation. Membranes, 11 (2), 79. https://doi.org/10.3390/membranes11020079
- Simões, A., Macêdo-Júnior, R., Santos, B., Silva, L., Silva, D., Ruzene, D. (2020). Produced Water: An overview of treatment technologies. International Journal for Innovation Education and Research, 8 (4), 207–224. https://doi.org/10.31686/ijier.vol8.iss4.2283
- Khan, H., Lemma, T. A., Soon, W. P. K., Vijayakumaran, H., Marode, R. V. (2025). A Critical Review on the Comprehensive Assessment of Supersonic Separator Technologies for Enhanced Gas Processing and CO2 Removal Efficiency. Results in Engineering, 28, 106923. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.106923
- Rahimpour, M. R., Makarem, M. A., Meshksar, M. (Eds.) (2024). Advances Natural Gas: Formation, Processing, and Applications. Volume 8: Natural Gas Process Modelling and Simulation. Elsevier. https://doi.org/10.1016/c2022-0-00187-2
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Tetiana Nesterenko, Ivan Nazarenko, Mykola Nesterenko, Oleksandr Shevchenko, Andrii Khyzhniak, Iryna Bernyk, Artur Onyshchenko, Roman Moshkivskyi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
