Сепарация газа. 
Разработка месторождений

Газ газовых месторождений в пластовых условиях содержит пары воды.

В газоконденсатных месторождениях в газе содержатся также пары конденсата, которые в пластовых условиях находятся в насыщенном, а иногда и в ненасыщенном состоянии.

В природных газах содержатся также различные твердые примеси (песок, кристаллы солей).

Примеси газа (вода, конденсат, твердые частицы) затрудняюг его транспортировку.

Наличие воды в природном газе приводит к усиленной коррозии оборудования и образованию гидратов или льда, которые представляют большую опасность вследствие' возможности частичной или полной закупорки газопровода ледяными или гидратными пробками Твердые частицы в газе разъедают и истирают оборудование и газопроводы, нарушают герметичность арматуры.

Для очистки газа от жидких и твердых примесей у скважин устанавливают сепараторы. По принципу действия различают сепараторы гравитационные и центробежные (циклонные).

Схема одного из гравитационных вертикальных сепараторов приведена на рис. 7. Газ входит в сепаратор через патрубок с направлением струи вниз.

В сепараторе газ меняет свое направление, при этом уменьшается его скорость. Отделившиеся частицы накапливаются в нижней части сепаратора, откуда они периодически по мере накопления примесей удаляются через продувочную линию. Для предотвращения обмерзания и образования гидратов сепараторы помещают в специальные утепленные колодцы.

Кроме приведенной на рис. 7 конструкции, применяются вертикальные двухсекционные, горизонтальные и наклонные сепараторы.

Широкое применение получили различные конструкции циклонных сепараторов, одноступенчатых и двухступенчатых, открытого и закрытого типов, без подогревателей и с подогревателями.

На рис. 8 показан циклонный сепаратор открытого типа с подогревателем. Сепаратор этого типа рекомендуется применять при содержании жидкости в газе, превышающем 10 — 15 см³/м³. Степень очистки газа от жидкости в циклонных сепараторах данного типа достигает 95%.

Основным сепарирующим элементом в этих сепараторах является циклон (рис. 9), состоящий из цилиндрической 1 и конической 2 частей, входного патрубка 3 и выходной трубы 4. Цилиндрическая часть циклона имеет сверху крышку 5, согнутую по винтовой линии. Коническая часть сообщается с бункером 6.

Принцип действия циклонного сепаратора заключается в следующем.

Газ, введенный в цилиндрическую часть циклона по касательной к его окружности, приобретает вращательное движение и, огибая выходную трубу, направляется вниз по винтовой линии в сторону вершины конуса, образуя устойчивый нисходящий вихрь. Газ, капли жидкости и механические примеси, поступая в циклон, стремятся сохранить свое первоначальное прямолинейное направление к стенкам цилиндра в периферийных слоях газа.

По передвижения к вершине конуса внутренние слои газа нисходящего вихря отделяются от основного потока и двигаются к оси циклона (радиальный поток), меняя свое направление, а затем к выходной трубе, образуя восходящий вихрь, вращающийся в ту же сторону, что и нисходящий. Под действием центробежной силы капли жидкости, поступающие с газом в циклон, отбрасываются на стенку циклона, сливаясь в пленку; последняя увлекается газовым потоком вниз, в бункер, а затем в емкость. Однако часть пленки под действием разности давлений вдоль радиуса циклона движется по крышке циклона к выходной трубе, опускается по ней, увлекается восходящим вихрем внутрь выходной трубы и, поднимаясь, уносится газом из сепаратора.