100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как добывают нефть и делают бензин

Как делают бензин из нефти. Сколько можно получить из литра + подробное видео

Как делают бензин из нефти. Сколько можно получить из литра + подробное видео

Бензин дорожает – хотя нефть падает! Как то странно все устроено все в нашей стране. Ну да ладно, многие из нас с вами задумываются — а можно ли сделать бензин в домашних условиях? И как его делают вообще? Что же это за сложный технический процесс, после которого бензин сейчас стоит просто как «золото». Сегодня я решил написать небольшую статейку, где мы с вами рассмотрим процесс изготовления, этого топлива. Вы увидите, что не так все сложно, как кажется на самом деле …

Как известно бензин делают из нефти, если хотите, то это «заготовка» для будущего горючего. Кстати из остатков после перегонки, получают еще много чего, например —дизель, керосин, мазут и т.д. Так что литр этого «ископаемого» раскладывают на много составляющих.

нефть

В свою очередь нефть можно разложить на два основных составляющих, это – углерод (примерно 85%) и водород (примерно 15%). Они соединяются между собой сотнями связей, которые мы потом называем углеводороды – в свою очередь их также можно разделить на сложные и легкие составы — но все эти соединения, по сути, и есть нефть.

Бензин из нее добывают двумя основными способами – это процесс «прямой перегонки», и более совершенный который носит массу названий – платформинг, риформинг, гидрориформинг, но самые сейчас популярные – термический и каталитический крекинг.

Процесс прямой перегонки

Это очень древний способ, его изобрели еще на заре бензиновых двигателей. Он если хотите не отличается супер технологиями, и его запросто можно повторить у каждого дома, про это чуть позже.

Сам физический процесс заключается в нагреве нефти и испарению из нее по очереди нужных составов. Процесс происходит при атмосферном давлении и закрытой емкости, в которую установлена газоотводящая трубка. При нагреве из нефти начинают испаряться летучие составы:

  • Температура от 35 до 200 °С – получаем бензин
  • Температура от 150 до 305 °С – керосин
  • От 150 до 360 °С – дизельное топливо.

После чего их просто конденсируют в другую емкость.

перегонка

Но при таком методе есть очень много минусов:

  • Мы получаем очень мало топлива — так из одного литра получается всего 150 мл. бензина.
  • Полученный бензин очень низкого октанового числа, примерно около 50 – 60 единиц. Как вы понимаете чтобы его догнать до 92 – 95, нужно много присадок.

В общем, этот процесс безнадежно устарел, в современных условиях он просто коммерчески не выгоден. Поэтому многие перерабатывающие предприятия сейчас перешли на более выгодный, совершенный способ изготовления.

Термический и каталитический крекинг

Вот этот процесс получения бензина очень сложный, дома таким способом вам его не получить – однозначно! Не хочется лезть в дебри, грузить вас сложными химическими и физическими терминами. Поэтому постараюсь рассказать, что говорится «на пальцах».

Суть крекинга проста. Нефть химически и физически разлагают на составляющие – то есть из больших, сложных молекул углеводорода, делают более мелкие и простые, которые образуют бензин.

крекинг нефти

Что нам это дает, какие есть плюсы:

  • Выход бензина увеличивается в несколько раз, до 40 – 50%. ТО есть по сравнению с перегонкой мы имеем уже почти пол-литра топлива.
  • Октановое число намного, увеличено — обычно оно около 70 – 80 единиц. Ездить конечно на нем тоже нельзя, однако присадок до получения готового продукта нужно минимум.

В общем, за этим процессом однозначно будущее. Вот почему их так сегодня много — платформинг, риформинг, гидрориформинг, крекинг. Каждый процесс старается увеличить число получаемого топлива + улучшить октановое число, в идеале, чтобы вообще обойтись без присадок.

Октановое число и разбавление

Немного все же хочется поговорить про разбавление первоначального бензина. То есть как мы получаем октановое число равное 92, 95 и 98, применяемые сейчас.

Октановое число характеризует устойчивость бензинового топлива к детонации, простыми словами можно описать это так – в топливной смеси (бензин + воздух), которая сжимается в камере сгорания, пламя распространяется со скоростью 1500 – 2500 м/с. Если показатель давления при воспламенении смеси слишком велик, то начинают образовываться дополнительные перекиси, сила взрыва увеличивается – это простой процесс детонации, который никак неполезен для поршней двигателя.

Как раз стойкость топлива к детонации и оценивается октановым числом. Сейчас существуют установки, которые содержат эталонную жидкость – обычно это смесь изооктана (у него число равное «100») и гептана (у него ровно «0»).

Затем на стенде сравнивают два топлива один полученный из нефти (бензиновая смесь), второй из изооктана. Их сравнивают, если двигатели работают одинаково, смотрят на вторую смесь и на число изооктана в ней – таким образом, получают октановое число. Конечно это все в идеале, лабораторные испытания.

лабораторные испытания бензина

НА практике детонация может быть вызвана многими другими неисправностями двигателя, так например неправильное положение дроссельной заслонки, обедненная горючая смесь, неправильное зажигание, перегрев двигателя, нагары в топливной системе и т.д.

Если подвести итог — то сейчас в качестве присадок для повышения октанового числа применяют спирты, эфиры, алкилы, они очень экологичные, а также присадки дляустойчивости к замерзанию. Соотношение в составе примерно такое – состав католического крекинга (73 — 75%), алкилы (25 – 30%), бутиленовые фракции (5 – 7%). Для сравнения раньше для повышения октанового числа применяли тетраэтилсвинец, он прекрасно улучшает топливо, однако он наносит сильный вред экологии (всему живому), а также оседает в легких, может быть причиной рака. Поэтому сейчас от него отказались.

Как произвести бензин дома – инструкция

Знаете, мой дед бы легко и просто сделал бы бензиновое топливо у себя дома! Все потому что самогонный аппарат как нельзя кстати, подходит для этого мероприятия. Остается найти где-то сырую нефть!

Читайте так же:
Учёные открыли новый вид крошечных акул, которые светятся в темноте

ИТАК, процесс по пунктам:

  • Ищем герметичную емкость, обязательно должна быть сверху газоотводящая трубка, которая будет идти в другую емкость. Также должен быть установлен высокотемпературный термометр, который будет контролировать температуру внутри.
  • Теперь наливаем нефть в первую емкость, ставим на нагрев (можно даже на газ, но это взрывоопасно, ведь получаем бензин), лучше использовать электрический вариант. Вторую емкость ставим в холодное помещение, около + 5 градусов, если это не возможно тогда трубку, которая идет до емкости помещаем в холод, да хоть льдом от холодильника обкладываем.
  • В первой емкости у нас начинается нагрев, а как мы уже разобрали сверху нам достаточно температуры в 35 – 200 градусов, чтобы легкие фракции (бензин), начали испаряться. Обычно достаточно уже 100 – 120 градусов. Нагреваем и так как у нас через трубку пары поступают в холодную емкость или трубку, они конденсируются — выпадают в жидкое состояние, во вторую емкость.

производство бензина своими руками

Наше топливо готово! По сути, это есть метод прямой перегонки нефти. Однако он будет низкого октанового числа, как я уже указывал сверху около 50 – 60 единиц, для того чтобы его использовать нужно добавить присадки – спирты, алкилы, эфиры. Таким образом, мы получим нужный нам 92 – 95 показатель. Конечно, дома это достаточно сложно сделать, но методом проб и ошибок можно добиться до вполне рабочей формулы. Если честно, то метод прямой перегонки, простой как «три копейки».

Кстати если нагревать оставшиеся фракции при большей температуре (+ 300, + 350 градусов), то мы уже получаем керосин и дизель.

Как добывают нефть и делают бензин

Старый добрый бензин – это самая популярная горючая жидкость для автомобилей на нашей планете. Ежедневно около 800 миллионов прожорливых автомобилей поглощает 7 миллиардов литров этой жидкости, и неиссякаемая жажда постоянно растет. Поддержание в безопасном состоянии мировых бензопроводов с текущей по ним крайне огнеопасной жидкостью является невероятно сложным и потенциально рискованным бизнесом. Для этого требуется сочетание блестящего инженерного умения, мастерства химиков, а также выдержка и терпение. Так из чего делают бензин?

benzin01

Техас, США. Вас можно простить, если при взгляде на эту жаркую, безжизненную, продуваемую ветрами местность, вы сочтете ее сельской глухоманью. Но на самом деле, это одно из богатейших место в мире, так как Техас — родина американской нефтяной промышленности.

benzin02

benzin03

Здесь добывали нефть с 1894 года. Но настоящий нефтяной бум начался в 1901 году, когда фирма Lucas Gusher разом утроила добычу нефти в США.

benzin04

С тех пор из техасской земли было выкачано почти 60 миллиардов баррелей и если нефтяные компании правильно подсчитали, то в запасе имеется примерно еще 10 миллиардов, которые предстоит добыть. Вязкая, дурно пахнущая, черная жидкость, которая их привлекает — это сырая нефть, являющаяся сырьем для производства бензина. Она образовалась из останков небольших морских растений и животных в пермский период. 250 миллионов лет спустя, под воздействием жары и давления, они превратились в один из важнейших в мире источников энергии. Это черное золото, техасский чай, самое лучшее что здесь есть. Она пахнет тухлыми яйцами, но также и деньгами.

benzin05

benzin06

В жаркое влажное техасское утро, бригада буровой вышки готовится пробурить очередную скважину. Каждый месяц в Техасе бурят свыше двух тысяч новых скважин, из них всех выкачивают более девятисот тысяч баррелей сырой нефти в день. Для поддержания добычи нефти на таком уровне, производители, подобные Оксидентал Петролеум, ежедневно бурят в среднем одну новую скважину. Для рабочих, которые здесь заняты, это жаркая, шумная, тяжелая работа является совершенно обычным делом. «Я очень люблю эту работу и занимаюсь ей 11 лет», говорит один из них. «Мы гордимся своей работой, на вышке. Мы словно одна большая семья».

benzin12

benzin08

Но перед бригадой стоит трудоемкая задача — добыть нефть. В этом районе, так называемом бассейне пермского периода, сырая нефть залегает на глубине до четырех километров, зажатая горными породами, возрастом около 542 миллионов лет. Для того, чтобы добраться до нее, на вышке используют огромные моторы, дабы опустить глубоко в землю борт с алмазным долотом.

benzin09

От трения сильно поднимается температура, поэтому в трубу под высоким давлением постоянно закачивается вода для охлаждения бурильной головки. Затем вода перебрасывает буровой шлам на поверхность в виде бурового раствора.

benzin10

Это шумная, опасная работа. Рабочие должны поддерживать нужное давление на буровой коронке. Если оно слишком мало, то установка не будет бурить, а если слишком большое, то сломается. Кроме того, рабочим надо быть постоянно начеку из-за угрозы выброса газа, который может вызвать катастрофические взрывы. «Труд на буровой вышке по-настоящему опасный, мы должны быть предельно осторожными на такой работе». Во время бурения, бригаде нужно постоянно наращивать новую девятиметровую бурильную трубу, используя громадный пятитонный автоматический трубный ключ, так называемый «железный помощник». Так как головка бура углубляется примерно на 5 метров в час, то эту тяжелую работу надо повторять через каждые два часа на протяжении всех суток. Если, в конце концов, им повезет, то они откроют нефтяной источник.

benzin11

Сначала нефть под давлением пробивается через небольшие отверстия в готовой трубе и устремляется на поверхность. Но это естественное давление продолжается недолго, поэтому чтобы нефть текла постоянно, используются качалки насосной установки или «кивающий головой осел». Круговое движение вращающегося махового колеса преобразуется в вертикальное, и оно, подобно огромному металлическому шприцу, вытягивает нефть на поверхность. Эти спокойные настойчивые кивающие головой «ослики», которые разбросаны по пустыне, собирают урожай черного золота Техаса.

benzin13

Но эти нефтепромыслы вдали на многие километры от тех мест, где требуется сырая нефть.

benzin14

Поэтому ряд насосов закачивает ее в трубопровод, и отправляет в долгое путешествие на тысячи километров к месту назначения, в другую часть США — в цитадель блестящих серебристых труб — город Бэйтаун.

Читайте так же:
Животные России – млекопитающие, птицы, рептилии, амфибии, рыбы, фото и видео

benzin15

benzin16

Он расположен менее чем в пятидесяти километрах от Хьюстона, и выглядит как футуристическая декорация из фильма «Бегущий по лезвию бритвы». Это единственный, самый крупный в Штатах нефтеперерабатывающий завод. Он занимает площадь более десяти квадратных километров. С металлическими трубами, длиной свыше восьми тысяч километров и может переработать более 562 тысяч баррелей сырой нефти ежедневно. Здесь не только невероятно жарко, но шум настолько оглушающий, что 4.000 здешних работников изнашивают в год более миллиона защитных наушников.

benzin17

benzin18

Предприятие такое огромное, что поглощает продукцию не только местного происхождения, но также перерабатывает нефть, поступающую со всего мира. Для удовлетворения потребностей Бэйтауна, сюда, на специально сконструированные причалы, прибывают громадные 300 метровые корабли. Ежемесячно приходит свыше 20 таких мощных судов. Каждая выгружает из огромных трюмов около трех миллионов баррелей нефти, столько же, сколько добывается на каждой вышке в Техасе за три с половиной дня.

benzin19

Но всю эту нефть надо очистить, потому что она действительно не обработанная, сырая. Ее нельзя использовать как горючее для машины. В центре нефтеперерабатывающего завода расположена лаборатория. Она контролирует процесс превращения сырой нефти в пригодную продукцию.

benzin20

Это сырая нефть, и в этом состоянии она не очень пригодна. Если ее залить в бак, то вы, к сожалению, не сможете никуда уехать.

benzin21

Дело в том, что сырая нефть состоит из смеси углеводородов, каждый из которых имеет разные количество атомов углерода. У них различный вес. Самый легкий – пропан, а самый тяжелый используется для изготовления асфальта.

benzin22

Получение бензина из этой смеси сложная задача, и для этого необходимы сложные химические процессы. В самой большой части завода, в блестящем как луна и высоком как собор сооружении, происходит сепарация сырой нефти. Ее нагревают до температуры свыше 370 градусов Цельсия и закачивают в основание башни. Оттуда поднимается пар, словно из котла. При тепловой обработке конденсируются молекулы. Сначала самые тяжелые, битумные, в основании. Более легкие молекулы, входящие в бензин и топливо для реактивных двигателей, продолжают подниматься, пока тоже не превратятся в жидкость и их можно будет откачать.

benzin23

Но трудность производства разных типов бензина состоит в том, что теперь он становится необычайно взрывоопасной жидкостью, с которым приходится иметь дело. Ну конечно, именно способность бензина взрываться делает его таким полезным. Для того, чтобы убедиться, что он достаточно взрывчатый, рабочие осторожно отводят образец в лабораторию для анализа. Из каждого резервуара, объемом 191 литр сырой нефти, производят:
• 88 литров бензина
• 48 литров дизельного топлива
• около 26 литров реактивного топлива и мазута
• примерно 7 литров пропана
• еще 32 литра других продуктов, таких, как смазочные материалы и пластмасса.

На этом заводе ежедневно производится столько бензина, что его хватит на то, чтобы машина 770 раз слетала на Луну и обратно. Лаборатория делает окончательный анализ всей производимой на нефтеочистительном заводе продукции, и если она не соответствует требованиям заказчиков, то не выходит за ворота завода. Топливо проверяют, заливая в приспособления для оценки бензина.

benzin24

Одним из них является устаревший, но крепкий двигатель, который испытывают на детонационную стойкость. В моторе появляется стук, когда топливо самовозгорается, так как оно сжимается в цилиндре двигателя. Причиной преждевременного возгорания является слишком большое содержание гептана и недостаточно октана в смеси. При увеличении процентного содержания октана, смесь можно улучшить, пока не прекратится стук.

benzin241

Затем лаборатория отсылает данные обратно, на основное очистительное производство, чтобы исправить все допущенные при смешивании ошибки и получить отличную смесь.

benzin25

Когда перегонка на заводе завершена, то открывают некоторые из пятисот вентилей и бензин течет по подземному трубопроводу, по которому подается на многочисленные терминалы, подобные тому, что на юге Хьюстона.

benzin26

Отсюда он перекачивается в огромные бензовозы для транспортировки по дороге.

benzin27

Но заполнения автоцистерны более сложное дело, чем обычная заправка вашей машины. Это может быть опасным занятием, шофер автоцистерны должен быть очень осторожным и внимательным. Перевоз сотен литров быстро испаряющегося груза означает, что водителю надо строго соблюдать меры безопасности. Ошибка при загрузке и разгрузке цистерны может привести к взрыву, поэтому он не должен допускать опасных случайностей. Металлический кузов способен генерировать искры от статического электричества, поэтому сначала крепится провод для заземления трейлера, а также сверху, на каждом отсеке подключают щупы, контролирующие перелив. Во избежание легко воспламеняющихся испарений, крепят второй шланг для улавливания паров. Он откачивает любые утечки, которые иначе могли бы попасть в атмосферу. Только после установки и подключения всех этих штуковин, водитель может присоединить шланги и начать перекачку бензина.

benzin28

Ежедневно более миллиона литров бензина безопасно доставляются на местные АЗС только из этого терминала. Бензин, перекаченный в огромный резервуар заправочной станции, наконец, готов к потреблению. Поэтому, когда в следующий раз вы будете заправлять машину бензином и удивитесь его цене, то в качестве самоутешения подумайте о том, какая огромная работа была проделана, чтобы вертелись колеса вашего автомобиля.

Как добывают нефть

image

Недавно прочитал сообщение, что мэр Москвы Сергей Собянин открыл Музей нефти на Сретенском бульваре. «В Москве нет нефтяных вышек, нефтяных месторождений, но у нас есть огромные отряды людей, которые двигают академическую науку, прикладную, образование, которое работает в значительной части на нефтяную отрасль страны, делая ее передовой», — подчеркнул на открытии мэр Москвы Сергей Собянин.

Молодец, Сергей Семёнович. И дело хорошее сделал – музей открыл, и слова хорошие сказал, вот только несмотря на то, что долгое время проработал на руководящих должностях в нефтедобывающих регионах, немного ошибся с терминологией. «Нефтяных вышек» нет не только в Москве, их нет нигде в мире. Есть буровые вышки (см. фото вверху), являющиеся частью буровых установок, а нефтяных нет. А что же тогда есть?

Читайте так же:
Ученым удалось идентифицировать молекулярный механизм старения

А вот о том, какими способами и с помощью какого оборудования добывают нефть в России и мире я и постараюсь максимально доступным языком рассказать и наглядно показать в своей статье. (На фотографии вверху — буровая площадка в окрестностях Нарьян-Мара. Снимок не очень качественный, поскольку сделан автором через иллюминатор вертолёта).

Начну с того, что нефть добывают из скважин. Скважина – это цилиндрическая горная выработка (отверстие в земле), незначительного диаметра и большой глубины, предназначенная для подъёма жидкости (вода, нефть) или газа на поверхность.

Диаметр нефтяных скважин, как правило, ступенчато уменьшается от устья (выход скважины на поверхность) до забоя (дно скважины). Диаметр скважин начинается от 40 мм и редко бывает больше 900 мм. Средняя глубина нефтедобывающих скважин в России 2500 м. В скважины спускают специальные трубы, называемые обсадными, чтобы предохранить стенки скважин от обрушения.

В зависимости от геологических условий нефтяного месторождения бурят различные типы скважин:

image

Длиной скважины называется расстояние между устьем и забоем, измеряемое по оси ствола. Глубиной является проекция длины скважины на её вертикальную ось. Для вертикальных скважин эти значения одинаковы, а вот для наклонно-направленных и горизонтальных – различаются.

Нефтяные скважины бурят как на суше, так и на море, но сегодня мы бурения касаться не будем, а перейдём сразу к способам добычи нефти или, как выражаются нефтедобытчики, к способам эксплуатации скважин.

В настоящее время применяются только два основных способа эксплуатации скважин:

  • фонтанный (когда нефть извлекается из скважины самоизливом) и
  • механизированный (который, в свою очередь, подразделяется на газлифтный и насосный).

Фонтанный способ добычи нефти

Данный способ применяется при высоком пластовом давлении. В этом случае нефть фонтанирует, поднимаясь на поверхность по насосно-компрессорным трубам (НКТ) за счет энергии пласта. Фонтанирование может происходить за счёт гидростатического напора (очень редко) или за счет энергии расширяющегося газа (в большинстве случаев, поскольку находящийся вместе с нефтью в пласте газ играет главную роль в фонтанировании скважины).

К преимуществам такого способа относится его высокая экономичность, поскольку подъем происходит естественным путем, что не требует применения дорогостоящего нефтедобывающего оборудования, позволяя тем самым сэкономить как на его стоимости, так и на техническом обслуживании.

Оборудование любой скважины, включая фонтанную, должно обеспечивать добычу продукции в заданном режиме и безопасное проведение всех необходимых технологических операций. Оно подразделяется на скважинное (подземное) и устьевое (наземное).
Для фонтанного способа добычи нефти требуется технологически простое наземное и подземное оборудование.

Из подземного оборудования в скважину спускают НКТ с воронкой на конце для удобства спуска-подъёма исследовательских приборов. Колонна НКТ состоит из стальных бесшовных труб длиной 5 – 10 м, соединённых между собой резьбовыми муфтами. Диаметр НКТ варьируется от 27 мм до 114 мм, толщина стенки от 3 мм до 7 мм. НКТ – основной рабочий инструмент при эксплуатации скважин. Эксплуатационная обсадная колонна, как правило, спускается в скважину, цементируется от забоя до устья, и больше не поднимается на поверхность, поэтому все подземные операции выполняются с помощью НКТ: подъём скважинной жидкости на поверхность, ремонтные и промывочные работы и т.д.

image

В качестве наземного оборудования на устье скважины устанавливается фонтанная арматура (ФА). ФА предназначена для подвески колонны НКТ, герметизации межтрубного (затрубного) пространства, для эксплуатации, регулирования режима работы и ремонта скважины, а также для направления продукции скважины в выкидную линию (т.е. трубу по которой нефть поступает из скважины к замерной установке).

image

Обслуживают скважины операторы добычи нефти и газа

image

Фонтанный способ эксплуатации нефтяных скважин применяется на начальном этапе разработки месторождений. По завершению процесса фонтанирования, на скважине начинают применять механизированные методы добычи.

Газлифтный способ добычи нефти

Газлифт является одним из механизированных способов добычи нефти и логическим продолжением фонтанного способа и, в принципе, мало чем от него отличается. При его использовании нефть поднимается из забоя за счет энергии газа, нагнетаемого с устья. На этот способ переходят тогда, когда энергии пласта становится недостаточно для выталкивания нефти, поэтому её подъем начинают осуществлять с помощью подкачки в пласт сжатого газа.

Для сжатия газа используют компрессоры высокого давления. Этот способ называют компрессорным. Бескомпрессорный способ газлифта осуществляют методом подачи в пласт газа, уже находящегося под высоким давлением. Такой газ подводят с ближайшего месторождения.

Несмотря на то, что данный способ отличает простота обслуживания скважин, и он максимально удобен для подъема больших объемов нефти с высоким содержанием газа, он становится всё менее востребованным из-за того, что требует больших затрат на строительство компрессорных станций и газопроводов высокого давления. В настоящее время газлифтным способом добывается не более 5% нефти в России.

В этом ролике (4 минуты) от компании Weatherford очень наглядно (и, главное, без единого слова), показаны технологии, применяемые при газлифтной добыче нефти:

Насосные способы добычи нефти

К насосным способам механизированной добычи нефти относят, как несложно догадаться, добычу нефти при помощи различных видов насосных установок. Обратите внимание, что речь идёт именно об «установках», поскольку кроме, собственно, насоса необходимо и другое погружное (т.е. монтируемое в скважине) и наземное оборудование.

В настоящее время для добычи нефти применяются различные скважинные насосные установки:

  1. установка штангового глубинного насоса (УШГН) или скважинная штанговая насосная установка (СШНУ)
  2. установка электрического центробежного насоса (УЭЦН)
  3. установка электроприводного винтового насоса (УЭВН)
  4. установка электроприводного лопастного насоса (УЭЛН)
  5. различные виды скважинных гидропоршневых насосных установок (ГПНА):

  • струйные
  • гидроимпульсные
  • турбонасосные
  • вибрационные.

Добыча нефти при помощи установки штангового глубинного насоса (УШГН)

image

Да, да, да. Это именно та самая, всем известная «качалка», фотографию которой наиболее часто используют, когда говорят о нефтедобыче. Это обусловлено, с одной стороны, тем, что УШГН – самый старый и наиболее распространенный в мире вид механизированной эксплуатации нефтяных скважин, а, с другой стороны, тем, что это наиболее «фактурное» нефтедобывающее оборудование.

Для понимания распространённости. Во всем мире сейчас находится в эксплуатации около 2 миллионов нефтяных скважин. УШГН оснащены примерно 750 000 из более чем 1 миллиона скважин, где применяют тот или иной способ механизированной добычи.

УШГН действует по принципу поршневого устройства: при помощи возвратно-поступательных движений наземного привода через колонну насосных штанг глубинный насос поднимает нефть к поверхности. Станок-качалка приводится в движение при помощи электрического двигателя через клиноременную передачу. Также применяются и другие типы приводов для ШГН: цепной привод, гидравлический привод, длинноходовой привод, но назначение у всех одно – привести в движение колонну штанг, обеспечив работу глубинного насоса.

Из всех просмотренных мной на youtube роликов про принцип работы УШГН (на русском языке), именно этот показался мне наиболее предпочтительным с точки зрения доступности, полноты изложения, визуализации и длительности (5 минут):

Добыча нефти при помощи установки электрического центробежного насоса (УЭЦН)

image

На фотографии вверху видна фонтанная арматура скважины, оснащённой УЭЦН. Сначала объясню, для чего нужны УЭЦН, если есть «качалки». Дело в том, что у УШГН (СШНУ) есть много недостатков, которых лишены УЭЦН, а именно:

  • невозможность эксплуатации высокодебитных скважин, т.е. скважин, дающих большие объёмы нефти;
  • низкая эффективность добычи нефти с большим содержанием воды;
  • громоздкое и металлоёмкое наземное оборудование;
  • высокая вероятность обрыва насосных штанг (особенно в наклонных и горизонтальных скважинах).

Основные компоненты УЭЦН:

  • электроцентробежный насос (ЭЦН)
  • погружной электродвигатель
  • гидрозащита (протектор)
  • газосепаратор (опционально)
  • кабельная линия
  • наземная станция управления (СУ)

image

ЭЦН приводится в действие с помощью электродвигателя, расположенного в скважине (поэтому он и называется «погружным»). Подвод электроэнергии к нему осуществляется по погружному бронированному кабелю. Электродвигатель может быть асинхронным (магнитное поле создается статором двигателя) или вентильным (магнитное поле создается постоянными магнитами, находящимися в роторе двигателя), который имеет более высокий КПД. Управление погружной установкой производится через станцию управления (СУ). Применяются СУ прямого пуска, а также СУ с возможностью регулирования частоты вращения погружного электродвигателя.

В этом кратком (1 минута) ролике от компании Weatherford очень наглядно (и, главное, без единого слова), показан принцип работы УЭЦН:

Для вашего удобства, привожу перевод терминов, использованных в ролике:

Electric Submersible Pumping System — установка электрического центробежного насоса (УЭЦН)
Motor — погружной электродвигатель
Seal — гидрозащита
Gas Separator — газосепаратор
Submersible Pump – погружной электроцентробежный насос (ЭЦН)
Gas — газ
Oil – нефть

Добыча нефти при помощи установки электроприводного винтового насоса (УЭВН)

image

Винтовой насос – это насос объёмного действия, подача которого прямо пропорциональна частоте вращения специального винта. При вращении винт (ротор) и его обойма (статор) образуют по всей длине ряд замкнутых полостей, которые передвигаются от приёма насоса к его выкиду. Вместе с ними перемещается и откачиваемая жидкость.

Существует два варианта применения винтовых насосов для добычи нефти.
При первом (как на картинке вверху), который получил наибольшее распространение, электродвигатель и редуктор монтируются на устье скважины и связаны между собой ременной передачей. Обойма винтового насоса спускается в скважину на НКТ, а винт крепится к штангам, которые вращаются электродвигателем через редуктор.

При втором варианте (набирает популярность), схема установки УЭВН аналогична УЭЦН, т.е. винтовой насос приводится в действие погружным электродвигателем, который передаёт крутящий момент напрямую на вал винтового насоса через протектор. Благодаря приводу от погружного электродвигателя, в такой установке не применяются насосные штанги и редуктор, являющийся самым ненадёжным и дорогостоящим компонентом традиционной УЭВН.

УЭВН применяются, главным образом, в скважинах с высоковязкой нефтью.

В этом ролике от компании Weatherford «Progressing Cavity Pumping System» показан принцип работы УЭВН (достаточно посмотреть первые 2 мин.):

Как делают бензин?

Каждый житель планеты знает, что бензин – это производная нефтепереработки. Добывают нефть из недр земли, перерабатывают, в итоге получая жидкость, богатую микроэлементами. Из нефти делают не только привычный нам бензин, но и широко используют в фармацевтической, легкой промышленности. Отличительной особенностью нефтепродуктов является их летучесть и быстрая воспламеняемость.

  • Все о процессе и методах производства
  • Простой метод перегонки нефти
  • Крекинг
  • Риформинг нефти
  • Основные характеристики продукта перегонки
  • Что получаем после перегонки нефти?

Как делают бензин?

Конечно, абсолютно закономерно, что запасы «черного золота», как еще называют нефть, не восполняемы. Со временем источники добычи иссякнут, и человечеству придется искать альтернативу производству бензина и разведки нефтепродуктов. На сегодняшний день альтернативы источника производства горючих смесей просто на просто не существует.

Нефть содержит в своем составе большое количество сложных химических соединений, например, таких, как: калий, водород, серум, озон, натрий. Основой жидкости являются сложные углеводороды. Самым простым из них является метан. Сразу после того как нефть извлекают из скважины, она имеет резкий запах. Цвет, как правило, зеленовато-коричневый.

Жидкость легко воспламеняется, поэтому процесс производства бензина связан с рисками. Технологический процесс производства бензина должен быть оборудован согласно современным условиям охраны труда. Технику и оборудование необходимо использовать исключительно в исправном состоянии. Следует использовать исключительно оснащение, выпущенное по последним технологиям.

Все о процессе и методах производства

Бензин — это один из производных процесса перегонки нефти и разложения на фракции. Фактически является самой жидкой фракцией, используется как топлива для современных транспортных средств. Горючее представляет собой взрывоопасную смесь углеводородов с температурой кипения от тридцати до двухсот градусов по Цельсию.

Данный показатель варьируется в зависимости от присадок, добавляемых производителем на стадии первичного производства. У каждого вида топливных смесей есть свой фракционный состав, от которого зависят следующие показатели:

  • запуск двигателя;
  • легкость и плавность движения автомобиля;
  • сгорание в полном объеме топлива;
  • степень износа деталей машины.

Существует определенная закономерность: чем легче горючее, тем проще запустить двигатель. Это правило особенно важно при низких температурах в зимнее время или в условиях Крайнего севера. Для того чтобы разбудить холодный двигатель нужно чтобы около 10 % горючего выкипело при температуре 55 градусов.

Такие цифры сгодятся для зимы, в летний период этот показатель поднимается до уровня 70 градусов. Таким образом, можно утверждать, что для легкой фракции бензина очень нужно дополнительное время при запуске двигателя, а затем его дальнейшего прогрева.

Другая часть горючих смесей носит название рабочей фракции, от ее испарения зависит работа двигателя.

Производители топлива могут использовать разные способы получения горючего. Некоторые из способов являются на сегодняшний день устаревшими. Если завод изготовитель пользуется такими методами, то можно наверняка говорить о том, что качество извлекаемого топлива не находится на должном уровне. Более современные методы, обычно и более затратные. Однако используя их, можно получить бензин очень высокого качества. Что это дает, и чем будет выгодно отличаться такое горючее?

Читать также: Какая формула бензина?Какая формула бензина?

Как делают бензин?

Во-первых, в таком топливе, снижается уровень содержания свинца. Свинец наносит колоссальный вред экологии. Это вещество очень вредно для здоровья людей, и самого автомобиля.

Во-вторых, горючее, изготовленное с использованием современных методов дистилляции, содержит уменьшенное количество вредных для человека присадок. К примеру, такие как сера, смола, ароматические углеводороды. И наоборот, содержит в своем составе разные присадки, которые играют положительную роль и улучшают функционал автомобиля.

Ну и самое главное, усовершенствованное топливо можно использовать в определенных климатических условиях. Оно будет подразделяться на следующие разновидности: зимнее и летнее. Соответственно и работать такое горючее будет по-разному, с учетом погодных условий и перепада температур топливо делится по своему составу и давлению насыщенных паров.

Какой бы способ изготовления не выбрала топливная компания, процесс изготовления состоит из обязательных этапов:

  1. перегонка нефти (простой метод, крекинг и риформинг);
  2. разложение на фракции;
  3. получение готового бензина. Представляет собой жидкость, самую легкую из всех фракций «черного золота».

Простой метод перегонки нефти

Данный метод появился самым первым. Он обрел свою популярность, когда только стали появлялись первые автомобили на топливе. Как же происходила выработка продуктов раньше? Если рассматривать процесс перегонки до появления высокотехнологичного оборудования, то он включал в себя следующие этапы работы:

  • образование в змеевике разогретых продуктов распада нефти. Далее они попадают на промежуточные уровни перегонки;
  • дальнейшее прохождение нефти череду ванну со специальным жидким раствором. Задачей такой обработки является поднятие паров. В результате происходит стекание конденсата в приготовленную емкость;
  • при обратном стекании назад в колонну образуются такие компоненты как бензин, керосин. Аналогично производят при простом методе перегонки и другие светлые горючие дистилляты.

Крекинг

Является, как и риформинг, наиболее часто применимым методом в современной индустрии промышленного производства горючих смесей. Такой метод позволяет получить качественное и высокооктановое горючее (АИ-92, АИ-95).

При крекинге происходит процесс разложение фракций нефти. Сначала «черное золото» доводят до кипения. Во время этого процесса, углеродные связи подвергаются разрушению, водород разделяется с молекулами углеводорода. В конечном счете, происходит разделение нефти на следующие производные:

Процесс крекинга непременно должен происходить с использованием специальных веществ — катализаторов.

Риформинг нефти

В настоящее время широко используют и другой процесс получения бензина – риформинг. Этот метод представляет собой получение линейных углеводородов. Почему они так важны для дальнейшего процесса получения качественного топлива?

Читать также: Каким должен быть бензин по ГОСТ?Каким должен быть бензин по ГОСТ?

Дело в том, что полученные углеводороды имеют более высокое октановое число и потому образуют более качественное по химическому составу топливо. На данный момент известно два вида риформинга переработки «черного золота». Это способ термической и каталитической обработки.

Риформинг с участием специальных катализаторов используется в случаях, когда бензин можно получить только при их воздействии. Порядок действий проходит аналогично процессу крекинга. В развитых странах более популярен именно каталитический риформинг. Он более затратен финансово, но зато позволяет получить топливо самого высокого качества.

Как делают бензин?

В случае термического метода перегонки нефти, бензин образуется в результате действия высоких температур. Термический способ риформинга является более распространенным на сегодняшний день. Однако стоит заметить, что он менее эффективен, но больше изучен.

Основные характеристики продукта перегонки

Перегонка нефти позволяет получить действительно уникальный продукт. Бензин включает в себя разнообразные добавки и примеси производных продуктов. Чтобы понять, что это означает, необходимо знать, что в любом виде бензина присутствует тот или иной процент загрязнения дополнительными химическими веществами.

В их роли выступают различные кислоты, щелочи, органические соединения. Часто в процессе производства горючего оставляют в составе механические примеси: металл, окалина и другие вещества.

Помимо указанных веществ в бензине часто можно встретить самые разные присадки. Они используются для улучшения качественных характеристик и смягчения агрессивного процесса детонации. Производители заявляют, что используя бензин с присадками, можно улучшить разгон автомашины.

Моющие компоненты, входящие в присадки, эффективно очищают топливную систему двигателя, в частности клапаны ДВС. Фактически бензин с присадками препятствует отложению продуктов нефтепереработки на стенках двигателя.

Отложения, которые остаются после использования любых других видов топлива сгорают. Бензин начинает работать сразу после попадания в топливный бак автомобиля и действует до полного расхода. Со временем эффективность работы топлива только усиливается. Автовладельцы отмечают, что ход машины становится более плавным. Со временем, если пользоваться таким горючим постоянно, повышается производительность двигателя, посторонние шумы исчезают.

Присадки бывают разрешенные и запрещенные. Стоит быть осторожными, ведь недобросовестные производители зачастую добавляют в бензин спирт, ацетон или какой-то другой растворитель. Так они искусственно пытаются повысить октановое число топлива. На первых порах, водитель, заправивший автомобиль таким топливом отмечает положительные тенденции.

Например, такие как, увеличение мощности и разгона. Расход горючего наоборот снижается, что способствует существенной экономии. К сожалению, первое впечатление часто бывает обманчивым, и такие добавки приводят к поломке автомобиля.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию