Bình tách dầu ba pha Dầu - Khí - Nước áp dụng cho tách dầu công nghiệp với dòng có áp

Dòng chất lưu từ giếng khai thác thường là hỗn hợp rất phức tạp với hàng trăm thành phần hydrocacbon khác nhau. Dòng chảy dầu khí là dòng đa pha (lỏng khí) luôn có lưu lượng lớn, chảy rối, dãn nở mạnh, đôi khi có tham gia của hơi nước, nước và lẫn cả cát.

Trong thực tế có 3 loại bình tách được phân loại thành: bình tách đứng; bình tách ngang; và bình tách hình cầu. Trong đó bình tách ngang còn được phân thành 2 loại: bình tách ngang thân đơn và bình tách ngang thân kép. Mỗi loại đều có những ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng nhất định tùy thuộc chủ yếu vào đặc tính dòng chất lưu sẽ được tách, khoảng không gian lắp đặt và đặc biệt là giá thành. Các bình tách ngang được lựa chọn nhiều nhất bởi giá thành thấp và phù hợp với nhiều loại dầu như tỷ số khí-dầu cao; có bọt; hoặc hàm lượng nước lớn, do khi tách dầu loại này cần mặt thoáng khí - lỏng rộnghoặc cần có vách ngăn. Ngoài ra bình tách ngang còn dễ dàng lắp đặt, có thể thực hiện xếp chồng để tạo thành hệ thống các cấp tách, cần dùng ít đường ống kết nối với các thiết bị khác, đồng thời chi phí vận hành thấp.

Trong bình tách ngang, chất lưu có thời gian dài hơn khi chuyển động qua các tấm và vách ngăn song song với trục của bình, nơi chất lỏng tạo thành giọt và rơi xuống vùng chất lỏng bên dưới. Tuy nhiên, mực chất lỏng bên dưới luôn phải được điểu chỉnh cho phù hợp, tránh làm giảm hiệu suất tách pha lỏng hoặc làm cho dầu bị cuốn theo dòng chảy của khí.

Bình tách đứng thường được lựa chọn đối với dầu có chỉ số GOR thấp hoặc trung bình, cũng có thể phù hợp đối với dòng chất lưu có dạng nút chất lỏng kích thước lớn do dầu đã tách ra sẽ không bị cuốn theo dòng khí. Bình tách đứng có lợi thế diện tích chiếm chỗ nhỏ, lựa chọn tối ưu đối với các giàn khai thác ngoài khơi. Tuy nhiên, do dòng chảy tự nhiên của pha khí có xu thế bay lên trên nên làm giảm hiệu quả tách hơi và pha lỏng khi đường kính của bình tách không đủ lớn. Ngoài ra, bình tách đứng có giá thành cao, cồng kềnh khi chế tạo đồng bộ và vận chuyển khó khăn.

Bình tách hình cầu có giá thành thấp đồng thời gọn nhẹ. Tuy nhiên do có cấu tạo thu gọn nên các bình kiểu này bị giới hạn khoảng không gian để tách chất lỏng. Ngoài ra, thiết lập và điều chỉnh mực chất lỏng trong bình loại này sẽ gặp nhiều khó khăn.

Nguồn: ThS Nguyễn Hữu Tuyên