Китайский производитель горизонтальных газовых сепараторов

Когда слышишь про китайских производителей горизонтальных газовых сепараторов, сразу представляются либо дешёвые копии, либо лабораторные идеалы, которые в полевых условиях рассыпаются как карточный домик. Мы в ООО 'Вэйфан Хаожань Машинери' через это прошли — в 2018 году поставили партию сепараторов для казахского месторождения, где заявленная эффективность разделения 98% на практике едва достигала 85% из-за неучтённых пульсаций давления. Пришлось переделывать внутренние перегородки прямо на объекте.

Конструкционные провалы и находки

Самый болезненный урок — слепая экономия на материале корпуса. В 2020 году для проекта в Узбекистане использовали сталь 09Г2С вместо 12Х18Н10Т, мотивируя это 'схожими характеристиками'. После полугода работы в среде с сероводородом появились точечные коррозии вдоль сварных швов. Клиент прислал фотографии с выщербленными участками возлюдных пластин — пришлось полностью менять три сепаратора за свой счёт.

Сейчас всегда добавляем камеру предварительного отбора конденсата перед горизонтальными газовыми сепараторами для высокообводнённых скважин. Это кажется очевидным, но многие конкуренты до сих пор экономят на этой ёмкости, пытаясь решить всё только настроечными клапанами. В результате жидкость захлёстывает демпферные решётки, и сепаратор работает как обычная труба.

Кстати, о демпферных решётках — перепробовали шесть конфигураций ячеек от ромбовидных до шестигранных. Неожиданно лучшую эффективность показали трапециевидные с переменным шагом, хотя в теории они должны создавать турбулентность. На практике же именно такая геометрия дала стабильный поток при перепадах давления до 2.5 атм.

Технологические тонкости сборки

При сборке горизонтальных газовых сепараторов всегда возникают проблемы с юстировкой люков. Если отклонение по оси превышает 1.5 мм — гарантированно будут протечки уплотнений после термических циклов. Нашли решение через лазерное сканирование станины перед установкой крышек, но это добавляет к стоимости около 7%.

Сейчас экспериментируем с бесфланцевыми соединениями для серии компактных сепараторов — идея в принципе не новая, но китайские производители редко её реализуют из-за сложности обработки конических поверхностей. После двух неудачных прототипов получили вариант с клиновым замком, который выдерживает давление до 6.3 МПа.

Отдельная головная боль — калибровка датчиков уровня для отсекателей жидкости. Стандартные поплавковые системы постоянно залипают при работе с тяжёлыми фракциями. Перешли на ёмкостные датчики с подогревом, но и они требуют индивидуальной настройки под каждый состав газа. Последний случай на ямальском месторождении показал — без суточной калибровки погрешность достигает 12%.

Логистические кошмары

Доставка горизонтальных газовых сепараторов в удалённые регионы — отдельная сага. В 2021 году для проекта в Якутии пришлось разрабатывать разборную конструкцию, которую можно транспортировать вертолётом Ми-26. Стыковочные узлы получились переусложнёнными — каждый разъём содержал 42 болта, что увеличивало время сборки на объекте до трёх суток.

Сейчас делаем модульные блоки с быстроразъёмными соединениями Camlock, но сталкиваемся с проблемой вибрации. На последних испытаниях при частоте вращения компрессора 1450 об/мин резонанс разрушил два стыка за 200 часов работы. Вероятно, придётся возвращаться к фланцевым соединениям с динамическими демпферами.

Таможенное оформление оборудования с электронными системами контроля — отдельный ад. Из-за классификации датчиков давления как 'измерительных приборов' каждый раз возникают задержки на 15-20 дней. Приходится заключать отдельные контракты на системы автоматики, что увеличивает стоимость проектов на 8-10%.

Материаловедческие компромиссы

С покрытиями для горизонтальных газовых сепараторов постоянно идём на компромиссы между стоимостью и долговечностью. Эпоксидные составы выдерживают до 5 лет в агрессивных средах, но требуют идеальной подготовки поверхности — любая окалина сводит на нет всю защиту. Полиуретановые покрытия более терпимы к качеству подготовки, но дороже на 40%.

Для арктических проектов перешли на многослойные покрытия с термическим отверждением — технология дорогая, но позволяет избежать трещин при -60°C. Правда, пришлось перестраивать печь для термообработки — стандартные камеры не обеспечивали равномерный прогрев по всей длине сепаратора.

Внутренние элементы из композитных материалов — отдельная история. Стеклопластиковые перегородки сначала казались идеальным решением, но при длительном контакте с конденсатом появлялась микротрещиноватость. Сейчас тестируем полимеры с углеродным наполнителем — пока держатся 18 месяцев без деформаций.

Перспективы и тупиковые ветки

Сейчас все говорят про 'умные' горизонтальные газовые сепараторы с IoT-датчиками. Мы потратили полгода на разработку системы прогнозирования загрязнений — в теории всё работало, но на практике передача данных с удалённых месторождений оказалась невозможной без спутниковой связи. Клиенты не готовы платить дополнительно 15% за функционал, который не могут использовать.

Более перспективным направлением считаем гибридные сепараторы-осушкители. Комбинируем традиционные отстойные зоны с мембранными модулями — получаем на выходе газ с точкой росы -20°C. Правда, стоимость такого оборудования в 1.8 раз выше стандартного, поэтому пока только два пилотных проекта в Татарстане.

Совсем отказались от идеи магнитной сепарации парамагнитных примесей — слишком много проблем с обслуживанием катушек в полевых условиях. Лучше работают традиционные центробежные методы, хоть и менее эффективные теоретически.

Интеграция в технологические цепочки

При интеграции горизонтальных газовых сепараторов в существующие технологические линии постоянно сталкиваемся с нестыковками по давлениям. Типичная ситуация — сепаратор рассчитан на 4.0 МПа, а предыдущая ступень компрессии даёт 4.3 МПа с пульсациями до 4.7 МПа. Приходится ставить дополнительные буферные ёмкости, что съедает до 25% экономии от замены оборудования.

С системами автоматики тоже не всё гладко — протоколы обмена данными устаревшего оборудования часто несовместимы с современными контроллерами. Для одного из проектов в Коми пришлось разрабатывать шлюз на базе Raspberry Pi, который преобразовывал Modbus в Profinet. Работает уже два года, но это костыль, а не решение.

Самое сложное — убедить заказчиков проводить полномасштабные испытания перед запуском. Все экономят на тестовых режимах, а потом удивляются аварийным остановкам. После случая с разрушением роторного испарителя из-за капельной эрозии всегда настаиваем на 240-часовых испытаниях с имитацией переходных процессов.