三相分離器結構及工作原理

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一、三相分離器結構及工作原理

1.三相分離器的工藝流程

所有來油經游離水三項分離器分離再添加破乳劑進入換熱器加熱升溫至70~75℃然后進入高效三相分離器進行分離，分離器壓力控制在0.15~0.20Mpa，油液面控制在80~100cm、水液面控制在100~120cm，除油器進出口壓差控制在0.2Mpa，處理合格后的原油含水率控制在2%左右經穩定塔閃蒸穩定后進入原油儲罐，待含水小于0.8%后外輸至管道。

2.三相分離器工作原理

各采油隊來液由分離器進液管進入進液艙，容積增大，流速降低，緩沖降壓，氣體隨壓力的降低自然逸出上浮，在進液艙油、氣、水靠比重差進行初步分離。分離后的水從底部通道進入沉降室。經過分離的液體經過波紋板時，由于接觸面積增加，不銹鋼波紋板又具有親水憎油的特性，再進行油、氣、水的分離。隨后進入沉降室，靠油水比重差進行分離；通過加熱使液體溫度增加，增加油水分子碰撞機會，加大了油水比重差；小油滴和小水滴碰撞機會多聚結為大油滴和大水滴，加速油水分離速度；油上浮、水下沉實現油、水進一步分離；油、氣和水通過出口管線排出。

2.1重力沉降分離

分離器正常工作時，液面要求控制在1/2~2/3之間。在分離器的下部分是油水分離區。經過一定的沉降時間，利用油和水的比重差實現分離。

2.2 離心分離

油井生產出來的油氣混合物在井口剩余壓力的作用下，從油氣分離器進液管噴到碟形板上使液體和氣體，在離心力的作用下氣體向上，而液體（混合）比重大向下沉降在斜板上，向下流動時，還有一部分氣體向氣出口方向流去，當氣體流到削泡器處，需改變氣體的流動方向，氣體比重小，在氣體中還有一部分大于100微米的液珠與消泡器碰撞掉下沉降到液面上，同時液面上的油泡碰撞在削泡器，使氣體向上流動，完成了離心的初步氣液分離

2.3碰撞分離

當離心分離出來的氣體進入分離器上面除霧器，氣體被迫繞流，由于油霧的密度大，在氣體流速加快時，霧狀液體慣性力增大，不能*的隨氣流改變方向，而除霧器網狀厚度300mm截面孔隙只有0.3mm小孔道，霧滴隨氣流提高速度，獲得慣性能量，氣體在除霧器中不斷的改變方向，反復改變速度，就連續造成霧滴與結構表面碰撞并吸附在除霧器網上。吸附在除霧器網上油霧逐漸累起來，由大變小，沿結構垂直面流下，從而完成了碰撞分離。

二、高效三相分離器在運行過程中的管理

1.油水界面的調節

根據油田油品特性特點不同，對油水指標要求不同，處理液量不同的特點，我們要及時分析，及時調整合理的油水界面。在三相分離器運行中，合理的油水界面是如何高效的發揮三相分離作用的必然條件。當低含水油進三相要求出合格油時，就應盡可能降低油水界面。

2.低含水油對三相分離器運行的影響和管理

目前本站使用的三相分離器都是臥式分離器，原油從進口進入沉降緩沖室。由于緩沖室與沉降之間連通，原油必須與緩沖室的水相混合。如果低含水油進三相，則易產生更多的乳化液，而使油水界面逐層下移，造成油水界面不清晰，造成水室跑油現象。

3.破乳劑、溫度對三相分離器脫水的影響

破乳劑是一種高分子的有機化合物,是高效能的表面活性物質,當加入原油乳化液中,這種物質能夠吸附在油水界面上擠掉乳化劑所占據的位置,降低了界面薄膜的機械強度,改變乳化液類型及穩定性.。長期以來破乳劑脫水是一項很有效的化學脫水方式。

三、高效三相分離器操作中出現的問題及處理辦法

1.在三相分離器分離過程中產生油串氣（跑油）現象，即油箱中的油進入氣天然氣管道，隨后進入氣區，從而污染氣區設備。高效三相分離器產生油串氣現象時，原油隨分離出的氣進入氣區設備，造成壓縮機進油，嚴重時發生爆裂，所以一定要檢測好數據，不能發生油串氣現象。

產生油串氣現象的原因有：采油區來液量過大；來液量忽高忽低，三相分離器處理時的平衡的動態性很強;油氣界面調整不夠準確,即過低而引起；分離器工作壓力過低；出油、出水管線不暢，造成堵塞；三相分離器出現機械故障。

三相分離器產生油串氣現象的解決方法和注意事項：

三相分離器產生油串氣現象時，首先要緊急停壓縮機，之后清掃三相分離器冷凝器中所有的原油，在清理壓縮機中的原油，后調整油水界面，使高效三相分離器再次達到平衡，投入使用。

2.三相分離器壓力過低。即分離器的壓力低于0.15Mpa

三相分離器壓力過低時，分離器分離出的油壓不進入穩定塔中；分離出的水壓不進自然沉降罐；還有可能引起壓縮機停機;分離效果不好，油水界面混亂，容易造成水串油現象。

引起三相分離器壓力過低的原因有：采油區來液量小、含油氣比例太小；機械故障，一般表現為漏氣。

三相分離器壓力過低的解決方法：

調整出氣閥門，使三相分離器中壓力恢復，達到分離器的工作壓力標準。同時在日常操作中的注意事項為：監控數據，觀察穩定塔和自然沉降罐的液面是否下降，觀察分離器的油水界面。

3.高效三相分離器壓力控制失靈，造成壓力大幅度波動

由于各種原因，使自動放氣系統失靈，操作人員應根據具體情況，采取相應措施進行處理；若控制閥關閉，分離器壓力超過0.60Mpa時還不能打開，操作人員應及時打開控制閥旁通，使壓力控制在0.25~0.35Mpa

四、結論

簡單介紹三相分離器日常操作中出現的問題的分析以及在操作中要注意的問題：

1.原油處理過程中的高效三項分離器液面和壓力控制為關鍵過程，同時高效三項分離器的平衡是一個動態平衡，所以一定要做好數據監控，并且自然沉降罐液位增減的速度，原油穩定塔的液面及其操作壓力等參數也是三項分離器平穩運行與否的重要依據。

2.三相分離中油水界面的控制非常重要，界面過高，減少了油相停留時間，縮短了油中水珠的聚結時間，會增加油中含水率，但水在設備內的停留時間增大，利于水中含油減少；界面過低，利于油中含水降低，但不利于水中油珠聚結，會造成水中含油增高。因此控制好油水界面對三相分離器的分離效果及其重要。