三相分离器结构及工作原理

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一、三相分离器结构及工作原理

1.三相分离器的工艺流程

所有来油经游离水三项分离器分离再添加破乳剂进入换热器加热升温至70~75℃然后进入高效三相分离器进行分离，分离器压力控制在0.15~0.20Mpa，油液面控制在80~100cm、水液面控制在100~120cm，除油器进出口压差控制在0.2Mpa，处理合格后的原油含水率控制在2%左右经稳定塔闪蒸稳定后进入原油储罐，待含水小于0.8%后外输至管道。

2.三相分离器工作原理

各采油队来液由分离器进液管进入进液舱，容积增大，流速降低，缓冲降压，气体随压力的降低自然逸出上浮，在进液舱油、气、水靠比重差进行初步分离。分离后的水从底部通道进入沉降室。经过分离的液体经过波纹板时，由于接触面积增加，不锈钢波纹板又具有亲水憎油的特性，再进行油、气、水的分离。随后进入沉降室，靠油水比重差进行分离；通过加热使液体温度增加，增加油水分子碰撞机会，加大了油水比重差；小油滴和小水滴碰撞机会多聚结为大油滴和大水滴，加速油水分离速度；油上浮、水下沉实现油、水进一步分离；油、气和水通过出口管线排出。

2.1重力沉降分离

分离器正常工作时，液面要求控制在1/2~2/3之间。在分离器的下部分是油水分离区。经过一定的沉降时间，利用油和水的比重差实现分离。

2.2 离心分离

油井生产出来的油气混合物在井口剩余压力的作用下，从油气分离器进液管喷到碟形板上使液体和气体，在离心力的作用下气体向上，而液体（混合）比重大向下沉降在斜板上，向下流动时，还有一部分气体向气出口方向流去，当气体流到削泡器处，需改变气体的流动方向，气体比重小，在气体中还有一部分大于100微米的液珠与消泡器碰撞掉下沉降到液面上，同时液面上的油泡碰撞在削泡器，使气体向上流动，完成了离心的初步气液分离

2.3碰撞分离

当离心分离出来的气体进入分离器上面除雾器，气体被迫绕流，由于油雾的密度大，在气体流速加快时，雾状液体惯性力增大，不能*的随气流改变方向，而除雾器网状厚度300mm截面孔隙只有0.3mm小孔道，雾滴随气流提高速度，获得惯性能量，气体在除雾器中不断的改变方向，反复改变速度，就连续造成雾滴与结构表面碰撞并吸附在除雾器网上。吸附在除雾器网上油雾逐渐累起来，由大变小，沿结构垂直面流下，从而完成了碰撞分离。

二、高效三相分离器在运行过程中的管理

1.油水界面的调节

根据油田油品特性特点不同，对油水指标要求不同，处理液量不同的特点，我们要及时分析，及时调整合理的油水界面。在三相分离器运行中，合理的油水界面是如何高效的发挥三相分离作用的必然条件。当低含水油进三相要求出合格油时，就应尽可能降低油水界面。

2.低含水油对三相分离器运行的影响和管理

目前本站使用的三相分离器都是卧式分离器，原油从进口进入沉降缓冲室。由于缓冲室与沉降之间连通，原油必须与缓冲室的水相混合。如果低含水油进三相，则易产生更多的乳化液，而使油水界面逐层下移，造成油水界面不清晰，造成水室跑油现象。

3.破乳剂、温度对三相分离器脱水的影响

破乳剂是一种高分子的有机化合物,是高效能的表面活性物质,当加入原油乳化液中,这种物质能够吸附在油水界面上挤掉乳化剂所占据的位置,降低了界面薄膜的机械强度,改变乳化液类型及稳定性.。长期以来破乳剂脱水是一项很有效的化学脱水方式。

三、高效三相分离器操作中出现的问题及处理办法

1.在三相分离器分离过程中产生油串气（跑油）现象，即油箱中的油进入气天然气管道，随后进入气区，从而污染气区设备。高效三相分离器产生油串气现象时，原油随分离出的气进入气区设备，造成压缩机进油，严重时发生爆裂，所以一定要检测好数据，不能发生油串气现象。

产生油串气现象的原因有：采油区来液量过大；来液量忽高忽低，三相分离器处理时的平衡的动态性很强;油气界面调整不够准确,即过低而引起；分离器工作压力过低；出油、出水管线不畅，造成堵塞；三相分离器出现机械故障。

三相分离器产生油串气现象的解决方法和注意事项：

三相分离器产生油串气现象时，首先要紧急停压缩机，之后清扫三相分离器冷凝器中所有的原油，在清理压缩机中的原油，后调整油水界面，使高效三相分离器再次达到平衡，投入使用。

2.三相分离器压力过低。即分离器的压力低于0.15Mpa

三相分离器压力过低时，分离器分离出的油压不进入稳定塔中；分离出的水压不进自然沉降罐；还有可能引起压缩机停机;分离效果不好，油水界面混乱，容易造成水串油现象。

引起三相分离器压力过低的原因有：采油区来液量小、含油气比例太小；机械故障，一般表现为漏气。

三相分离器压力过低的解决方法：

调整出气阀门，使三相分离器中压力恢复，达到分离器的工作压力标准。同时在日常操作中的注意事项为：监控数据，观察稳定塔和自然沉降罐的液面是否下降，观察分离器的油水界面。

3.高效三相分离器压力控制失灵，造成压力大幅度波动

由于各种原因，使自动放气系统失灵，操作人员应根据具体情况，采取相应措施进行处理；若控制阀关闭，分离器压力超过0.60Mpa时还不能打开，操作人员应及时打开控制阀旁通，使压力控制在0.25~0.35Mpa

四、结论

简单介绍三相分离器日常操作中出现的问题的分析以及在操作中要注意的问题：

1.原油处理过程中的高效三项分离器液面和压力控制为关键过程，同时高效三项分离器的平衡是一个动态平衡，所以一定要做好数据监控，并且自然沉降罐液位增减的速度，原油稳定塔的液面及其操作压力等参数也是三项分离器平稳运行与否的重要依据。

2.三相分离中油水界面的控制非常重要，界面过高，减少了油相停留时间，缩短了油中水珠的聚结时间，会增加油中含水率，但水在设备内的停留时间增大，利于水中含油减少；界面过低，利于油中含水降低，但不利于水中油珠聚结，会造成水中含油增高。因此控制好油水界面对三相分离器的分离效果及其重要。