三相分离器油气水分离效率的提高与应用

摘要：在石油生产过程中，油气水分离是极为重要的环节。油气水分离相关设备产生的经济效益对于油田企业总体经济效益具有直接影响。对此，有必要研制效率较高，且投入较低的分离设备，促进油田实现良好生产。本文浅析了油水分离方法，探究了三相分离器油气水分离效率的提高与应用，以期为油田生产中的油气水分离提供借鉴。

关键词：三相分离器;旋流分离;重力分离

前言：在油田生产开发过程中，油井采出液相应的原油含水量呈现出逐年上升的趋势。我国多数油田的综合含水率在80%以上。含油污水会对水资源和环境产生巨大污染。对此，在油田生产开发过程中，要借助分离器相关设备对油气水进行分离。当前，分离器相关设备主要将旋流分离以及重力分离作为依据，对油汽水进行分离，且能取得良好的分离效果。

一、油水分离方法

标准分离器对原油含水进行分离，主要对如下方法进行采用：（1）重力法，该法是油气水分离的重要方法，其原理如下：油、气、水各自具有不同的相对密度，在一定的温度和压力条件下，系统平衡时，具有一定组份的油水混合物会形成具有一定比例的油相以及水相。较重组份保持层流状态时，较轻组份的液滴会呈现出上浮。（2）离心分离法，是借助具有不同密度，且处于高速运行状态的非均相体系形成的离心力，实现分离。离心装置会导致密度不同的混合液体形成离心力，完成油水分离。（3）聚结法，该法属于加速分离法，在一个单元内有效结合了聚结以及重力分离的相应过程。该法机理如下：受重力作用影响，分散液相在聚结介质表面发生沉降，并经过吸附、润湿以及碰撞等过程形成液膜，受重力作用以及液体流动影响，聚结介质表面存在的液膜脱除，完成分离[1]。

二、通过重力沉降法对油水分离效率进行提高

重力沉降器装置是三相分离器的重要组成部分。油相介质和水相介质具有不同密度，受到不同的重力影响。在重力沉降器内，油相介质和水相介质将出现分层流动，原油具有较小的密度，将从油出口实现流出，污水则具有较大的密度，将从水出口实现流出。通过重力沉降对油水进行分离，其优点如下：具有相对简单的结构和较小的流动阻力，仅在液进、出口部位存在压力损失，在分离过程中，可忽略流动阻力;重力沉降内壁产生的磨损相对较小，且液流速度相对较低，液体与罐壁冲刷较小，可对油水混合物进行有效处理[2]。油相和水相混合介质由分离器进入，并通过整流板，实现对重力沉降室的均匀进入。沉降室内存在的液体，受重力作用、浮力作用以及液流推力的综合影响，在做沉降运动的同时，还会沿水平方向发生移动。

三、提高分离器油气水分离效率的方法

原油生产逐渐步入高含水期后，沿袭传统滞后的脱水工艺对原油进行处理，难以实现对原油生产需要的良好满足。原油实际含水量上升，导致液量增大，传统的沉降罐以及加热炉难以形成良好的分离条件，导致生产成本相对较高。对原有分离器进行分析，可知其不足如下：进液对分离器产生较大的冲击力，液体保持素流状态时，难以实现对油气水的良好分离;液位调节具有较大的难度，需通过人工方式对油水界面进行调节，操作难度相对较大。当前，普遍使用卧式分离器，排出来的油气从分气包进入后，对气体实施预分离后，沿进油管从位于分离器底部位置的出口呈现均匀散开，保持垂直方向撞击容器壁，实现撞击分离。通过皱纹板，进一步对油气混合物进行分离和整流，再实施沉降，能实现对油气水良好的三相分离。气室位于分离器相应的内腔上部，出气口也位于上部;堰板将容器分为两部分，一部分是气室，一部分是水室，流体进入分离器内，先到水室，受重力作用影响，水位于最下部，油位于水上面，在出厂时，将堰板实际高度设置于容器1/2的高度处[3]。在实际中，要確保堰板高度高于水液位。

对分离器油气水分离效率进行提高的具体方法如下：（1）增设加热器，对分离器实际分离效率进行提高。将加热器加入分离器下部，可将原油中存在的污水有效脱出，还能降低原油进入分离器后产生的热能损失，能有效避免原油发生凝固。（2）对浮子液面控制器进行改造，实现对分离器实际分离效率的有效提高。对分离器采用油气调节阀。当油水与天然气保持平衡的流量进出时，油水缓冲室相应的液面保持相对稳定的高度，浮子借助连杆对油气调节器相应的油阀芯和气阀芯有效开到一定位置，使分离器相应的液面以及压力保持相对稳定，油水进入分离器后，其实际流量增大，伴随液面升高，浮子也相应升高，并借助连杆提起阀杆，此时，出气口出现关小，出油口出现开大，将减少实际排气量，并升高压力，加快排油实际速度，并导致液面出现下降。伴随液面降低，浮子也相应降低，并借助连杆压下阀杆，此时，出气口出现开大，出油口出现关小，将增大实际排气量，并降低压力，减慢排油实际速度，并导致油水缓冲室相应液面出现上升。总之，液面出现升高或者出现降低，对阀芯开度进行调整，能实现对分离器液面以及压力的有效调节，还能对分离器进行有效的变压控制。

结语

综上所述，对三相分离器的实际分离效率进行提高，能实现对原油气相和液相的快速分离。三相分离器实现平稳运行后，其浮子连杆机构以及水位调节器能实现对油、水界面的自动控制，能同时实现良好的出油、出水，还能实现有效的油水分离。对三相分离器进行改进后，其实用性大幅度增强，且增强了处理能力和操作安全性，能实现对出油气产量的准确计量。

参考文献：

[1]梁淑平，刘琼.试油三相分离器油气水分离效率的提高与应用[J].内蒙古石油化工，2017，43（9）：17-20.

[2]余强.高压三相分离器的应用[J].化学工程与装备，2017（9）：77-78.

[3]李巍，于同川，张晓敏，等.重力式油气水三相分离器工艺设计研究[J].节能技术，2016，34（5）：477-480.

作者简介：

姜乐，男，1971年11月，汉，天津市，在大庆油田有限责任公司第二采油厂第三作业区南五联从事集输工作