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1、1第三节第三节 油气水三相分离器油气水三相分离器三相分离器的结构；三相分离器的结构；油水界面控制；油水界面控制；工艺计算。工艺计算。2一、三相分离器的结构一、三相分离器的结构卧式三相分离器结构（卧式三相分离器结构（1）3一、三相分离器的结构一、三相分离器的结构卧式三相分离器结构（卧式三相分离器结构（2）42、立式三相分离器、立式三相分离器立式三相分离器采立式三相分离器采用一个降液管用来输用一个降液管用来输送液体，不致干扰撇送液体，不致干扰撇沫作用的产生。一个沫作用的产生。一个连通管用来平衡下段连通管用来平衡下段和气体分离段的压力。和气体分离段的压力。分配器或降液管出口分配器或降液管出口位于油水
2、界面处。位于油水界面处。 在处理含固体颗在处理含固体颗粒的油气水分离时，粒的油气水分离时，可设计成锥体底部，可设计成锥体底部，与水平线成与水平线成450或或600角角度。度。5二、油水界面检测二、油水界面检测油水界面检则方法；油水界面检则方法；液位控制。液位控制。61. 油水界面检则方法油水界面检则方法油水界面检测方法主要有电阻法、电容油水界面检测方法主要有电阻法、电容法、微差压法、短波吸收法。由于插入三相法、微差压法、短波吸收法。由于插入三相分离器中的电极容易结垢，造成测量误差，分离器中的电极容易结垢，造成测量误差，现电阻法和电容法测量油水界面的方法已很现电阻法和电容法测量油水界面的方法已很
3、少使用。少使用。 7（1）微差压法）微差压法 是是利利用用差差压压计计，接接受受油油水水界界面面变变化化所所引引起起原原油油和和水水静静水水压压差差的的变变化化来来操操纵纵出出水水阀阀的的开开度度，实现油水界面的控制。实现油水界面的控制。微差压法的优点是克服电极接触油水介质造微差压法的优点是克服电极接触油水介质造成的腐蚀、结垢的影响，无论油水界面是否明显，成的腐蚀、结垢的影响，无论油水界面是否明显，都能够正常工作。缺点是油水相对密度差要求大都能够正常工作。缺点是油水相对密度差要求大于于0.1，否则微差压计不能正常工作。，否则微差压计不能正常工作。8（2）短波吸收法）短波吸收法 短波吸收法是将电
4、能以电磁波的形式传到油水短波吸收法是将电能以电磁波的形式传到油水介质中，根据油、水吸收电能的差异来测量两种介介质中，根据油、水吸收电能的差异来测量两种介质的量，从而控制油水界面。质的量，从而控制油水界面。目前，在油田采用的油水界面变送器，能消除目前，在油田采用的油水界面变送器，能消除低频干扰，适用不同工况下介质的使用。低频干扰，适用不同工况下介质的使用。短短波波吸吸收收法法法法的的优优点点是是克克服服了了电电极极易易腐腐蚀蚀、结结垢、挂油等现象，界面控制稳定可靠。垢、挂油等现象，界面控制稳定可靠。 缺缺点点是是成成本本高高，需需要要专专门门人人员员进进行行仪仪表表的的维维护护保养。保养。92.
5、 液位控制液位控制102. 液位控制液位控制 在立式分离器内通常采用的三种不同在立式分离器内通常采用的三种不同的液面控制方法。的液面控制方法。 第一个是严格的液位控制。一个位移第一个是严格的液位控制。一个位移浮筒用来控制油气界面，调节放油管的控浮筒用来控制油气界面，调节放油管的控制阀。另一个界面浮筒用来控制油水界面，制阀。另一个界面浮筒用来控制油水界面，调节水的出口阀。没有使用内部档板或堰调节水的出口阀。没有使用内部档板或堰板。适用带有砂粒和固体的工况。板。适用带有砂粒和固体的工况。11 第二方法表示使用一个堰板来控制油第二方法表示使用一个堰板来控制油气界面处于一个不变的位置。油水更好分气界面
6、处于一个不变的位置。油水更好分离，提高了油水分离程度，它的缺点是油离，提高了油水分离程度，它的缺点是油箱占据了容器的部分空间，制造费用增加。箱占据了容器的部分空间，制造费用增加。另外，沉积物和砂子可能集积在油箱内，另外，沉积物和砂子可能集积在油箱内，很难排除，很难排除， 2. 液位控制液位控制12 第三个方法使用了两个堰板，取消了第三个方法使用了两个堰板，取消了一个界面浮筒，油水界面位置是用相对于一个界面浮筒，油水界面位置是用相对于油堰高度或出口高度的外部水堰板的高度油堰高度或出口高度的外部水堰板的高度来控制的。这个类似于卧式分离器的油槽来控制的。这个类似于卧式分离器的油槽和堰板的设计。这种系
7、统的优点是取消了和堰板的设计。这种系统的优点是取消了界面液位控制。界面液位控制。缺点是它需要另外的外部管线和空间。缺点是它需要另外的外部管线和空间。2. 液位控制液位控制13三、三相分离器计算三、三相分离器计算 两两相相分分离离器器的的设设计计原原则则和和各各种种计计算算公公式式同样适用于三相分离器的油气分离部分。同样适用于三相分离器的油气分离部分。 水水中中油油滴滴和和油油中中水水滴滴在在分分离离器器内内的的运运动动一一般般在在层层流流范范围围内内，油油水水两两相相的的分分离离沉沉降降分分离可用斯托克斯方程计算离可用斯托克斯方程计算14 w油滴上升或水滴沉降速度，油滴上升或水滴沉降速度，m/
8、s； d油滴或水滴的直径，油滴或水滴的直径，m；连续相的粘度，连续相的粘度，Pas；w水的密度，水的密度，kg/m3。三、三相分离器计算三、三相分离器计算15 由由于于油油的的粘粘度度远远大大于于水水的的粘粘度度，一一般般为为水水的的520倍倍或或更更高高一一些些，故故从从水水中中分分出出油油滴滴要要比比从从油油中中分分出出水水珠珠容容易易得得多多，三三相相分分离离器器的的设设计计常以从原油中除去水滴为主要依据。常以从原油中除去水滴为主要依据。一一般般希希望望分分离离器器能能将将500m粒粒径径的的水水珠珠从从油油中中分分离离出出来来，若若能能达达到到上上述述要要求求，则则不不加加添添加剂一般
9、就能使原油含水率降至加剂一般就能使原油含水率降至510左右。左右。三、三相分离器计算三、三相分离器计算16为为了了保保证证水水中中油油滴滴或或油油中中水水滴滴有有适适当当的的时时间间碰碰撞撞结结合合成成较较大大的的油油滴滴或或水水滴滴以以便便分分离离，在在设设计计分分离离器器时时，油油水水两两相相所所需需的的滞滞留留时时间间同同样样是是个个重重要要因因素素。在在没没有有特特别别要要求求的的情情况况下下，推推荐荐滞滞留留时时间间为为10min；若若油油水水密密度度差差很很小小，分分离离温温度度又又很很低低（如如 15左左右右），则则滞滞留留时时间间可可增增至至2030min。三、三相分离器计算三
10、、三相分离器计算17第四节第四节 典型分离器的结构典型分离器的结构立式油气分离器；立式油气分离器；卧式油气分离器；卧式油气分离器；卧式三相分离器。卧式三相分离器。18一、立式油气分离器一、立式油气分离器如图如图2-4-1所示，是一典型立式油气分所示，是一典型立式油气分离器的结构示意图。结构特点：离器的结构示意图。结构特点：多层拆流板；多层拆流板；气流整流板；气流整流板；波纹板除雾器；波纹板除雾器；19图图2-4-1 立式油气分离器立式油气分离器I初步分离段；初步分离段；II沉降段；沉降段；III积液段积液段1壳壳体体；2分分流流汇管管；3浮浮子子；4排排液液管管；5折折流流板板；6油油气气混混
11、合合物物入入口口；7自自立立式式压力力调节阀；8气气体体出出口口；9气气体体整整流流板板；10波波纹除除雾器器；11液液面面调节器器；12原原油油出出口口；13排排污水水；14人人孔孔；15堵堵头20二、卧式油气分离器二、卧式油气分离器 如图如图2-4-2 所示为一典型卧式分离器，所示为一典型卧式分离器，适用于含气量较高的油气混合物。其特适用于含气量较高的油气混合物。其特点表现在：点表现在：离心式入口；离心式入口；气相整流器；气相整流器；网垫除雾器。网垫除雾器。21图2-4-2 卧式油气分离器卧式油气分离器1离离心心式式分分流流器器；2整整流流器器；3网网垫垫除除雾雾器器；4气气体体出出口口；
12、5气气液液隔隔板板；6原原油油出出口口；7防防涡涡排排油油管管；8堰板堰板22三、三相分离器三、三相分离器图图2-4-3 综合型卧式三相分离器简图综合型卧式三相分离器简图1-入口；入口；2-水平分流器；水平分流器；3-稳流装置；稳流装置；4-加热器；加热器；5-防涡罩；防涡罩；6-污水出口；污水出口；7-捕雾板；捕雾板；8-安全阀接口；安全阀接口；9-气液隔板；气液隔板；10-溢流槽；溢流槽；11-天然气出口；天然气出口；12-出油阀；出油阀；13-挡沫板挡沫板23图2-4-4 卧式三相分离器卧式三相分离器结构构图1混混合合物物入入口口；2入入口口分分流流器器；3安安全全阀；4保保安安装装置置接接口口；5除除雾器器；6原原油油脱脱气气区区；7快快速速液液位位调节器器；8压力力表表；9仪表表用用气气出出口口；10气气体体出出口口；11液液位位计；12膜膜片片阀；13污水水出出口口；14防防涡流板；流板；15排排污口；口；16原油出口原油出口24图图2-4-4 所示分离器工作原理图所示分离器工作原理图
