三相分離器講義

海洋石油111李珂2013.10.07

中海油能源發(fā)展股份有限公司采油服務(wù)深圳分公司海上油田三相分離器目錄2新型三相分離器簡(jiǎn)介三相分離器相關(guān)參數(shù)及性能典型的海上油田三相分離器三相分離器的原理及簡(jiǎn)單分類(lèi)3三相分離器的原理

把管路內(nèi)自發(fā)形成并交錯(cuò)存在的油、氣、水三相分離為單一相態(tài)的過(guò)程，通常在分離器中進(jìn)行，它是油氣田用的最多、最重要的設(shè)備之一。其原理為：依靠油、氣、水之間互不相容及各相間存在的密度差進(jìn)行分離，通過(guò)優(yōu)化設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、流場(chǎng)和聚結(jié)元件使油氣水達(dá)到高效分離的目的。三相分離器的原理及簡(jiǎn)單分類(lèi)三相分離器的分類(lèi)

油氣田上使用的分離器，按其外形主要有兩種形式，即立式和臥式分離器。此外，還有偶爾使用的球形和臥式雙筒體分離器等。按分離器的功能可分為油氣兩相分離器、油氣水三相分離器；計(jì)量分離器等。

按其工作壓力可分為真空（<0.1MPa）、低壓

（<1.5MPa）、中壓（1.5~6MPa）和高壓（>6MPa）分離器等。

按其工作溫度可分為常溫和低溫分離器。

按分離所利用的能量可分為重力式、離心式和混合式等。4三相分離器的原理及簡(jiǎn)單分類(lèi)5三相分離器的原理及簡(jiǎn)單分類(lèi)6分離器優(yōu)缺點(diǎn)比較三相分離器的原理及簡(jiǎn)單分類(lèi)7典型的海上油田三相分離器油氣水混合物進(jìn)入分離器后，進(jìn)口分流器把混合物大致分成氣液兩相，液相進(jìn)入集液部分，集液部分應(yīng)有足夠的體積使自由水沉降至底部形成水層，其上是原油和含有較小水滴的乳狀油層，油和乳狀油從擋板上面溢出，油水界面和油面由控制閥控制于恒定的高度。氣體水平地通過(guò)重力沉降部分，經(jīng)除霧器后由氣出口流出。分離器的壓力由設(shè)在氣管上的閥門(mén)控制。8典型的海上油田三相分離器9海洋石油111使用的三相分離器

高壓分離器典型的海上油田三相分離器技術(shù)參數(shù)：處理能力：氣14150Sm3/d，油35000bbl/d，水92000bbl/d。設(shè)計(jì)參數(shù)：1100kPaG/130℃操作參數(shù)：550kPaG/67-70℃尺寸：3300mm（ID）x12000mm（T/T）總?cè)莘e：112.04m310海洋石油111使用的三相分離器

低壓分離器典型的海上油田三相分離器技術(shù)參數(shù)：處理能力：氣3800m3/d，液39616BPD設(shè)計(jì)參數(shù)：420kPaG/130℃操作參數(shù)：75kPaG/95℃尺寸：2800mm（I.D）×7300mm（T/T）總?cè)莘e：50.7m311三相分離器通過(guò)增加內(nèi)部構(gòu)件并將其有效組合，提高分離器對(duì)油氣水的綜合處理能力典型的海上油田三相分離器12進(jìn)口擋板典型的海上油田三相分離器13沖砂管典型的海上油田三相分離器14防渦器典型的海上油田三相分離器15捕霧器典型的海上油田三相分離器16堰板典型的海上油田三相分離器17沉降速度

由于水滴比它所置換體積的油重，使它有一個(gè)作用于它的向下的重力，與這重力相抗衡的是水滴向下運(yùn)動(dòng)穿過(guò)油而產(chǎn)生的阻力，當(dāng)這兩個(gè)力相等時(shí)，就會(huì)達(dá)到一個(gè)恒定的速度。常以斯托克斯公式表示水滴在原油中的勻速沉降速度：

ω=dw2g(ρw-ρo)/18μodw---水滴直徑，m；μo---原油粘度，Pa.s；g---重力加速度，(m/s2)；

ρwρo---分別為水和油密度，Kg/m3。三相分離器相關(guān)參數(shù)及性能18

該式表明，原油中水滴的下沉速度，與油水的密度差、水滴的直徑的平方成正比，與油相的粘度成反比。通常提高脫水效率采用：①提高加熱溫度，以降低油相的粘度和增大油水的密度差；②選擇合適的破乳劑；③利用電場(chǎng)強(qiáng)化破乳，加速水滴聚結(jié)，增大水滴的粘徑，使沉降速度增大；④改進(jìn)設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件，以利于破乳。對(duì)于稠油而言，其油水密度很接近，常規(guī)的方法對(duì)于提高稠油的分離效果作用不明顯。典型的海上油田三相分離器19三相分離器相關(guān)參數(shù)及性能停留時(shí)間液體在分離器內(nèi)的停留時(shí)間基于以下公式

20FPSO的運(yùn)動(dòng)對(duì)分離器操作性能的影響三相分離器相關(guān)參數(shù)及性能21FPSO的運(yùn)動(dòng)對(duì)分離器操作性能的影響三相分離器相關(guān)參數(shù)及性能22FPSO的運(yùn)動(dòng)對(duì)分離器操作性能的影響三相分離器相關(guān)參數(shù)及性能23

世界上一些產(chǎn)油大國(guó)設(shè)計(jì)制造了各具特色的油氣水三相分離合一裝置。如油氣水快速三相分離器，全自動(dòng)三相分離器等，下面簡(jiǎn)單介紹兩款新型三相分離器。新型三相分離器簡(jiǎn)介241、多功能聯(lián)合脫水器

其主要特點(diǎn)是將油氣分離、加熱沉降、電脫水和凈化油緩沖等功能四位一體，處理后的出口原油即可為商品原油儲(chǔ)存或外輸，簡(jiǎn)化了流程和設(shè)備。新型三相分離器簡(jiǎn)介252、填料三相分離器

填料三相分離器為了更好地實(shí)現(xiàn)油、氣、水三相的高效分離，設(shè)計(jì)采用了液氣預(yù)分離技術(shù)、緩沖消能技術(shù)、聚丙烯波紋板網(wǎng)填料聚結(jié)除油技術(shù)和密閉清砂技術(shù)。新型三相分離器簡(jiǎn)介1－混合液進(jìn)口2－斜管3－導(dǎo)氣管4－分離進(jìn)口5－進(jìn)液室

6－沉降室7－波紋板填料8－固定堰