油气集输油气水分离技术

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。分配器或降液管出口位

2、于油水界面处。口位于油水界面处。 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角度。角度。 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、电容法、微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。由于插入三相分离器中的电差压法、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，现电阻法和电容法测极容易结垢，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少使用。

3、量油水界面的方法已很少使用。 7（1）微差压法）微差压法 是利用差压计，接受油水界面变化所引起是利用差压计，接受油水界面变化所引起原油和水静水压差的变化来操纵出水阀的开度原油和水静水压差的变化来操纵出水阀的开度，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显，都能够正常工作。缺点是油水相对密度差要求大于要求大于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

4、 短波吸收法是将电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。短波吸收法法的优点是克服了电极易腐蚀、结短波吸收法法的优点是克服了电极易腐蚀、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。 缺点是成本高，需要专门人员进行仪表的维护缺点是成本高，需要专门人员进行仪表的

5、维护保养。保养。 92. 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的液面在立式分离器内通常采用的三种不同的液面控制方法。控制方法。 第一个是严格的液位控制。一个位移浮筒用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，调节放油管的控制阀。另一个来控制油气界面，调节放油管的控制阀。另一个界面浮筒用来控制油水界面，调节水的出口阀。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板。适用带有砂粒和固体没有使用内部档板或堰板。适用带有砂粒和固体的工况。的工况。 11 第二方法表示使用一个堰板来控制油气界面第二方法表示使用一个堰板来控制油气界面处

6、于一个不变的位置。油水更好分离，提高了油处于一个不变的位置。油水更好分离，提高了油水分离程度，它的缺点是油箱占据了容器的部分水分离程度，它的缺点是油箱占据了容器的部分空间，制造费用增加。另外，沉积物和砂子可能空间，制造费用增加。另外，沉积物和砂子可能集积在油箱内，很难排除，集积在油箱内，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，取消了一个界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油堰高度或出面浮筒，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来控制的。这个类似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和堰板的

7、设计。这种系统的于卧式分离器的油槽和堰板的设计。这种系统的优点是取消了界面液位控制。优点是取消了界面液位控制。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 两相分离器的设计原则和各种计算公式同样适两相分离器的设计原则和各种计算公式同样适用于三相分离器的油气分离部分。用于三相分离器的油气分离部分。 水中油滴和油中水滴在分离器内的运动一般在水中油滴和油中水滴在分离器内的运动一般在层流范围内，油水两相的分离沉降分离可用斯托克层流范围内，油水两相的分离沉降分离可用斯托克斯方程计算斯方程计算 1418)(2lwgdw

8、 w油滴上升或水滴沉降速度，油滴上升或水滴沉降速度，m/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 由于油的粘度远大于水的粘度，一般为水由于油的粘度远大于水的粘度，一般为水的的520倍或更高一些，故从水中分出油滴要倍或更高一些，故从水中分出油滴要比从油中分出水珠容易得多，三相分离器的设比从油中分出水珠容易得多，三相分离器的设计常以从原油中除去水滴为主要依据。计常以从原油中除去水滴为主要依据。一般希望分离器能将一般希望分离器能将500m粒径的水珠从粒径的水珠从油中分离出来，若能达

9、到上述要求，则不加添油中分离出来，若能达到上述要求，则不加添加剂一般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左左右。右。三、三相分离器计算三、三相分离器计算 16为了保证水中油滴或油中水滴有适当的时间为了保证水中油滴或油中水滴有适当的时间碰撞结合成较大的油滴或水滴以便分离，在设计碰撞结合成较大的油滴或水滴以便分离，在设计分离器时，油水两相所需的滞留时间同样是个重分离器时，油水两相所需的滞留时间同样是个重要因素。要因素。在没有特别要求的情况下，推荐滞留时在没有特别要求的情况下，推荐滞留时间为间为10min；若油水密度差很小，分离温度又很若油水密度差很小，分离温度又很低（如低（如 1

10、5左右），则滞留时间可增至左右），则滞留时间可增至2030min。三、三相分离器计算三、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离器的所示，是一典型立式油气分离器的结构示意图。结构特点：结构示意图。结构特点：1.多层拆流板；多层拆流板；2.气流整流板；气流整流板；3.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；ii

11、i积液段积液段1壳体；壳体；2分流汇管；分流汇管；3浮子；浮子；4排液管；排液管；5折流板；折流板；6油气油气混合物入口；混合物入口；7自立式压力调节自立式压力调节阀；阀；8气体出口；气体出口；9气体整流气体整流板；板；10波纹除雾器；波纹除雾器；11液面液面调节器；调节器；12原油出口；原油出口；13排排污水；污水；14人孔；人孔；15堵头堵头 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，适用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。其特点表现在：于含气量较高的油气混合物。其特点表现在： 离心式入口；离心式入口； 气相整流器；气相整流器；

12、 网垫除雾器。网垫除雾器。 21图图2-4-2 卧式油气分离器卧式油气分离器1离心式分流器；离心式分流器；2整流器；整流器；3网垫除雾器；网垫除雾器；4气体出气体出口；口；5气液隔板；气液隔板；6原油出口；原油出口；7防涡排油管；防涡排油管；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-出油出油阀；阀；13-挡沫板挡沫板23图图2-4-4 卧式三相分离器结构图卧式三相分离器结构图