三相分离器讲义

海洋石油111李珂2013.10.07

中海油能源发展股份有限公司采油服务深圳分公司海上油田三相分离器目录2新型三相分离器简介三相分离器相关参数及性能典型的海上油田三相分离器三相分离器的原理及简单分类3三相分离器的原理

把管路内自发形成并交错存在的油、气、水三相分离为单一相态的过程，通常在分离器中进行，它是油气田用的最多、最重要的设备之一。其原理为：依靠油、气、水之间互不相容及各相间存在的密度差进行分离，通过优化设备内部结构、流场和聚结元件使油气水达到高效分离的目的。三相分离器的原理及简单分类三相分离器的分类

油气田上使用的分离器，按其外形主要有两种形式，即立式和卧式分离器。此外，还有偶尔使用的球形和卧式双筒体分离器等。按分离器的功能可分为油气两相分离器、油气水三相分离器；计量分离器等。

按其工作压力可分为真空（<0.1MPa）、低压

（<1.5MPa）、中压（1.5~6MPa）和高压（>6MPa）分离器等。

按其工作温度可分为常温和低温分离器。

按分离所利用的能量可分为重力式、离心式和混合式等。4三相分离器的原理及简单分类5三相分离器的原理及简单分类6分离器优缺点比较三相分离器的原理及简单分类7典型的海上油田三相分离器油气水混合物进入分离器后，进口分流器把混合物大致分成气液两相，液相进入集液部分，集液部分应有足够的体积使自由水沉降至底部形成水层，其上是原油和含有较小水滴的乳状油层，油和乳状油从挡板上面溢出，油水界面和油面由控制阀控制于恒定的高度。气体水平地通过重力沉降部分，经除雾器后由气出口流出。分离器的压力由设在气管上的阀门控制。8典型的海上油田三相分离器9海洋石油111使用的三相分离器

高压分离器典型的海上油田三相分离器技术参数：处理能力：气14150Sm3/d，油35000bbl/d，水92000bbl/d。设计参数：1100kPaG/130℃操作参数：550kPaG/67-70℃尺寸：3300mm（ID）x12000mm（T/T）总容积：112.04m310海洋石油111使用的三相分离器

低压分离器典型的海上油田三相分离器技术参数：处理能力：气3800m3/d，液39616BPD设计参数：420kPaG/130℃操作参数：75kPaG/95℃尺寸：2800mm（I.D）×7300mm（T/T）总容积：50.7m311三相分离器通过增加内部构件并将其有效组合，提高分离器对油气水的综合处理能力典型的海上油田三相分离器12进口挡板典型的海上油田三相分离器13冲砂管典型的海上油田三相分离器14防涡器典型的海上油田三相分离器15捕雾器典型的海上油田三相分离器16堰板典型的海上油田三相分离器17沉降速度

由于水滴比它所置换体积的油重，使它有一个作用于它的向下的重力，与这重力相抗衡的是水滴向下运动穿过油而产生的阻力，当这两个力相等时，就会达到一个恒定的速度。常以斯托克斯公式表示水滴在原油中的匀速沉降速度：

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

ρwρo---分别为水和油密度，Kg/m3。三相分离器相关参数及性能18

该式表明，原油中水滴的下沉速度，与油水的密度差、水滴的直径的平方成正比，与油相的粘度成反比。通常提高脱水效率采用：①提高加热温度，以降低油相的粘度和增大油水的密度差；②选择合适的破乳剂；③利用电场强化破乳，加速水滴聚结，增大水滴的粘径，使沉降速度增大；④改进设备内部构件，以利于破乳。对于稠油而言，其油水密度很接近，常规的方法对于提高稠油的分离效果作用不明显。典型的海上油田三相分离器19三相分离器相关参数及性能停留时间液体在分离器内的停留时间基于以下公式

20FPSO的运动对分离器操作性能的影响三相分离器相关参数及性能21FPSO的运动对分离器操作性能的影响三相分离器相关参数及性能22FPSO的运动对分离器操作性能的影响三相分离器相关参数及性能23

世界上一些产油大国设计制造了各具特色的油气水三相分离合一装置。如油气水快速三相分离器，全自动三相分离器等，下面简单介绍两款新型三相分离器。新型三相分离器简介241、多功能联合脱水器

其主要特点是将油气分离、加热沉降、电脱水和净化油缓冲等功能四位一体，处理后的出口原油即可为商品原油储存或外输，简化了流程和设备。新型三相分离器简介252、填料三相分离器

填料三相分离器为了更好地实现油、气、水三相的高效分离，设计采用了液气预分离技术、缓冲消能技术、聚丙烯波纹板网填料聚结除油技术和密闭清砂技术。新型三相分离器简介1－混合液进口2－斜管3－导气管4－分离进口5－进液室

6－沉降室7－波纹板填料8－固定堰