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1、1 第三節(jié) 油氣水三相分離器 三相分離器的結(jié)構(gòu)； 油水界面控制； 工藝計(jì)算。 2 一、三相分離器的結(jié)構(gòu) 臥式三相分離器結(jié)構(gòu)（ 1） 3 一、三相分離器的結(jié)構(gòu) 臥式三相分離器結(jié)構(gòu)（ 2） 4 2、立式三相分離器 立式三相分離器采 用一個(gè)降液管用來(lái)輸 送液體，不致干擾撇 沫作用的產(chǎn)生。一個(gè) 連通管用來(lái)平衡下段 和氣體分離段的壓力。 分配器或降液管出口 位于油水界面處。 在處理含固體顆 粒的油氣水分離時(shí)， 可設(shè)計(jì)成錐體底部， 與水平線(xiàn)成 450或 600角 度。 5 二、油水界面檢測(cè) 油水界面檢則方法； 液位控制。 6 1. 油水界面檢則方法 油水界面檢測(cè)

2、方法主要有電阻法、電容 法、微差壓法、短波吸收法。由于插入三相 分離器中的電極容易結(jié)垢，造成測(cè)量誤差， 現(xiàn)電阻法和電容法測(cè)量油水界面的方法已很 少使用。 7 （ 1）微差壓法 是利用差壓計(jì) ， 接受油水界面變化所引起 原油和水靜水壓差的變化來(lái)操縱出水閥的開(kāi)度 ， 實(shí)現(xiàn)油水界面的控制 。 微差壓法的優(yōu)點(diǎn)是克服電極接觸油水介質(zhì)造 成的腐蝕、結(jié)垢的影響，無(wú)論油水界面是否明 顯，都能夠正常工作。缺點(diǎn)是油水相對(duì)密度差 要求大于 0.1，否則微差壓計(jì)不能正常工作。 8 （ 2）短波吸收法 短波吸收法是將電能以電磁波的形式傳到油水 介質(zhì)中，根據(jù)油、水吸收電能的差異來(lái)測(cè)量?jī)煞N介 質(zhì)的量，從而控制油

3、水界面。 目前，在油田采用的油水界面變送器，能消除 低頻干擾，適用不同工況下介質(zhì)的使用。 短波吸收法法的優(yōu)點(diǎn)是克服了電極易腐蝕 、 結(jié) 垢 、 掛油等現(xiàn)象 ， 界面控制穩(wěn)定可靠 。 缺點(diǎn)是成本高 ， 需要專(zhuān)門(mén)人員進(jìn)行儀表的維護(hù) 保養(yǎng) 。 9 2. 液位控制 10 2. 液位控制 在立式分離器內(nèi)通常采用的三種不同 的液面控制方法。 第一個(gè)是嚴(yán)格的液位控制。一個(gè)位移 浮筒用來(lái)控制油氣界面，調(diào)節(jié)放油管的控 制閥。另一個(gè)界面浮筒用來(lái)控制油水界面， 調(diào)節(jié)水的出口閥。沒(méi)有使用內(nèi)部檔板或堰 板。適用帶有砂粒和固體的工況。 11 第二方法表示使用一個(gè)堰板來(lái)控制油 氣界面處于一個(gè)不變的

4、位置。油水更好分 離，提高了油水分離程度，它的缺點(diǎn)是油 箱占據(jù)了容器的部分空間，制造費(fèi)用增加。 另外，沉積物和砂子可能集積在油箱內(nèi)， 很難排除， 2. 液位控制 12 第三個(gè)方法使用了兩個(gè)堰板，取消了 一個(gè)界面浮筒，油水界面位置是用相對(duì)于 油堰高度或出口高度的外部水堰板的高度 來(lái)控制的。這個(gè)類(lèi)似于臥式分離器的油槽 和堰板的設(shè)計(jì)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是取消了 界面液位控制。 缺點(diǎn)是它需要另外的外部管線(xiàn)和空間。 2. 液位控制 13 三、三相分離器計(jì)算 兩相分離器的設(shè)計(jì)原則和各種計(jì)算公式 同樣適用于三相分離器的油氣分離部分 。 水中油滴和油中水滴在分離器內(nèi)的運(yùn)動(dòng) 一般在層流范圍內(nèi) ，

5、 油水兩相的分離沉降分 離可用斯托克斯方程計(jì)算 14 18 )( 2 lw gd w w 油滴上升或水滴沉降速度 ， m/s； d 油滴或水滴的直徑 ， m； 連續(xù)相的粘度 ， Pas； w 水的密度 ， kg/m3。 三、三相分離器計(jì)算 15 由于油的粘度遠(yuǎn)大于水的粘度 ， 一般為水 的 5 20倍或更高一些 ， 故從水中分出油滴要 比從油中分出水珠容易得多 ， 三相分離器的設(shè) 計(jì)常以從原油中除去水滴為主要依據(jù) 。 一般希望分離器能將 500m粒徑的水珠從 油中分離出來(lái) ， 若能達(dá)到上述要求 ， 則不加添 加劑一般就能使原油含水率降至 5 10 左 右 。 三

6、、三相分離器計(jì)算 16 為了保證水中油滴或油中水滴有適當(dāng)?shù)臅r(shí)間 碰撞結(jié)合成較大的油滴或水滴以便分離 ， 在設(shè)計(jì) 分離器時(shí) ， 油水兩相所需的滯留時(shí)間同樣是個(gè)重 要因素 。 在沒(méi)有特別要求的情況下 ， 推薦滯留時(shí) 間為 10min； 若油水密度差很小 ， 分離溫度又很 低 （ 如 15 左右 ） ， 則滯留時(shí)間可增至 20 30min。 三、三相分離器計(jì)算 17 第四節(jié) 典型分離器的結(jié)構(gòu) 立式油氣分離器； 臥式油氣分離器； 臥式三相分離器。 18 一、立式油氣分離器 如圖 2-4-1所示，是一典型立式油氣分 離器的結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 多層拆流板； 氣流整流板； 波

7、紋板除霧器； 19 圖 2-4-1 立式油氣分離器 I 初步分離段； II 沉降段； III 積液段 1 殼體； 2 分流匯管； 3 浮子； 4 排液管； 5 折流板； 6 油氣混合 物入口； 7 自立式壓力 調(diào)節(jié)閥； 8 氣體出口； 9 氣體整流板； 10 波 紋除霧器； 11 液面調(diào)節(jié) 器； 12 原油出口； 13 排污水； 14 人孔； 15 堵頭 20 二、臥式油氣分離器 如圖 2-4-2 所示為一典型臥式分離器， 適用于含氣量較高的油氣混合物。其特 點(diǎn)表現(xiàn)在： 離心式入口； 氣相整流器； 網(wǎng)墊除霧器。 21 圖 2-4-2 臥式油氣分離器 1離心式分流器； 2整

8、流器； 3網(wǎng)墊除霧器； 4氣體出 口； 5氣液隔板； 6原油出口； 7防渦排油管； 8堰板 22 三、三相分離器 圖 2-4-3 綜合型臥式三相分離器簡(jiǎn)圖 1-入口； 2-水平分流器 ； 3-穩(wěn)流裝置 ； 4-加熱器 ； 5-防渦罩 ； 6-污水出口； 7-捕霧板 ； 8-安全閥接口； 9-氣液隔板； 10- 溢流槽； 11-天然氣出口； 12-出油閥； 13-擋沫板 23 圖 2-4-4 臥式三相分離器結(jié)構(gòu)圖 1 混合物入口； 2 入口分流器； 3 安全閥； 4 保 安裝置接口； 5 除霧器； 6 原油脫氣區(qū)； 7 快速 液位調(diào)節(jié)器； 8 壓力表； 9 儀表用氣出口； 10 氣 體出口； 11 液位計(jì)； 12 膜片閥； 13 污水出口； 14 防渦流板； 15 排污口； 16 原油出口 24 圖 2-4-4 所示分離器工作原理圖