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油气水三相分离器的研究进展

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：王树芳于春玲张润进王经胜

[导读] 摘要：油井生产过程中，将产出的气、液进行分离是石油生产中的一项重要的工序。

        天津市大港油田第四采油厂 300280
        摘要：油井生产过程中，将产出的气、液进行分离是石油生产中的一项重要的工序。这就需要使用到油气水三相分离器。这也是油田生产过程中最常用的设备之一。本文主要研究油气水三相分离器的未来发展，并且对其三个重要支撑部分的工作原理进行讨论。同时，对现阶段油气水三相分离器的使用过程中存在的问题进行分析讨论，找到解决措施。
        关键词：三相分离器；油水分离；研究发展
        油气水分离处理技术是把油井中生产出的油气水混合物进行科学的分离。将油水进行沉降、分离等加工过程。是目前油田集输处理工程的重要组成部分。油气水分离的效果直接影响原油与天然气的后续处理工艺，如果不能有效的进行分离。会严重影响产品质量。
        油气水三相分离器被广泛的使用在石油石化行业中。是油田生产过程中最常用的设备之一。油气水三项分离器从油水分离池发展而来。现阶段油气水三相分离器已经有效地使用在原油处理工艺中。经过不断深入的研究。油气水三相分离器的性能不断地被完善。使得油气水三相分离器有了更好的使用效果。但是依旧在使用上存在一些问题。本文主要针对这些问题进行讨论分析。
        一、三相分离器简介
        油气水三相分离器的基本组合成是入口预分离器、重力沉降室、挡板和除雾器等。其工作原理是油气水混合体进入到三项分离器。首先进入入口分离部分。运动状态的濡染改变会使得混合体实现初步的分离，这也就使得混合体中气体含量减少。避免了气体对油气界面和油水界面的而影响。通常情况下，入口位置由引导管。可以直接把液体送到油水界面以下。随后油收到重力的作用，向上运动。通过油水界面进入到油层。这也就是水洗过程。三相分离器中装有整流器和聚结器，可以更好地实现油水分离。
        三相分离器有卧式和立式两种，卧式三相分离器中的液滴下降方向和气流方向相互垂直，液滴可以更容易的分离，适合在油气比较大的混合体中使用。并且卧式三相分离器在使用上具有成本低。操作简单等优点。立式三相分离器适合使用在处理口带有一定的固体杂质的混合物分离工作。其优点是占地面积小，液面控制较为容易。
        二、入口预分离器
        入口预分离器作为整个三相分离器的起始段。起作用的效果直接对后续处理产生影响。入口预分离器的主要功能是可以有效地完成气液初步分离，可以是分离的气液在各自的流道中均匀分布。随着科技不断发展。现在入口预分离器有许多不同的形式。包括碰撞式、稳流式、窄缝式、旋流式和叶片式等。
        三、聚结构件
        三相分离器的聚结构件是油水分离的核心部件。目前使用的油气水三相分离器聚结构件材料可以分成亲油疏水材料和亲水疏油材料。常用的亲油疏水材料有聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯等。常用的亲水疏油材料主要有普通的碳钢、不锈钢、金属铝、金属锌和陶瓷等。以结构方式进行区分，聚结构件主要有平板、斜板和波纹板等形式。
        四、油水界面控制方法
        油水经过重力沉降分离之后，会分别从出油口和出水口进行排除。不过在这个过程中一旦油水界面控制效果不好或者阀门的开度不可标准，就会出现油从排水口排出或者水从排油口排出。直接导致分离效果下降。所以针对这种情况，要对油水界面控制进行详细的分析研究。保证分离效果达到要求。

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        现阶段我国油田在使用收纳箱分离器时，常用的油水界面控制方法有三种。第一种是通过使用浮子界面控制器。因为浮子在三相分离器内部的位置随着液面的变化而变化，所以通过连杆机构趋势转轴作出相应的动作。达到调节阀门开度的目的，控制油水界面。第二种是设置挡油板控制油水界面。原油必须要先进行上升到挡油板的高度才能拍出通气。这样的分离效果较好。第三种是设置挡油板和挡水板来进行控制油水界面。这样的话，油室两侧的液体构成量通气，挡水板或者是出水管可以进行相应的调节。挡油板的位置高度决定了油气界面的位置。挡油板和挡水板的高度差确定了油水界面的位置。
        五、新型三相分离器的发展
        随着我国科技的不断发展，油田的设备也在不断的升级。对于油气水三相分离器的研究从未停止，在研究过程中，一种新型的三相分离器被研发出来。主要是使用了一种高效的游离水脱除装置。其结构的最大特点就是使用了仰角式，既有卧式三相分离器中油水界面接触面积大的特点，又有立式三相分离器中油滴浮升距离大的有点。除此之外，倾角的存在可以引起回流想想，在回流的古城中，先进入的油滴遇到避免返回时和后进入的油滴相互碰撞并且合并。提高了油水分离的效率。
        通过实验研究和数据整个，提出了一种将重力、膨胀和离心集于一体的复合式油气水三相分离器。这种分离器中，螺旋管和提刑官是离心分离、重力以及膨胀的重要组合成位置，可以通过管上凯丰来实现分析，有着体积小和分离效率高的有点。
        六、油气水三相分离器存在的问题及发展趋势
        油气水三相分离器经过多年的研究发展，其工作性能不断提升，分离效果也更加出色，在油田的使用也越来越广泛，但是也存在一定的问题，主要是：①分离效果不理想，油田产出的也在不断被开采过程中，其含量和组成成分都在不断地变化，导致分离器不能及时的进行处理，最终造成分离效率降低。②适用范围较小，抗波动能力差。③设备体积较大，对空间要求较高。④设计依靠经验，没有同意的标准。
        对于现在油田中使用油气水三相分离器的发展趋势来看，未来对于油气水三相分离器的研究主要从以下几个方面展开：
        （1）研发出一周内操作弹性较大的入口分离部件，可以解决在工况较多或者混合物量大的情况下节约有效地进行分离。
        （2）研发出更高效的内部构件，减少分离时间，是三相分离器更加实用且稳定。
        （3）充分结合重力、惯性、离心、膨胀（气液分离）以及电脱等多种形式的分离原理，将各种分离原理进行整合，研发出更高效的三线分离器，使得分离效果可以明显升高，保证油田生产顺利进行。
        结束语：综上所述，随着我国石油行业不断发展，对于各个工序中所使用的设备逐步进行升级，在油气水分离工作中所使用的三相分离器也要以现代科技为基础，不断深入研究，找到其提效稳定的办法。本文主要对目前使用的三相分离器进行研究，并结合现在的问题，对三相分离器未来发展趋势进行讨论，促进三相分离器的发展。
        参考文献：
        [1]马俊,范开峰,倪海涛,王清岭.油气水三相分离器工作原理及现场应用效果分析[J].辽宁化工,2019,48(11):1128-1130+1133.
        [2]蔡珂盈,黄琬曦,郭碧清,韩旭,王宇,张兴凯.油气水三相流量计发展现状[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(24):92-93.