三相分離器現場獨立計量平穩分離運行方法創新及對策

馮艷梅 鄭遠春 賈曉寧 蔡雄 朱立寧

摘要：油田上目前主要采用的是儲油罐脫水、三相分離器脫水、沉降罐脫水。主要是運用端點加藥，管道破乳。大罐或三相分離器、沉降罐脫水工藝技術成熟，但在現場由于技術設備崗位員工技能素質的良莠不齊等原因，造成不能平穩輸油，因此只有進行現場技術改造使三相分離器達到現場獨立計量平穩分離運行。

關鍵詞：沉降罐 分離器脫水 高效運行

中圖分類號：TE3 文獻標識碼：B 文章編碼：1674-3520（2014）-02-00192-01

一、HXS型油氣水三相分離器使用的背景

對油氣水混合物的預處理，采油三廠多年來一直采用端點加藥、管道破乳、大罐溢流沉降脫水工藝模式。但經過長期的運行發現，大罐溢流沉降脫水具有占地面積大、一次性投資大、油品蒸發損耗大等諸多弊端。2008年吳起油區首次采用HXS型高效油氣水三相分離器，它具有脫水效果好、自動化程度高、投資少等特點，保證采出水處理后水質合格，完全達到了國家要求的污水回注指標，并有效降低了原油處理成本。隨著油田大規模開發的需要，作為一個集輸技師，現就吳起作業區靖四聯站三相分離器現場獨立計量平穩分離運行的創新方法進行總結，旨在為進一步提高設備管理水平，提升全廠地面工藝水平作出應有的貢獻。

二、三相分離器投運的必然性

端點加藥——管道破乳——大罐溢流沉降脫水工藝模式，但該模式存在以下問題：

（一）是由于沉降罐投運時間較長，罐內加熱盤管長期浸泡在污水中，腐蝕破損嚴重，維護頻繁，影響了聯合站的正常運行；

（二）是污水在沉降罐內停留時間長，污水中細菌繁殖較快，加劇了對下游水源的污染和污水處理設備的腐蝕；

（三）是由于沉降罐脫水為開式流程，油氣蒸發損耗量較大；

（四）是我廠井區生產的原油中常含有大量伴生氣或溶解氣，氣液混合物進入沉降罐內會對罐內油水混合物進行攪拌，同時油氣水不均勻液流對沉降罐沖擊，使沉降罐的液流不平穩；

（五）部分油區原油內有毒氣體含量較大，氣液混合物進入沉降罐內氣液分離，氣體從沉降罐內排出對儲罐、人體的傷害較大。因此為了合理有效的解決這些問題，根據吳起油區低壓低滲的特點，以及作業區進入中后期發展階段，注水強驅技術的大規模應用， 在吳起作業區靖四聯應用HXS型油氣水三相分離器，成功應用后達到了井區伴生氣的回收和原油脫水的目的，為進一步提升全廠地面工藝水平奠定了基礎。

三、HXS型三相分離器介紹

HXS型油氣水三相分離器主要由筒體、填料、靜態攪拌器、自力式壓力調節器、浮子液面調節閥、安全閥、壓力表、閥門、液位自動采集顯示儀等構成。

采用油水界面檢測儀檢測油水界面，通過電動調節閥控制油水界面高度，實現了油水界面的穩定性和可調性，確保分離器在理想狀態下工作，保證了油水分離效果。

吳起作業區靖四聯合站內1#、2#、3#HXS3.0*12.4-0.6-Y三相分離器于2008年11月投用，肩負著站內產進原油油氣水三相分離任務。上游來液經加熱后進入三相分離器處理，兩臺三相分離器并聯運行，平均日處理量約1630m?，屬滿負荷運行，處理后原油平均含水在0.03%，直接進入凈化油罐外輸，所脫污水含油在30mg/l以下。

四、HXS型三相分離器脫水工藝的特點

HXS三相分離器脫水工藝模式與傳統沉降罐脫水工藝模式相比具有以下優點。

（一）脫水效果好。三相分離器脫水時首先除去了油中大部分氣體，減少了氣體對液體的擾動，有利于油水分離，提高了脫水質量。原油脫水率一般達99%以上。經一次脫水后的原油可達凈化原油標準0.5%以下，重質原油1%以下。

（二）自動化程度高。三相分離器采用了配套檢測、控制、記錄、報警等儀器儀表，可實現壓力、界面和油、水液面自動控制與超限報警，自動計量記錄和自控，數據遠傳等，達到無人值守。

（三）簡化了工藝流程。原脫氣脫水流程需二段甚至三段四段流程，設備多，流程復雜。而采用高效三相分離器后，用一段流程、一臺設備頂替了以前的多段流程和多臺設備。其容積負荷為傳統脫水設備的6～8倍。

（四）運行費用低。三相分離器體積小，加熱所需能耗少，結構緊湊，生產維護方便簡單，降低了日常運行費用。

（五）工藝流程密閉。原脫氣脫水流程需二段甚至三段四段流程，設備多，流程復雜。而采用高效三相分離器后，用一段流程、一臺設備頂替了以前的多段流程和多臺設備。采用三相分離器脫水，工藝流程由開式流程變為密閉流程，大大減少了油品的蒸發損耗，降低了站內油氣污染，消減了安全隱患。

（六）投資少。HXS三相分離器比相同處理量的沉降罐投資少，占地面積小、施工期短，移動靈活方便，在平地緊缺的黃土高原上優勢明顯。由于節省了大量的設備、簡化了流程和節省了占地，與舊工藝相比，一般能節省投資20%～50%，同時降低了原油凈化處理能耗。

五、HXS型三相分離器高效運行所需要的條件

（一）平穩進液，上游連續、平穩輸油，保證瞬時進液波動量在設計量的15%以內；（二）高效破乳，加藥濃度控制在150～200ppm，效果較好；（三）運行溫度，三相分離器要求的運行溫度較高，一般在40～50℃間；（四）運行壓力，保證操作壓力在0.13～0.3MPa之間[1]。

六、常規流程運行弊端及改進方法

運行弊端： （一）每具三相分離器來液分流不均。（二）油品不一，對設備結垢腐蝕損壞嚴重。（三）目視化不清，靠閥門控制，有可能造成進液紊亂，出液不均勻。

改進方法：（一）三相分離器前端新增流量計，對每具設備的進液量進行監控調整，使其分液均勻，進液平穩，可實現獨立計量平穩運行。（二）上游阻垢劑、過濾器等，減少設備結垢腐蝕等現象。（三）對每具設備來液瞬時流量監控更為直觀、科學，不用采取人為經驗所造成的不準確性。

七、使用效果及評價

（一）上游加藥，管道破乳，設備采用旋流離心預分離技術，加快相間分離速度，提高分離器效率。（二）采用聚結、整流分離填料，改善分離條件，提高油、水分離效率。（三）采用內壓助排式排泥砂技術，確保容器內分離出的泥砂可以不停產及時排出，為油水有效分離提供更多的有效空間。（四）油氣水砂分離器界面、液位及壓力自動控制，實現操作自動化，消除了人為因素對分離器運行的影響。