三相分離器運行中出現的問題與改進措施

宋春蘭（勝利油田現河采油廠采油二礦王崗聯合站，山東 東營 257068）

現河采油廠采油二礦王崗聯合站原為開式流程生產，原油損耗率1%以上。自從對該站進行密閉流程改造，新上了三臺型號為Φ4000×17600型三相分離器，建成了集油、氣、水密閉分離、原油穩定和輕烴回收于一體的密閉及原油穩定裝置（見圖1）。

圖1 現河采油廠王崗聯合站密閉流程示意圖

作為密閉流程的關鍵設備三相分離器的運行效果直接影響著原油脫水、原油穩定及污水處理生產的正常進行。三相分離器投產后運行狀況良好，分離效果均達到了生產的需要，其沉降和分離效果比兩相分離器和大罐沉降有了很大提高，原油含水由原來流程沉降的15%-20%下降為10%以下，污水含油由原來的500-600mg/L下降到400mg/L以下。由于三相分離器為全密閉運行，簡化了流程并避免了大量的油氣損失，保護了環境。分離器運行兩年后，由于腐蝕穿孔、設備故障、波紋板堵塞及分離器內積砂等原因，分離器在運行中開始陸續出現不正常情況，影響了生產的正常運行。我站從分離器的內部構件和生產運行兩方面入手，對分離器進行技術改造和加強管理維護，使分離器的性能重新得到提高，現將采取的措施供大家一起探討。

1 三相分離器的工藝結構及原理

1.1 油、氣、水臥式三相分離器結構（見圖2）

圖2 分離器的結構圖

1.2 油、氣、水臥式三相分離器原理

油、氣、水混合物由切向進入預脫氣室，依靠旋流分離和重力作用脫出大量的伴生氣，該氣體與分離器脫出的殘余氣體，從分離器上部水平地通過重力沉降區，一起進入氣包，經過捕霧器，除去氣中的液滴后流出分離器，再經過流量計量和壓力控制以后進入氣體系統。脫氣后的油水混合液經過分配器進入水洗室，在含有破乳劑的水層中洗滌破乳。再經過波紋板聚結整流解決油氣水的轉向運動——由垂直向上運動轉為軸向流動，避免水洗激烈的渦流傳到沉降室，同時又起到機械破乳和小顆粒油水液滴聚結的作用。流入油水分離室后依靠油水密度差使油水分層，底部為分出的水層，上部為原油和含有分散水珠的原油乳狀液層。油和乳狀液從堰板上方流至油室，經由液位控制的出油閥排出。水相則依靠壓力平衡經導管從堰板下部進入水室，經由液位控制的出水閥排出。

2 運行中出現的問題及原因分析

三相分離器的結構性能，分離形式和操作條件，均直接影響油、氣分離的效果，我們從日常管理，設備工藝、使用效果等方面進行了探討，尋找影響油、氣分離效果的根源，通過對每臺分離器運行工作狀況的調查和分析，發現分離器存在以下不同程度的問題。

2.1 進口閥門腐蝕對分離器的影響

分離器是井上來液的第一個處理設備，也是承受負荷最大和腐蝕最嚴重的設備。它的腐蝕主要發生在進口閥門，因為分離器進口閥門是側著安裝的，由于氣、液兩相流的沖擊影響，在開、關閥門時容易出現閘板脫位，既打不開、也關不了，不能正常使用。

2.2 波紋板堵塞對分離器的影響

波紋板在油氣初次分離和沉降分離過程中起重要作用，它的作用是減緩來液沖擊力并對其進行聚結整流，使其沿軸向均勻進入沉降段，避免引起沉降段的液面擾動。如果波紋板堵塞，流體出現偏流，就會嚴重影響分離器出口含水。隨著分離器使用時間的增長，波紋板會有不同程度的堵塞，會造成分離器油出口含水升高。

2.3 井上來液對分離器的影響

由于措施井（如酸化井）、開氣井等的影響，井排來液量不穩定，原油乳化嚴重，如果井上加藥量跟不上，就會影響分離器的分離效果，造成油出口含水上升。

2.4 底部積沙對分離器的影響

三相分離器運行過程中，容器底部沿流向會有不同程度的積砂，大量積砂造成容器容積變小，沉降時間縮短，甚至阻礙液體的正常流動，最終導致三相分離器無法正常運行。

3 實施改進的措施

3.1 對閥門進行了改造

我們在閥門閘板兩側焊上加固條，使閘板無法脫出，有效地解決了這一問題，經現場使用證明能大大延長閘門的使用壽命。

同時，我們對分離器內部進行檢查時發現波紋板上塞滿了草根、塑料袋和油泥砂,部分波紋板因為腐蝕和長期沖擊,已經變得松散、破碎。我們對堵塞嚴重的波紋板拆卸下來進行細致清理，對松散的波紋板進行了捆扎，并重新安裝好。這些措施取得了很好的效果，分離器出口含水由處理前的15%左右，下降到5%左右,含水升高現象得到了有效的控制。

3.2 對井上來液問題我們從兩方面采取措施

我們首先采取的是當井上來液量大時多投入一臺分離器并聯工作，這樣使油、水在分離器內有較長的停留時間，利于水珠的沉降。然后是在站外設集中加藥點，根據來液量變化及時調整加藥量，使原油乳化液在管道輸送中破乳，利于油水分離。

3.3 加強分離器的日常管理

我們根據來液含砂量大小確定合理的沖砂、排砂周期和沖砂泵流量，確保正常排砂。為了防止分離器內部積砂，我站規定每星期對分離器進行兩次沖砂。沖砂時從分離器的出口向進口方向沖砂時間依次增加。靠近分離器進口的砂漏斗沖砂時間最長，以減少分離器內的積砂量，保證分離器的分離效果。

4 整改后的效果及應用情況

在清理波紋板后，我站的分離器出口原油含水和污水含油有了明顯改善，使原油含水由此前的20%左右，基本穩定在的7%左右，使分離器出口污水含油由此前的470mg/l左右，降為活動后的320mg/l左右，達到了預期的目的（見表一）。

（表一）整改后分離器原料油含水和污水含油十日統計表

綜合效益：更換波紋板每臺費用為10萬元/臺，通過自己動手清理分離器波紋板，三臺分離器共節約近30萬元。分離器分離效果提高以后，降低了原料油的含水和污水處理水源的水質，不但減少了油中含水對設備的腐蝕，還明顯延長了底水泵的開啟次數，節省了電能。同時也減輕了污水處理設備的處理負擔，而且降低了職工勞動強度，減少了全站處理費用，使生產運行踏上了良性循環，更重要的是保證了整個生產流程的優化運行。

5 結語

我站對三相分離器所采取的技術改進和管理措施,對改善分離器沉降脫水條件,提高分離效果，保證分離器的安全運行和生產指標是有效的,對油氣水三相分離器的現場開發應用及生產管理具有指導價值。

［1］李玉新.油氣水分離技術.中國石油大學（華東）.

［2］顏春者，呂成魁.三相分離器的現場應用及維護［J］.石油機械，2002，30（6）：45-46.