浅析油气分离器工作原理使用中常见问题的处理

潘俊宏

摘要：近年来，随着各种结构不同的新型油气分离器投入使用，对内置附件及进气管的结构也进行了重点改进，从而达到了更好的油气分离效果。本文主要探讨油气分离器工作原理、使用中常见问题的处理。

关键词：油气分离器；工作原理；效果

中图分类号： U664.5+6 文献标识码： A 文章编号：

地层中的石油到达油气井口继而沿出油管或采气管流动时，随着压力和温度条件的变化，常形成气液两相。为了满足油气井产品计量、矿场加工、储存和输送的要求，必须将它们按液体和气体分开，成为通常所说的原油和天然气，这就是油气分离。

1油气分离的机理

油气分离缓冲罐工作原理是：油气混合物从进油口进入缓冲罐，经过能量吸收器后喷到缓冲隔板上，因压力降低加之扩散作用，使原油中溶解的天然气游离出来。分离后的油靠自重落到底部，经过破沫网破沫后从油出口排出，而携带有小油滴的天然气，又经过气体整流器和捕雾器后，从出气口排出。根据油气分离机理的不同，目前常用的分离方法有重力分离、碰撞分离和离心分离等方法。

1.1重力分离

重力分离是利用原油与天然气密度的不同，在相同条件下所受地球引力不同的原理进行分离。这是目前所用的最基本的油气分离方法。实现重力分离的基本途径是使油气混合物所处的空间增大，压力降低，溶于原油中的天然气在重力

差的作用下分离出来。

1.2 碰撞分离

碰撞分离是根据分子运动的机理，在油气分子运动的碰撞接触过程中进行的。这种分离方法，主要用于从天然气体中除油，是一种辅助的油气分离方法。常用的有各种分离器中的除雾器，如过滤式分离器等。当含有微液量的天然气通过分离器的滤管时，发生碰撞作用，使雾状分散于气体中的原油聚结成较大的油滴从气体中分离出来。

1.3 离心分离

离心分离是利用油气混合物作回转运动时产生的离心力进行油气分离的。这种分离方式，常作为辅助手段，用在重力式油气分离器的入口作为分流器。

图1 含有原油稳定的三级油气分离系统

如上图所示，含有原油稳定的油气分离系统的特点：采用了高、中、低压三级分离，提高了原油的分离效果。在油罐前设置负压闪蒸装置，避免了大量的气体进入油罐，增加了原油收率。该系统适用于气油比较高的油气混合物的分离[2]。在筒体内设置了隔筒，油气混合物沿着筒体与隔筒间的通道，旋转形成了离心力，从而达到分离的目的。

2存在的问题

由于不同油藏及油藏的不同时期的油气比存在差别，油气分离缓冲罐在使用中逐渐暴露出工艺设计存在的缺陷。一是生产出来的天然气气量调节范围小。在实际生产中，在一些油田开采初期或者油气比高的油田，增压点或接转站上的油气分离缓冲罐分离出的气量比较大，远远大于站点生产和生活用气需要。多余的气体由于现有混输工艺的限制，无法和原油再重新混合后输送，而大部分站点没有铺设输送天然气的管线，多余的天然气几乎全部采用点火炬燃烧掉，造成大量的燃料浪费和环境污染。同时，由于上游站点原油中的大量气体分离，造成下游站点的原油不能分离出足够的油田气来满足加热和其他生产需要。二是分离出的天然气中含有大量水蒸气和高碳轻烃组分。用管道输送，在冬季随着温度降低，易从气态相变为液态相，堵塞管线，影响正常生产。在处理冻堵管线时，由于轻烃组分燃点低，容易使轻烃燃烧，造成烧伤员工的事故。

3油气分离器在使用中常见问题的解决方法

为保证设备有一个稳定和良好的工作状态，要求设备运行过程中有稳定的工作压力和液面，国内外还研制了可靠的仪器、仪表供配套使用，使油、气、水的分离技术有了较大幅度的提高。

(1)在缓冲罐天然气出口增加一个冷凝分离器，主要作用是：冷凝含有水蒸气和高碳轻烃组分的天然气，经过冷凝后，部分水蒸气变成液态水，高碳轻烃组分变成液态轻烃，这些液态成分依靠重力作用，流回到缓冲罐中。经这样简单其处理后，天然气含的水蒸气和高碳轻烃组分大部分可以除去，从而减少天然气中易凝结变成液态相的组分，提高其品质[3]。

(2)在缓冲罐罐体内增加一组天然气加热盘管，冬季运行时，可以将分离后冷凝过的天然气再次加温后，输送到站内天然气管道内，用于生产加热需要。

(3)在原来结构的缓冲罐上增加了一个进油三通阀和一个辅助进油口，利用进油三通阀阀芯位置，调节主进油口和辅助进油口的油量。主进油口就是原缓冲罐的进油口，辅助进油口直接与缓冲罐下部联通，主进油口的油经过能量吸收器、缓冲板等，实现油气分离；辅助进油口的油进入缓冲罐后，只自然分离很少一部分天然气，通过调节三通阀阀芯位置，实现缓冲罐天然气产量的调整。

通过对油气分离缓冲罐的改进，实现了天然气产量的调节，多余的天然气溶解在原油中，没有被分离出来，用泵输送到下游的站点，然后再分离，用于加热、发电和生产液化气。通过对缓冲罐气体流程工艺的改进，减少了分离出来的天然气中水蒸气和高碳轻烃的组分，提高了天然气的品质。

结论

由上面介绍的分离器可以看出，凝析气田上使用的高压、低温分离器，在结构、原理上和一般油气分离器一样，都是利用了重力、离心力和碰撞作用进行机械分离的。在分离器的入口分离段、重力沉降段、气出口捕雾器、集液段等处都采用了高效结构，提高了分离器的分离效率。

参考文献：

[1]邓志安，贾琳，孙洁，丁馨. 油气分离器内整流元件分离流场的数值模拟[J]. 西安石油大学学报(自然科学版)，2010，(4)：80-81.

[2]谢晓勤，徐文超. 油气分离设备在油气集输中的应用[J]. 石油和化工设备，2012.7：89-90.

[3]关丽. 浅析油气分离技术及在油田上的应用[J]. 内蒙古石油化工，2011.08：102-104.