三相分离器运行中出现的问题与改进措施

宋春兰（胜利油田现河采油厂采油二矿王岗联合站，山东 东营 257068）

现河采油厂采油二矿王岗联合站原为开式流程生产，原油损耗率1%以上。自从对该站进行密闭流程改造，新上了三台型号为Φ4000×17600型三相分离器，建成了集油、气、水密闭分离、原油稳定和轻烃回收于一体的密闭及原油稳定装置（见图1）。

图1 现河采油厂王岗联合站密闭流程示意图

作为密闭流程的关键设备三相分离器的运行效果直接影响着原油脱水、原油稳定及污水处理生产的正常进行。三相分离器投产后运行状况良好，分离效果均达到了生产的需要，其沉降和分离效果比两相分离器和大罐沉降有了很大提高，原油含水由原来流程沉降的15%-20%下降为10%以下，污水含油由原来的500-600mg/L下降到400mg/L以下。由于三相分离器为全密闭运行，简化了流程并避免了大量的油气损失，保护了环境。分离器运行两年后，由于腐蚀穿孔、设备故障、波纹板堵塞及分离器内积砂等原因，分离器在运行中开始陆续出现不正常情况，影响了生产的正常运行。我站从分离器的内部构件和生产运行两方面入手，对分离器进行技术改造和加强管理维护，使分离器的性能重新得到提高，现将采取的措施供大家一起探讨。

1 三相分离器的工艺结构及原理

1.1 油、气、水卧式三相分离器结构（见图2）

图2 分离器的结构图

1.2 油、气、水卧式三相分离器原理

油、气、水混合物由切向进入预脱气室，依靠旋流分离和重力作用脱出大量的伴生气，该气体与分离器脱出的残余气体，从分离器上部水平地通过重力沉降区，一起进入气包，经过捕雾器，除去气中的液滴后流出分离器，再经过流量计量和压力控制以后进入气体系统。脱气后的油水混合液经过分配器进入水洗室，在含有破乳剂的水层中洗涤破乳。再经过波纹板聚结整流解决油气水的转向运动——由垂直向上运动转为轴向流动，避免水洗激烈的涡流传到沉降室，同时又起到机械破乳和小颗粒油水液滴聚结的作用。流入油水分离室后依靠油水密度差使油水分层，底部为分出的水层，上部为原油和含有分散水珠的原油乳状液层。油和乳状液从堰板上方流至油室，经由液位控制的出油阀排出。水相则依靠压力平衡经导管从堰板下部进入水室，经由液位控制的出水阀排出。

2 运行中出现的问题及原因分析

三相分离器的结构性能，分离形式和操作条件，均直接影响油、气分离的效果，我们从日常管理，设备工艺、使用效果等方面进行了探讨，寻找影响油、气分离效果的根源，通过对每台分离器运行工作状况的调查和分析，发现分离器存在以下不同程度的问题。

2.1 进口阀门腐蚀对分离器的影响

分离器是井上来液的第一个处理设备，也是承受负荷最大和腐蚀最严重的设备。它的腐蚀主要发生在进口阀门，因为分离器进口阀门是侧着安装的，由于气、液两相流的冲击影响，在开、关阀门时容易出现闸板脱位，既打不开、也关不了，不能正常使用。

2.2 波纹板堵塞对分离器的影响

波纹板在油气初次分离和沉降分离过程中起重要作用，它的作用是减缓来液冲击力并对其进行聚结整流，使其沿轴向均匀进入沉降段，避免引起沉降段的液面扰动。如果波纹板堵塞，流体出现偏流，就会严重影响分离器出口含水。随着分离器使用时间的增长，波纹板会有不同程度的堵塞，会造成分离器油出口含水升高。

2.3 井上来液对分离器的影响

由于措施井（如酸化井）、开气井等的影响，井排来液量不稳定，原油乳化严重，如果井上加药量跟不上，就会影响分离器的分离效果，造成油出口含水上升。

2.4 底部积沙对分离器的影响

三相分离器运行过程中，容器底部沿流向会有不同程度的积砂，大量积砂造成容器容积变小，沉降时间缩短，甚至阻碍液体的正常流动，最终导致三相分离器无法正常运行。

3 实施改进的措施

3.1 对阀门进行了改造

我们在阀门闸板两侧焊上加固条，使闸板无法脱出，有效地解决了这一问题，经现场使用证明能大大延长闸门的使用寿命。

同时，我们对分离器内部进行检查时发现波纹板上塞满了草根、塑料袋和油泥砂,部分波纹板因为腐蚀和长期冲击,已经变得松散、破碎。我们对堵塞严重的波纹板拆卸下来进行细致清理，对松散的波纹板进行了捆扎，并重新安装好。这些措施取得了很好的效果，分离器出口含水由处理前的15%左右，下降到5%左右,含水升高现象得到了有效的控制。

3.2 对井上来液问题我们从两方面采取措施

我们首先采取的是当井上来液量大时多投入一台分离器并联工作，这样使油、水在分离器内有较长的停留时间，利于水珠的沉降。然后是在站外设集中加药点，根据来液量变化及时调整加药量，使原油乳化液在管道输送中破乳，利于油水分离。

3.3 加强分离器的日常管理

我们根据来液含砂量大小确定合理的冲砂、排砂周期和冲砂泵流量，确保正常排砂。为了防止分离器内部积砂，我站规定每星期对分离器进行两次冲砂。冲砂时从分离器的出口向进口方向冲砂时间依次增加。靠近分离器进口的砂漏斗冲砂时间最长，以减少分离器内的积砂量，保证分离器的分离效果。

4 整改后的效果及应用情况

在清理波纹板后，我站的分离器出口原油含水和污水含油有了明显改善，使原油含水由此前的20%左右，基本稳定在的7%左右，使分离器出口污水含油由此前的470mg/l左右，降为活动后的320mg/l左右，达到了预期的目的（见表一）。

（表一）整改后分离器原料油含水和污水含油十日统计表

综合效益：更换波纹板每台费用为10万元/台，通过自己动手清理分离器波纹板，三台分离器共节约近30万元。分离器分离效果提高以后，降低了原料油的含水和污水处理水源的水质，不但减少了油中含水对设备的腐蚀，还明显延长了底水泵的开启次数，节省了电能。同时也减轻了污水处理设备的处理负担，而且降低了职工劳动强度，减少了全站处理费用，使生产运行踏上了良性循环，更重要的是保证了整个生产流程的优化运行。

5 结语

我站对三相分离器所采取的技术改进和管理措施,对改善分离器沉降脱水条件,提高分离效果，保证分离器的安全运行和生产指标是有效的,对油气水三相分离器的现场开发应用及生产管理具有指导价值。

［1］李玉新.油气水分离技术.中国石油大学（华东）.

［2］颜春者，吕成魁.三相分离器的现场应用及维护［J］.石油机械，2002，30（6）：45-46.