楊寶榮 王新亮

（青海油田采油三廠，青海 海西州 8 1 6 4 0 0）

一、三相分離器的原理和結(jié)構(gòu)

（一 ）三相分離器的工作原理

如圖1所示的三相臥式分離器，油氣水混合物進(jìn)入分離器后，入口分流器將混合物初步分成氣液兩相，液相引至油水界面以下進(jìn)入集液區(qū)。在該區(qū)內(nèi)，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(jīng)由液位控制的出油閥排出[1]。水從堰板上游的出水閥排出，由油水界面控制排水閥開度，使界面保持一定高度。分流器分出的氣體水平的通過重力沉降區(qū)，經(jīng)除霧后流出分離器。分離器壓力由安裝在氣體管線上的控制閥控制。分離器的液位依據(jù)氣液分離需要可設(shè)在0.5~0.75m間，常采用0.5m。

如圖2表示立式三相分離器原理圖。設(shè)在油水界面下方的配液管使油水混合物在容器整個(gè)界面上分布均勻。自配液管流出的油水混合物在水層內(nèi)經(jīng)過水洗，使部分游離水合并在水層內(nèi)。原油向上流動(dòng)中，原油內(nèi)攜帶的水珠向下沉降；水向下流動(dòng)時(shí)，水內(nèi)油滴向上浮升，使油水分層。原油內(nèi)釋放的氣泡上浮至上方的氣體空間，該空間有平衡管與入口分流器分出的氣體匯合，經(jīng)除霧后流出分離器[2]。

（二 ）油水分離

在三相分離器內(nèi)，把油氣水混合物試樣靜止至于試管內(nèi)，觀察油水分層情況，水層厚度隨沉降時(shí)間的延續(xù)而增加，原油內(nèi)含水率降低。開始水層厚度隨時(shí)間迅速增加，原油含水率迅速降低。一段時(shí)間后水層厚度基本不再增加，原油含水率的降低趨勢平緩。此時(shí)分出的水稱游離水，水層上方為含水率較多的油水混合物稱油水乳狀液，頂層為含水率較少的原油。試管靜止?fàn)顟B(tài)下分出游離水的時(shí)間大于三相分離器內(nèi)分出游離水所需的時(shí)間，因?yàn)槿喾蛛x器常使用水洗技術(shù)促使分出游離水，同時(shí)在流動(dòng)狀態(tài)下會(huì)加速水珠的合并和沉降[4]。

二、三相分離器在七個(gè)泉油田的應(yīng)用

目前七個(gè)泉集輸站三相分離器已投入使用約半年時(shí)間，油、氣、水分離效果良好、穩(wěn)定，水相含油基本保持在150mg/L左右，且各層系來液在三相分離器內(nèi)充分混合，各種離子之間的反應(yīng)已完成，滿足油田洗井的需要。而目前此部分污水的處理方式為：與三相分離器分離出來的油、氣混合輸送至花土溝聯(lián)合站，加入破乳劑后進(jìn)入加熱爐加熱，在進(jìn)入三相分離器分離，分離完成后進(jìn)入水區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步處理，由于七-花輸油管線全長達(dá)到19.5KM，混合液輸送至聯(lián)合站時(shí)溫度基本將從65℃降至35℃，而聯(lián)合站必須對其進(jìn)行加熱后再進(jìn)入三相分離器分離，不但存在重復(fù)加熱的問題，而且增加了七個(gè)泉集輸站的外輸量，也增加了聯(lián)合站設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷，增加了處理成本。

三、問題分析與解決措施

針對上述問題，基建管理部集思廣益，決定利用部分分離器分離污水在七個(gè)泉采油作業(yè)區(qū)進(jìn)行洗井作業(yè)，為其找到合適的"出路"。對七個(gè)泉集輸站工藝流程進(jìn)行改造：新增三座20立方米儲(chǔ)水罐，將三相分離器水相出口流程進(jìn)行改造，新增一條出水流程，使含油污水可以經(jīng)過此流程進(jìn)入三座儲(chǔ)水罐，并在三座儲(chǔ)水罐內(nèi)安裝熱循盤管，與站內(nèi)保溫流程連接，保證含油污水的溫度達(dá)到60℃，當(dāng)七個(gè)泉采油作業(yè)區(qū)有洗井作業(yè)時(shí)，罐車可直接在此處拉液，減少洗凈作業(yè)對清水的使用量，以及熱洗車及罐車的費(fèi)用。

四、產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益分析

七個(gè)泉采油作業(yè)區(qū)目前每周的洗凈作業(yè)量為12口，每次洗井使用清水約為30方-45方，如采用此方案進(jìn)行洗井作業(yè)，每年可節(jié)約清水量約為：12×4×12×40=23040方，經(jīng)初步研究，改造投產(chǎn)后的成本節(jié)約大概包括以下幾個(gè)部分：

1減少洗井用清水費(fèi)用，以每方清水3元計(jì)算，則年節(jié)約成本：23040×3=69120元。

2減少聯(lián)合站破乳劑使用量，目前聯(lián)合站破乳劑加入量為90PPM，每噸破乳劑約為15000元，如減少此部分液量，則年節(jié)約成本為：23040×90÷1000000×15000=20736元

3減少聯(lián)合站天然氣使用量，目前聯(lián)合站加熱爐出口溫度約為70℃，加熱爐熱效率80%，以每立方天然氣2元計(jì)算，年節(jié)約天然氣費(fèi)用約為：

4減少水處理成本，聯(lián)合站目前水處理成本約為14.7元/噸，則年節(jié)約成本為：

23040×14.7=338688 元

合計(jì)：66.4萬元

結(jié)語

綜上所述，三相分離器在七個(gè)泉油田洗井過程中的應(yīng)用，切實(shí)可行，不僅給生產(chǎn)帶來了效益，而且大大減少了生產(chǎn)成本。因此，值得其他油田的借鑒與推廣。

[1]王尊策，時(shí)培明，張淑艷.油水分離內(nèi)部流場的數(shù)值模擬[J].2004，28(6)：22~24.

[2]戴光清，郭榮，李建明.油氣水三相分離器湍流特性研究[J].流體機(jī)械，1996(11)：35~37.