油气集输-油气水分离技术.ppt

1 第三节 油气水三相分离器 三相分离器的结构； 油水界面控制； 工艺计算。 2 一、三相分离器的结构 卧式三相分离器结构（ 1） 3 一、三相分离器的结构 卧式三相分离器结构（ 2） 4 2、立式三相分离器 立式三相分离器采 用一个降液管用来输 送液体，不致干扰撇 沫作用的产生。一个 连通管用来平衡下段 和气体分离段的压力。 分配器或降液管出口 位于油水界面处。 在处理含固体颗 粒的油气水分离时， 可设计成锥体底部， 与水平线成 450或 600角 度。 5 二、油水界面检测 油水界面检则方法； 液位控制。 6 1. 油水界面检则方法 油水界面检测方法主要有电阻法、电容 法、微差压法、短波吸收法。由于插入三相 分离器中的电极容易结垢，造成测量误差， 现电阻法和电容法测量油水界面的方法已很 少使用。 7 （ 1）微差压法 是利用差压计 ， 接受油水界面变化所引起 原油和水静水压差的变化来操纵出水阀的开度 ， 实现油水界面的控制 。 微差压法的优点是克服电极接触油水介质造 成的腐蚀、结垢的影响，无论油水界面是否明 显，都能够正常工作。缺点是油水相对密度差 要求大于 0.1，否则微差压计不能正常工作。 8 （ 2）短波吸收法 短波吸收法是将电能以电磁波的形式传到油水 介质中，根据油、水吸收电能的差异来测量两种介 质的量，从而控制油水界面。 目前，在油田采用的油水界面变送器，能消除 低频干扰，适用不同工况下介质的使用。 短波吸收法法的优点是克服了电极易腐蚀 、 结 垢 、 挂油等现象 ， 界面控制稳定可靠 。 缺点是成本高 ， 需要专门人员进行仪表的维护 保养 。 9 2. 液位控制 10 2. 液位控制 在立式分离器内通常采用的三种不同 的液面控制方法。 第一个是严格的液位控制。一个位移 浮筒用来控制油气界面，调节放油管的控 制阀。另一个界面浮筒用来控制油水界面， 调节水的出口阀。没有使用内部档板或堰 板。适用带有砂粒和固体的工况。 11 第二方法表示使用一个堰板来控制油 气界面处于一个不变的位置。油水更好分 离，提高了油水分离程度，它的缺点是油 箱占据了容器的部分空间，制造费用增加。 另外，沉积物和砂子可能集积在油箱内， 很难排除， 2. 液位控制 12 第三个方法使用了两个堰板，取消了 一个界面浮筒，油水界面位置是用相对于 油堰高度或出口高度的外部水堰板的高度 来控制的。这个类似于卧式分离器的油槽 和堰板的设计。这种系统的优点是取消了 界面液位控制。 缺点是它需要另外的外部管线和空间。 2. 液位控制 13 三、三相分离器计算 两相分离器的设计原则和各种计算公式 同样适用于三相分离器的油气分离部分 。 水中油滴和油中水滴在分离器内的运动 一般在层流范围内 ， 油水两相的分离沉降分 离可用斯托克斯方程计算 14 18 )( 2 lw gd w w 油滴上升或水滴沉降速度 ， m/s； d 油滴或水滴的直径 ， m； 连续相的粘度 ， Pas； w 水的密度 ， kg/m3。 三、三相分离器计算 15 由于油的粘度远大于水的粘度 ， 一般为水 的 5 20倍或更高一些 ， 故从水中分出油滴要 比从油中分出水珠容易得多 ， 三相分离器的设 计常以从原油中除去水滴为主要依据 。 一般希望分离器能将 500m粒径的水珠从 油中分离出来 ， 若能达到上述要求 ， 则不加添 加剂一般就能使原油含水率降至 5 10 左 右 。 三、三相分离器计算 16 为了保证水中油滴或油中水滴有适当的时间 碰撞结合成较大的油滴或水滴以便分离 ， 在设计 分离器时 ， 油水两相所需的滞留时间同样是个重 要因素 。 在没有特别要求的情况下 ， 推荐滞留时 间为 10min； 若油水密度差很小 ， 分离温度又很 低 （ 如 15 左右 ） ， 则滞留时间可增至 20 30min。 三、三相分离器计算 17 第四节 典型分离器的结构 立式油气分离器； 卧式油气分离器； 卧式三相分离器。 18 一、立式油气分离器 如图 2-4-1所示，是一典型立式油气分 离器的结构示意图。结构特点： 多层拆流板； 气流整流板； 波纹板除雾器； 19 图 2-4-1 立式油气分离器 I 初步分离段； II 沉降段； III 积液段 1 壳体； 2 分流汇管； 3 浮子； 4 排液管； 5 折流板； 6 油气混合 物入口； 7 自立式压力 调节阀； 8 气体出口； 9 气体整流板； 10 波 纹除雾器； 11 液面调节 器； 12 原油出口； 13 排污水； 14 人孔； 15 堵头 20 二、卧式油气分离器 如图 2-4-2 所示为一典型卧式分离器， 适用于含气量较高的油气混合物。其特 点表现在： 离心式入口； 气相整流器； 网垫除雾器。 21 图 2-4-2 卧式油气分离器 1离心式分流器； 2整流器； 3网垫除雾器； 4气体出 口； 5气液隔板； 6原油出口； 7防涡排油管； 8堰板 22 三、三相分离器 图 2-4-3 综合型卧式三相分离器简图 1-入口； 2-水平分流器 ； 3-稳流装置 ； 4-加热器 ； 5-防涡罩 ； 6-污水出口； 7-捕雾板 ； 8-安全阀接口； 9-气液隔板； 10- 溢流槽； 11-天然气出口； 12-出油阀； 13-挡沫板 23 图 2-4-4 卧式三相分离器结构图 1 混合物入口； 2 入口分流器； 3 安全阀； 4 保 安装置接口； 5 除雾器； 6 原油脱气区； 7 快速 液位调节器； 8 压力表； 9 仪表用气出口； 10 气 体出口； 11 液位计； 12 膜片阀； 13 污水出口； 14 防涡流板； 15 排污口； 16 原油出口 24 图 2-4-4 所示分离器工作原理图