油气水三相分离器技术简介

原油稳 定
石油蒸汽
原油储 输油 存
油罐 底水
计量
用 户
天 然 气
天然气
天然气脱水
烃液产品
天然气液 烃回收 烃液产品 储存
烃液产品
用 户
计量
输油 水
采 出 水 采 出 水 含 油 污 水
水
干天然气
输气 计量
用 户
油气水分离及原油脱水技术
游离水脱除器
油气水三相分离器（立式）
油气水三相分离器（卧式）
布液管
SXF高效三相分离器的结构改进措施
气出口 射频导纳仪
溢 油 挡 板
进口
斜板组
波纹板组 整 流 板 组
油出口 水出口
布液管
进口布液管增加延伸直管， 增加分离器的有效分离长 度，提高分离效率
SXF高效三相分离器的结构改进措施
气出口
射频导纳仪
溢 油 挡 板
进口
斜板组
波纹板组 整 流 板 组
油出口 水出口
结构形式1：（轻质原油三相分离器）
结构形式2：（中重质原油三相分离器）
结构形式5：（油水深化处理及含聚采出液三相分离 器）
结构形式3：（轻质原油带加热三相分离器）
针对不同的油品性质和现场要 求，设计了不同内部结构的三 相分离器，实现了系列化
水滴的沉降速度计算
水滴的分离条件
具有一定沉降速度的水滴在分离器中能否沉降至集水部分还 取决于分离器的型式和分离器重力沉降部分中液体的流速。
影响分离的因素
1、液滴间的相互作用 -----乳化特性的影响 2、油水物性的影响 3、处理温度的影响 4、压力和含水量的影响 5、流场分布不均的影响 6、内环流的影响 7、流态变化的影响 8、油水界面的影响 9、长度直径比的影响
原油乳状液 乳化液是一种非均相液体体系，它由两种不互溶的 液体组成，而且其中一种液体以液滴形式直接分散在第 二种液体中。乳化液与一种液体在另一种液体中的简单 分散体不同，乳化液中存在着一种能抑制聚结现象的乳 化剂，因此液滴相互接触时发生聚结的概率大为减小。 乳化液中以小液滴形态存在的那一部分则称作内相、 分散相或非连续相。
液 面 界 面 控 制 方 案
固定堰板式
溢流堰板式
ຫໍສະໝຸດ Baidu
可调堰板式 桶堰板式
油气水分离及原油脱水技术
油气水三相分离器界面控制原理
油气水分离及原油脱水技术
几种典型的分离器结构
1一油气水混合物入口；2－入口分流器；3一安全阀； 4一保安装置接 口； 5一除雾器； 6一原油脱气区； 7一快速液位调节器；8一压力表； 9一仪表用气出口；l0一气体出口一液位计；12一膜片阀；13一污水出 口； 14一防涡流板；15一排污口；16一原油出口
SXF高效三相分离器的结构改进措施
气出口 射频导纳仪
溢 油 挡 板
进口
斜板组
波纹板组 整 流 板 组
油出口 水出口
布液管
增高溢油挡板， 提高油水的分 离效率。
SXF高效三相分离器的结构改进措施
气出口 射频导纳仪
溢 油 挡 板
进口
斜板组
波纹板组 整 流 板 组
油出口 水出口
布液管
气出口设除雾器，保证 天然气的分离效果。
油气水分离及原油脱水技术
乳 化 液 的 类 型
原油乳状液
乳 化 液 的 定 义
油 包 水 乳 状 液
油气水分离及原油脱水技术
原油乳状液
乳 化 液 的 定 义
油相多重乳化
油气水分离及原油脱水技术
原油乳状液
乳化液形成的三个必要条件是:
原 油 乳 化 液 的 形 成
(1)油田采出物有原油和水，二者不互溶。
江汉XSL-Ⅰ型三相分离器
1－异型蝶阀 2－捕雾器 3－气液挡板 4－集气包 5－液位（界 面）调节机构 6－出油阀 7－出水阀 8－出水分液包9－蛇形板 整流机构 10－转向器 11－均质分液流 12－瓣形预分离头
中原油田对三相分离器
1－气液进口 2－气预分离室 3－天然气出口 4－气除液室 5－ 集水和高度调节装置 6、7－油、水出口 8－排污口 9－集水管 10－聚结板 11－人孔 12－防冲反射器 13－安全阀接口
3、可以对气体初步分离
A 旋风分离式入口装置
B 立式单旋风分离器气液分离
三相分离器优化结构－嵌入式脱气
嵌入口脱气装置采用了静态透平技术。通过第一个透 平装置，两相混合物（气体、液体）发生旋转。由于密度 差异，气体会进入装置的中心，生成稳定的气核。这些气 体以及一部分液体被移除，进入垂直的净气装置。在净气 装置中，液体从气体中分离出来然后进入主管线，最终洁 净的气体离开净气装置。
取样部位 水珠粒径 um 油井井口 l一200 油井井口 5-25 分离器进口 离心泵出口 3-10 3-5
乳 化 的 防 止
泵进口水珠粒径变化情况
取样部位 有水分层时间 分出游离水 油相颜色
泵进口
泵出口
30
60
60
20
黑
红褐色
油气水分离及原油脱水技术
原油乳状液 采油时能使油完全与水隔绝和(或)防止油井产出流体 受到各种形式的搅拌，就不会生成乳化液。在一些油 井中，要把水完全隔绝是困难的或者是不可能的，同 时，防止搅拌几乎也是不可能的。所以，许多油井必 然会产生乳化液。然而，在一些场合下，乳化作用是 由于操作方法不当而加重的。 杆式泵抽油井抽油速度过大，柱塞和凡尔维护不良; 利用重力流动输送的地方用泵输送流体，都会造起不 必要的扰动。如果条件许可，在油一水分离之前要尽 量减少因流经离心泵，油嘴和控制阀而引起的压力降。
三相分离器优化结构
叶片式填充件和旋风分离器取代了金属网垫。而 且旋风分离器还可以沿轴线安装在气体的出口处。 紧凑旋风分离器或者内嵌式装置安装在主分离器的 前部，进行部分分离；分离出的气体进入净气器。
油气水分离及原油脱水技术
三相分离器优化结构－旋风捕雾装置
尽管旋风分离器尺寸较小， 但是可以用于移除液雾。与传 统的捕雾器相比，旋风式捕雾 装置具有效率高、可以脱除小 液滴以及污垢小等优点。在旋 风式分离器内，流体沿切线进 入气体出口管。液体被甩到分 离器外壁，并流到底部。气体 以相反的方向从内管流出。在 轴流式旋风分离器里，管内静 止的透平机使流体产生旋转， 气体的吹扫作用使液膜沿着裂 缝被移除。
卧式油气水三相分离器
油气水分离及原油脱水技术
几种典型的分离器结构
卧式油气水三相分离器
油气水分离及原油脱水技术
几种典型的分离器结构
Monarch分离器
卧 式 油 气 水 三 相 分 离 器
A－容器，B－Skidor鞍，C－入口分流器，D－分配挡板，E－ Monarch聚结组件，F－泡沫破碎器，G－涡流消除器，H－废油 坑和堰，I－除雾器，J－冲砂系统。
油气水分离及原油脱水技术
HNS型高效三相分离器
辽河油田稠油三相分离器
1－排气口 2－除雾器 3－人孔 4－油溢流槽 5－溢流板 6－PERFORMAX板 7 －减速器 8－物料进口 9－折流板 10－鞍式支座 11－排污管 12－冲砂管13－集砂 槽 14－除油管 15－溢流隔板 16－溢流槽底板 17－出油口 18－出水口
A 油水交叉流动分离器
B 油水交叉流动分离器中聚结部分
C 油水交叉流动分离器中分离段
油气水分离及原油脱水技术
油气水三相分离器
三 相 分 离 器 内 部 构 件
除砂喷嘴和排砂口
油气水分离及原油脱水技术
油气水三相分离器（立式）
液 面 界 面 控 制 方 案
油气水分离及原油脱水技术
油气水三相分离器（卧式）
进口管后设迷宫整流板， 进行整流，并且具有除 砂、聚结的作用
布液管
SXF高效三相分离器的结构改进措施
气出口 射频导纳仪
溢 油 挡 板
进口
斜板组
波纹板组 整 流 板 组
油出口 水出口
布液管
利用波纹板进行油气水得 聚结，提高分离效率
SXF高效三相分离器的结构改进措施
气出口 射频导纳仪
溢 油 挡 板
进口
溢 油 挡 板
进口
斜板组
波纹板组 整 流 板 组
油出口 水出口
布液管
根据理论分析和内构件 的研究，优化了三相分 离器结构尺寸。
SXF高效三相分离器的结构改进措施
气出口
射频导纳仪
溢 油 挡 板
进口
斜板组
波纹板组 整 流 板 组
油出口 水出口 进口采用旋流预分离筒， 提高了气液的分离效率， 可以减小气相空间，增加 油水的有效容积，提高油 水的分离效果。
三相分离器优化结构
一般来说，分离器构件的优化可 以考虑下面几个因素： 1、入口构件的改造
2、嵌入式分离
3、部分分离
4、新型集液器
三相分离器优化结构－入口优化
旋风分离装置在入口构件中得到广泛的应用，因为它能够 使泡沫破碎和气液分离。旋风分离式入口装置的优点为： 1、入口动能可以比较高
2、具有消泡的作用
江苏油田三相分离器
1－进口 2－一次捕雾 3－二次捕雾 4－气出口 5、6－油、 水出口 7－波纹板 8－折流板 9－散流板 10－瓷环 11－ 换热器 12－调节手轮 13－可调堰管 14－视镜
几种典型的分离器结构
胜利分离器
油气水分离及原油脱水技术
SXF高效三相分离器的结构改进措施
气出口
射频导纳仪
A 典型的捕雾器
B 不同类型的旋风分离装置
油气水三相分离器 板式聚结器
三 相 分 离 器 内 部 构 件
•平行板隔油器； •波纹板隔油器； •交叉流分离器
油气水分离及原油脱水技术
油气水三相分离器 板式聚结器
三 相 分 离 器 内 部 构 件
•平行板隔油器； •波纹板隔油器； •交叉流分离器
A)平行板波纹填料
高效油气水处理技术
油气水三相分离器技术简介
郭长会
2010 年 10 月
影响分离的因素
1、液滴间的相互作用 -----乳化特性的影响 2、油水物性的影响 3、处理温度的影响 4、压力和含水量的影响 5、流场分布不均的影响 6、内环流的影响 7、流态变化的影响 8、油水界面的影响 9、长度直径比的影响
斜板组
波纹板组 整 流 板 组
油出口 水出口
布液管
采用斜板聚结分离填料，实 现聚结和分离作用的合一， 提高油水的分离效率。
SXF高效三相分离器的结构改进措施
气出口 射频导纳仪
溢 油 挡 板
进口
斜板组
波纹板组 整 流 板 组
油出口 水出口
布液管
采用射频导纳油水界面检测仪，检测 控制油水界面，简化水腔结构，增加 了设备的有效容积。
乳 化 液 的 定 义
在原油和水组成的大部分乳化液中，水是细分散在 油中的。水滴的球形是界面张力作用的结果。界面张力 作用于水滴，使水滴与油接触的面积尽可能小。这就是 油包水型乳化液，被称为“正常”乳化液。油也可以分 散在水中，形成水包油乳化液，后者被称为“反向”乳 油气水分离及原油脱水技术 化液。
B)自支承式波纹板填料
C)峰谷搭片式波纹填料
油气水分离及原油脱水技术
油气水三相分离器 板式聚结器
三 相 分 离 器 内 部 构 件
•平行板隔油器； •波纹板隔油器； •交叉流分离器
油气水分离及原油脱水技术
油气水三相分离器 板式聚结器
三 相 分 离 器 内 部 构 件
•平行板隔油器； •波纹板隔油器； •交叉流分离器
油气水分离处理工艺，是将从 油井收集的油气水混合物进行气液 分离、油水沉降、原油脱水、天然 气净化等对油井产出物进行初加工 的过程，是油田集输处理工程的核 心部分。
分井计 量
混 合 物 油 气 水
油气水分离脱水工艺中的主要分离形式
含水原油 脱水原油 出矿原油 出矿原油
砂
油气水分离
集油
原油 脱水 水
大庆油田聚丙烯波纹板网填料三相分离器
1－混合液进口 2－斜管 3－导气管 4－分离进口 5－进液室 6－沉降室 7－波纹板填料 8－固定堰板 9－导油管 10－可调堰板 11－水室 12－油室 13－油出口 14－水出口 15－浮子液位计 16－捕雾器 17－分气包 18－气出口 19－鞍座 20－旋流除砂器
SXF高效三相分离器的结构改进措施
气出口
射频导纳仪
溢 油 挡 板
进口
斜板组
波纹板组 整 流 板 组
油出口 水出口
分离器底部设冲砂盘管和 集砂包结构，保证可靠清 砂，防止泥砂在分离器内 的淤积，保证油水的分离 效率。
布液管
SXF高效三相分离器的结构改进措施 设备的结构改进和系列化 结构形式4：（中重质原油带加热三相分离器）
原油乳状液 原油中所含的水分，有的在常温下用简单的沉降法短 时间内就能从油中分离出来，这类水称为游离水；有 的则很难用沉降法从油中分离出来，这类水称乳化水， 它与原油的混合物称油水乳状液，或原油乳状液。乳 化水需采取专门的措施才能脱除。 一种是水以极微小的颗粒分散于原油中，称为： “油包水”型乳状液，用符号w／o表示，此时水是内 相或称分散相，油是外相或称分散介质，因外相液体 是相互连接的，故又称连续相 ； 另一种是油以极微小颗粒分散于水中，称为：“水 包油”型乳状液，用符号o／w表示，此时油是内相， 水是外相。
(2) 原油中有足够的胶质、沥青质、环烷酸、地层岩 屑、泥砂等，它们都是天然的、高性能的乳化剂。
(3) 在油田开发和油气集输过程中，油、水、乳化剂 三者共聚一体，在油井井筒、油嘴、管道、阀件、机 泵中充分接触混合。特别是在油田伴生气的参予下， 其搅拌更为激烈。
油气水分离及原油脱水技术
原油乳状液 集油过程原油中水珠粒径变化情况