三相分离器现场应用改进措施分析

三相分离器现场应用改进措施分析

【摘要】由于三相分离器处理工艺相对于传统的沉降罐有较明显的优势，近年来，长庆油田采油三厂推广应用三相分离器进行原油脱水，但是，随着油田开发层系的变化，各区块原油含水、含砂、含气情况均有所变化，三相分离器在现场应用过程中逐渐暴露出一些问题。论文通过对三相分离器现场应用情况分析发现：①由于泥砂不断沉积，排砂效果不理想；②流体冲蚀和腐蚀严重，防腐效果不理想；③部分站点原油含气量低或无气，无气状态下运行存在问题。本文对发现的问题，指出了改进方向，为三相分离器的高效经济运行及现场选择应用起到了一定的指导作用。

【关键词】三相分离器存在问题改进措施

1 采油三厂三相分离器应用现状

目前采油三厂应用三相分离器30台，hxs型28台，hbp型2台，分布情况如表1所示：

2 三相分离器现场应用存在问题

2.1 排砂效果不理想，缩短维护周期，增加运行成本

三相分离器经过一段时间运行后，容器底部沿流向会有不同程度的杂质和泥沙沉积，尤其是沉降分离段积砂更为严重，大量积砂造成容器容积变小，从而造成设备的液体有效处理能力大大减少，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，出口指标变差。

目前采油三厂使用较多的hxs型三相分离器，其排砂系统除砂原

理是泥砂在重力作用下沉降至集砂斗后排出，当泥砂沉积量不断增加后，依靠重力沉降除砂效果不是十分理想，在集砂斗的远端和部分死角泥砂仍会不断沉积，泥砂沉积到一定量后，三相分离器处理效率降低，油水出口指标不合格，必须打开容器清理。由于排砂效果不理想，不仅影响生产的正常运行，也缩短了三相分离器的维护周期，增加了运行成本。

2011年采油三厂三相分离器因积砂清理维护情况如表2所示：2.2 内部附件及内壁腐蚀严重，维护周期短，成本高

在整个分离过程中，由于来液流速高且掺杂着泥砂，对分离器进口处造成很强的冲蚀与磨蚀。滞流在分离器下部的是具有很强腐蚀性的水相，分离出来的污水，不仅矿化高度，cl2含量高，ph值低，而且还含有co2、h2s以及硫酸盐还原菌（srb）。这些因素使污水成为了腐蚀性极强的介质，并导致三相分离器内部受到强烈的电化学腐蚀。

目前采油三厂使用的hxs型三相分离器，其防腐方法是采用防腐涂层与牺牲阳极保护相结合，但这种方式在结构复杂的罐内存在保护死角，在使用一段时间后底层处理不好的焊接等处涂层会出现脱落现象，加快罐体及罐内附件腐蚀；同时牺牲阳极块在这种强腐蚀性环境中保护周期短，不能随时更换，更不能随时监测其保护状态，造成本体及焊缝处腐蚀穿孔渗漏，严重影响油田正常生产。

2.3 无气状态时，油水外输存在问题

三相分离器将油、气、水分离后，通过控制气相压力来保持油、

水的稳定外输，一般控制压力0.2mpa以上即可顺利将油、水顺利输送至下游储罐。但是由于开发的层系的不同，部分区块油气比较低，伴生气含量较少或无气，无法保证三相分离器正常运行压力，从而导致油、水无法正常外输。

采油三厂应用的hxs型三相分离器大多数在有气状态下运行，可以通过气相压力来控制油、水外输，但是均未考虑在无气状态下的运行情况，随着油田开发后期伴生气含量下降及部分开发层系伴生气含量低或无气等情况的出现，将无法保证三相分离器的正常运行。

3 针对存在问题的改进方向

3.1 新式hbp-ws3000×12400-0.6/1油气水砂分离器，排砂能力强

新式hbp-ws3000×12400-0.6/1油气水砂分离器底部设有专用的分砂及排砂内件，可以实现不停产定期排砂，确保分离器内的积砂能及时排出，冲砂水接口仅作备用。采用内压助排式排泥砂技术，确保容器内分离出的泥砂及时排出，为油水有效分离提供更多的有效空间。

罐体底部有5个集砂斗分别连接引砂管线，通过开启引砂管线阀门，利用两端压差即可将泥砂排出，可实现不定期排砂。同时，在罐体上安装有冲砂水接口，连接罐内部沿轴向并排的两根冲砂管，冲砂管上分布有多个冲砂嘴，当内压助排效果不理想时，可利用冲砂水接口连接水管线进行强制排砂，不影响正常生产，也可节约维

护成本费用。

3.2 开发应用防腐新技术

针对目前采油三厂应用的防腐涂层与牺牲阳极阴极保护相结合

的防腐办法，开发应用新的防腐方法，提高三相分离器的防腐力度，缩短维护周期，降低运行成本。

3.2.1？应用阴极保护新技术

外加电流阴极保护技术，即是对钢体施加阴极电流，使其电极电位从平衡电位向负移动至免蚀区，强行抑制阴极表面的腐蚀化学反应，来实现对阴极的保护。采用一恒电位仪与罐内辅助阳极连接形成电回路，给大罐罐体加上阴极电流，使其阴极极化以达到保护的目的。

3.2.2？开发应用新型防腐涂料

由于三相分离器的特殊运行状态以及内壁中介质的重腐蚀性，对防腐涂料有其特殊的要求，必须有抗冲刷、高耐磨、化学稳定性高的特点。开发应用的新型涂料应该具有良好的结合力、柔韧性、抗冲刷能力和耐磨性能，还应具有优良的耐酸、碱、盐水溶液的腐蚀能力，以及很好的耐污水、污油腐蚀性，以满足内壁防腐蚀需要。

3.3 无气状态下三相分离器正常运行应对措施

三相分离器后期运行过程中，如果完全没有伴生气，目前已安装的设备如何运行，根据现场实际情况可按以下两种方式来解决。3.3.1？对于设计时未考虑有气无气都能运行的设备

这类设备在沉降室没有设计导波雷达孔，同时水室顶部也不完全

封闭。这种设备在后期无气时，可以在三相分离器的油水出口分别安装管道泵、变频器，利用目前已安装的导波雷达液位计采集的油水室液位信号，直接输入变频器，根据液位高度控制变频的频率和泵的排量，从而控制油水室液位的高度。

3.3.2？对于设计时已考虑有气无气都能运行的设备

这类设备在沉降室设计有导波雷达孔，同时水室顶部完全封闭。有气时将水室顶部与沉降室顶部的连通阀打开，正常运行。当后期无气时，将此阀门关闭。这时需要在沉降室安装一根导波雷达界面仪，在水出口安装一台电动调节阀。运行时，容器排液依靠来液压力，油室常开，排水要根据导波雷达界面仪的信号控制水出口电动调节阀的开度，从而控制沉降室油水界面高度，油水室高度不再考虑。

4 结论

本文通过对三相分离器在现场应用过程中存在的问题进行了讨论分析，指出了解决目前存在问题的方向和措施，为油田三相分离器经济高效运行提供了依据：

（1）对于含砂量较大及后期开发含砂量可能上升的区块，目前使用的hxs型三项分离器排砂效果不理想，可应用新型排砂能力强的hbp型三相分离器，减少因泥砂清理对正常生产的影响，。（2）三相分离器的防腐是影响其经济运行的关键因素之一，目前使用的防腐涂层和牺牲阳极保护阴极相结合的方法，其效果还可以通过应用新型涂料和新的阴极保护技术来加强。