摘要：三相分离器运行效果直接影响着净化油的含水以及污水含油、含机杂、含铁的高低。而深度水处理一直是生产中的一个难题，所以就必须提高三相分离器的运行效果，改善出水指标，减轻下游水处理负荷。通过三相分离器运行参数中的来液温度、药剂浓度、来液压力三因素对三相分离器原油处理效果的影响规律进行分析，并提出了三项分离器运行参数的措施，增强了三相分离器的原油处理效果。
关键词：三相分离器；效果；因素；参数
目前，三相分离器已广泛应用于油田采油，三相分离器运行效果的好与坏直接影响着净化油的含水以及污水含油、含机杂、含铁的高低。而油田采出水回注时，要对水中的悬浮物、油等多项指标进行严格控制，防止其对地层产生伤害。而深度水处理一直是生产中的一个难题，所以就必须提高三相分离器的运行效果，改善出水指标，减轻下游水处理负荷。为了摸索三相分离器运行过程中运行温度、处理量、维护清理周期、上游输油平稳程度等因素对三相分离器运行效果的影响，改善三相分离器出油含水、出水含油、含机杂、含铁等指标。我们对影响三相分离器运行效果的各个因素进行了现场试验。
1三相分离器的结构及工作原理
气水三相分离器是依靠油、气、水之间的互不相容及各相间存在的密度差进行分离的装置，三相分离器结构油气水混合物工艺路线如下：油气水混合物由入口进入一级捕雾器，首先将大部分的气体分离出来通过气体导管进入二级捕雾器，与从设备内分离出的气体一起流出设备，在此设有旋液分离装置，同时对油水进行预分离，预分离后的液体则通过落液管流入液体流型自动调整装置，对流型进行整理，在流型整理的过程中，作为分散相的油滴在此进行破乳，聚结，而后随油水混合物进入分离流场，在分离流场中设置有稳流和聚结装置，为油水液滴提供稳定的流场条件，实现油水的高效聚结分离，分离后的原油通过隔板流入油腔，而分离后的污水，则经过污水抑制装置重新分离，含油量进一步降低，通过导管进入水腔，从而完成油水分离过程。
2参数对三相分离器原油处理效果的影响
为使得该三相分离器高效运行，必须对其运行参数进行合理控制，包括合适的来液温度、正常的来液压力范围以及适合的药剂浓度。为研究单参数对三相分离器原油处理效果的影响，固定其他参数改变变量参数，测定原油含水率和出水含油量随变量参数的变化情况。如表所示。
2.1来液温度的影响
来液温度对三相分离器处理效果的影响，来液温度在42-48 ℃时，三相分离器出水含油量和原油含水率均在合格范围内。随着来液温度的提高，三相分离器处理效果以类似“抛物线”曲线变化，抛物线最低点在46 ℃附近。随着来液温度的升高，原油黏度和油水界面张力降低，提高破乳剂破乳率。当来液温度低于42 ℃时，原油黏度和界面张力尚未降低，造成处理结果不理想。当来液温度高于48 ℃时，由于黏度降低幅度减缓以及破乳剂破乳效果变差，处理结果也达不到要求。
2.2药剂浓度的影响
药剂浓度和三相分离器处理效果关系曲线，药剂浓度在30-38mg /L时，三相分离器出水含油量和原油含水率均在合格范围内。随着药剂浓度的提高，三相分离器处理效果以类似“抛物线”曲线变化，抛物线最低点在34 mg /L附近。随着药剂浓度的升高，会增加药剂与原油的接触时间和面积。当药剂浓度低于30mg /L时，药剂和原油接触时间和面积不够造成处理效果不理想，当药剂浓度高于38mg /L时，由于发生二次乳化作用，降低破乳效果造成处理效果不符合要求。
2.3来液压力的影响
来液压力对三相分离器处理效果的影响，来液压力在0.12-0.20MPa 时，三相分离器出水含油量和原油含水率均在合格范围内。随着来液压力的提高，原油含水率以类似“抛物线”曲线变化，抛物线最低点在0.16 MPa附近，而出水含油量与来液压力为正相关关系。当来液压力低于0.12 MPa 时，出油速度过低，引起液面来不及降低，造成原油含水率不合格。当来液压力高于0.20 MPa 时，出油速率过高，引起液面降低过快、沉降时间太短，造成出口原油含水和出水含油均不合格。
2.4输油平稳程度的影响
三相分离器出口指标会显著受到进液量的影响。因为上游集输稳定性不强，在一定的实际处理能力范围内，造成分离器进口液量产生波动，严重影响分离器的操作，不利于气液界面保持稳定，对气液和油水的分离效果产生极大影响。增加来液量。因为容器必须对众多气体进行处理，由于气液具有较快的 流速，气液水平流速会存在较大差距，致使油相液面产生变动，对页面稳定性产生不利影响，进而出现气体雾沫夹带，对气液分离和油水分离质量也产生影响，难以形成较好的出口指标；来液量较强的稳定性保证了稳定的气液界面，因而能使气液和油水分离产生良好的效果。在进行试验时，因为受到气候因素的影响，会使得地面湿滑，拉油产生不变，大大增加上游来液，造成在一定处理能力内，短时间不能达到较高的来液量，原油含水在0.5%以上。
3三相分离器运行参数优化
根据三相分离器运行经验以及单因素处理效果，选定来液温度43-47℃、药剂浓度32-36 mg /L、来液压力0.14-0.18 MPa 进行三因素、三水平正交试验优化，对于三因素、三水平本来需要安排27 次试验来进行参数优化，运用正交试验法仅需9 次试验即可寻求最优工艺组合。正交试验考核指标为原油含水率，为保证正交试验结果的可靠性，每种参数运行5d进行综合分析，得出平均原油含水率，在来液温度43-47℃、药剂浓度32 -36 mg /L、来液压力0.14 -0.18 MPa 范围内，最优组合为A2B2C2，主次因素为BAC，其中来液温度和药剂浓度极差相差不大，基本同等重要，而来液压力极差极小，几乎不影响原油含水率。虽然来液温度、药剂浓度和来液压力分别处于较优范围，但是试验中有不合格的，因此按照正交试验分析进行参数组合极其重要，油田现场该台三相分离器优化后参数应该为来液温度45℃，药剂浓度34 mg /L，来液压力0.16 MPa。由正交试验分析，采用优化后参数原油含水率应≤0. 16%。根据正交试验结果，油田现场确定最终运行参数为来液温度45℃，药剂浓度34 mg /L，来液压力0.16 MPa，来液量等其余参数均按经验值设定。经过对原油含水率及出水含油量进行测量，每月在三相分离器运行稳定时抽测一组数据，测量结果如表所示。
运行参数后分离效果
由表可以看出，原油含水率及出水含油量较稳定，未出现较大波动，原油含水率≤0. 16%，完全满足油田现场运行效果的要求。影响三相分离器运行效果的因素包括压力、油水界面、水室液位、温度、破乳剂加入浓度、进液量，已经得到人们的普遍认识。怎样在实际运用中更好的消除不利因素，使三相分离器的运行效果进一步提高，今后将依然是一个重要课题。相信在人们的不断探索、发现和创新下，更高效、更实用的三相分离器将不断出现。
结论
来液温度42-48℃、药剂浓度30-38 mg /L、来液压力0.12-0.20 MPa 情况下，三相分离器能够达到较好的原油处理效果。影响三相分离器原油处理效果的次序为药剂浓度＞ 来液温度＞ 来液压力，其中药剂浓度和来液温度基本同等重要，来液压力几乎不影响原油含水率。三项分离器的最佳运行参数为来液温度45℃，药剂浓度34 mg /L，来液压力0.16 MPa。三项分离器参数优化后，经过测量，原油含水率及出水含油量较稳定，未出现较大波动，原油含水率≤0. 16%，完全满足油田现场运行效果的要求。
参考文献：
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[2] 范延骞.高效三相分离技术在原油脱水中的应用[J].石油工程建设，2012，31（增刊）：85-88.
论文作者:沈安杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/11
标签：分离器论文; 原油论文; 效果论文; 药剂论文; 浓度论文; 液压论文; 温度论文; 《基层建设》2018年第21期论文;