摘要：HXS三相分离器在大水坑采油作业区盐一接转站得到使用，该型三相分离器大部分情况下代替沉降罐的作用，有效减少了原油分离时间，节约了成本，原油集输中发挥了重要作用，但来液不稳是影响其分离效果的主要因素，在现场应用的基础上，通过建立的数学模型研究来液不稳对HXS型三相分离器分离效果的影响过程，得出影响的实质和规律，同时针对来液不稳的影响实质从工艺、设备内部结构和增加油水界面仪三方面进行了改进，使得该分离器能更好的满足生产需求
关键词：不稳定的混合来液；HXS型三相分离器；改进方法
一、HXS型三相分离器的原理
混合来油经过一级捕雾器，首先对混合来液进行初步脱气，经过落液管进入预分离室水洗，实现油水的初步分离，再经过整流板进入沉降室做进一步分离，形成油水界面，油水实现成功分离。当油超过堰板时便进入油室，水通过导水管进入水室，最终进入各自的汇管，而原油中脱出的天然气经过二级捕雾器，并通过自力式压力调节阀实现对三相分离器的内部压力的控制和对外供气。
二、HXS型三相分离器的主要技术特点和使用要求
该型的三相分离器具有以下技术特点：①采用旋流分离技术实现对油水气的初步分离；②采用在上游站点添加破乳剂，增强油水的分离效果，降低分离的水力作用；③采用入口导液管与液体流型自动调整装置相结合的入口结构，降低油水乳状液界面膜强度；④采用强化聚结材料增加油、水两相液滴碰撞聚结机率，稳定流动状态；⑤采用油水界面稳定控制技术；⑥采用迷宫式捕雾装置，有效地控制了气中带液率。
该型三相分离器须满足如下的运行条件：①来液保持相对稳定；②上游站点必须添加破乳剂；③进液温度在45-50℃之间。④保证三相分离器在一个稳压（0.1-0.25MPa）的分离环境。
三、HXS型三相分离器在盐一接转站的使用情况
目前该区共使用该类型的三相分离器共4台，共承担该区长8长9主力油藏2000m3/d左右的液量，选取该站的分离效果参数进行分析，如下表：
表1-2盐一接转站的三相分离器的运行情况参数
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注：以上数据均为全年的平均分离参数，以上两台拥有两台HXS型三相分离器；
从上表看出，HXS型三相分离器的分离效果符合处理要求：平均外输含水0.25%，平均污水含油58.22mg/L，平均机杂29.5 mg/L，总体来看达到了设计分离要求。
从上表看出，相比于三相分离器的污水含油、机杂和含水的正常变换范围（污水含油小于150mg/L，机杂小于100mg/L，三相分离器含水小于0.5%），来液变化导致原始油水界面被破坏，含水升高，污水水质变差，因此该型三相分离器对来液不稳适应性较差。
2.2 HXS型三相分离器存在的问题
合适的温度、破乳剂添加量、来液不稳、员工操作熟练程度、气压等均是影响三相分离器分离效果的重要因素，其中来液不稳是现场中出现油水分离效果变差的主要原因。
四、HXS型三相分离器的改进方法
通过以上分析，来液不稳对油水界面的稳定造成了影响，初步分离阶段是影响分离效果的关键，结合目前HXS型三相分离器的使用情况，改进方法可以从工艺流程、设备结构和添加油水界面仪三方面进行入手。
工艺流程
在加热炉和三相分离器之间添加一定容积的缓冲罐，有两种驱动其运行方法：靠压力驱动和油气混输泵，根据气量的大小安装自力式压力调节阀实现两者结合，节约运行成本，具体方法如下图：
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1．捕雾器 2.压力表 3.自力式压力器 4.人孔 5.液位计 6.油气混输7.通气管线 8.泵至三相分离器进口 9.自压至三相分离器 10.旁通
添加的缓冲罐工艺流程示意图
设备结构
油水初步分离阶段流体出现较大的扰动，形成巨大的涡流，可以充分利用该阶段降低减小涡流扰动，增强油水气自然沉降的分离效果，因此对HXS型三相分离器进行改进如下：
① HXS型三相分离器的落液管为圆柱型，但是其产生较大的速度扰动，不利于油气水的分离（如图2），而采用凸扩管型的落液管增大横截面积降低压强，速度变化较为均匀，产生速度扰动较小，因此将圆柱型落液管改为凸扩管型落液管。
② 为增加气相和液相在一级捕雾器的分离效果，在进液端，即一级捕雾器的下端增加一或者多个叶轮。
③ 为充分利用重力沉降的作用，将凸扩管的末端做改成“滑梯形”，并做相应适合的挡板。
添加油水界面仪
对于HXS三相分离器的平常运行，最重要的是根据三相分离器的各项指标对油水界面的位置进行调节，以便分离效果得到优化，而调节导水管的直接作用就是调节油水界面，但是该方法需要不断调节，并且需要重复化验，增加员工工作量，因此可以向HXS型三相分离器靠近油室堰板的位置添加油水界面仪，实现对油水界面的有效监控，并不断摸索导水管与三相分离器的变化情况，更好地指导实践。
通过以上的分析具有以下结论：
1、HXS型三相分离器在大水坑作业区盐一接转站的使用基本满足处理情况，但其分离效果受来液不稳定的影响，来液不稳的表现形式来液含水和来液量大小的变化。
2、来液进入三相分离器后的沉降过程分为：进入阶段、初步分离和稳定沉降三个阶段，其中初步分离是流体产生的速度涡流是来液不稳导致油水界面破坏，分离效果变差的本质。
3、通过二维数学模型和实验得出，随着混合来液含水的增长，油水界面升高，沉降稳定时间缩短，分离效果相应变化；随着液量变化增加，油水界面恢复时间越长，沉降时间变长，分离效果变差。
4、针对速度涡流影响油水界面的问题，从工艺流程、设备结构和增加油水液位仪进行了改造，从而降低速度涡流对分离效果的影响。
论文作者:赵宁1,吴翔1,李明1,康小玲2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
标签：分离器论文; 油水论文; 效果论文; 界面论文; 不稳论文; 涡流论文; 作业区论文; 《基层建设》2019年第30期论文;