长庆油田分公司第一采油厂 陕西西安 710000
摘要：随着油田的开发，三相分离器越来越多的应用于油田原油处理。油气水高效三相分离器是一种依靠油气水三相介质密度差进行热化学沉降的设备，内部采用了旋流分离、填料除油、迷宫填料除雾集输，具有沉降时间短，处理效果高，处理工艺密闭等特点。
关键词：工艺；参数；原理
一、绪论
在原油处理的工艺流程中，三相分离器的运行效果直接影响着原油脱水、原油稳定的正常进行。三相分离器的应用具有以下优点；一是解决了密闭集输流程终端气相的分离问题，实现了伴生气资源的综合回收利并达到了保护环境的目的，二是三相分离器也适用于高含水低油气，地面流程改造中大大减少了设备占地面积，大量节约了工程投资，三是三相分离技术的日趋成熟将实现一段脱水达到净化油外输标准，缩短原油脱水处理时间，延长站库储备天数；四是该设备自动化水平高，分离器液位、压力、流量、阀门均可自动控制，大大降低了员工劳动强度，提高了原油处理系统的技术含量。
安塞油田王十六转三相分离器投用后，进液量提高到设计值的90%左右（65m3/h），处理后原油含水在0.5%以内，采出水含油在100mg/l以内，运行良好。
二、三相分离器的结构及原理
（一）．三相分离器结构
三相分离器由壳体、进油管、出油管、出水管、导水管、气包、捕雾器、沉降室、滤料、油室、水室等组成，如图1所示。
（二）．三相分离器工作原理
油、气、水混合液进三相分离器后，初步进行液气分离。伴生气通过一级分离器、二级捕雾器处理后，进入站内气处理系统；油水混合物进入预分离室，流体经过整流、消泡、聚集等处理单元后，进入沉降室开始沉降分离，形成油水层。通过调节水室导水管的高度，形成稳定的油水界面。沉降室内上部的油溢流进油室，底部的水通过导水管流入水室。油、水室液面自动控制可通过机械式浮子液位调节阀控制出油阀、出水阀开度来实现；也可设定油水室液位，由导波雷达液位计控制电动调节阀的开度来实现。其液位可以通过浮子液位计显示，也可在中控室通过导波雷达来观测。
三、原油处理运行参数
（一）．三相分离器设计参数
设计参数如下：
稳定处理液量：≤70m3/h（1680m3/d）；
处理气量：≤30000Nm3/d；
脱水温度：45℃；
运行压力：0.25～0.3MPa（可根据现场情况定）；
处理后原油含水：≤0.5%；
处理后污水含油：≤300mg/l。
（二）．配套工艺技术
1.加药工艺：由于三相分离器沉降时间短，若使低含水原油与破乳剂在流动输送过程中搅拌均匀、管道破乳，将会提高三相分离器油水分离效果。因此在三相分离器投运前期，厂工艺所要求作业区对进入王十六转的上游站点完善加药工艺，实现了端点加药，王十六转不再集中加药。
2.供热工艺：由于热化学脱水温度决定了三相分离器较高的运行温度（≥45℃）要求。王十六转的供热系统引进了数字化热媒加温装置，该炉配置自动监控系统，以分离、回收的干气为燃料，以导热油为介质，通过节能燃烧器在炉膛内燃烧生热，利用导热油为热载体通过螺旋板式来油换热器，为分离器入口液量提供高效的热传递，可使上站来液温度从20℃左右提升至60℃左右，从而保证分离器有较高的处理温度。
由于三相分离器沉降室容积较小，更易受到进液量不平稳而引起的油水界面波动。因此，在部分站点已陆续实行自压输送、配套变频调速装置或通过出口节流等措施来控制输油排量，并协调输油时间，尽量保持连续平稳地输油，最大限度地避免因进液量不平稳而造成的分离器液面波动，使三相分离器保持稳定的瞬时处理液量。
四、三相分离器高效运行的条件
三相分离器通过半年多的调试运行，必须达到以下条件才能保证三相分离器的高效运行。
（一）．平稳进液
上游连续、平稳输油，保证瞬时进液波动量在设计量的15%之内。
（二）．高效破乳
严格执行各加药点规定的投加浓度并保证24小时连续加药制度。
（三）．运行温度
保证50～60℃的运行温度，运行下限45℃。
（四）．运行压力
保证操作压力在0.12～0.25MPa之间。
（五）．气体影响
来液含气量应控制良好，否则压力升高，造成三相分离器内液面下降，油层、水层液面变化，油室、水室出口含水、含油变化较大。
五、存在的问题及改进措施
随着油田产建规模的持续扩大，在使用的同时发现了一些三相分离器存在的不足，需要改善。
（一）．三相分离器运行中出现的问题
1.长期积存的油泥对三相分离器运行效果的影响
三相分离器在长期运行过程中，来液中油泥的含量影响填料的聚集效果。油泥对三相分离器的影响表现在两方面，一是影响填料的孔隙率，影响脱水效果；二是在容器中长期堆积，影响水层的流态。
2.污水结垢对三相分离器运行效果的影响
油、水室阀门均为浮球阀，而在含蜡、沥青、胶质比较高的西峰油田，对于阀门的要求比较高。通过浮球阀产生一定流量后，阀的开启度会比较的固定，从而在阀杆上易积累污垢，导致在液量较少时，浮球阀开启度不能活动调节，导致油室出口含水变化较大。
3.浮球阀连杆强度不够，长时间运行易弯曲变形，从而造成油室、水室出现假液位或分离器阀卡死的现象。
4.自动液面调节器的浮子由于长期在油、水中浸泡，易腐蚀穿孔导致浮子浮不起来，使浮球阀失灵。检查不及时会使三相分离器的运行不正常。
5.出油、出水阀芯活动不灵活或阀芯、阀座腐蚀、结垢杂物堵塞等，易造成气管线进液或油、水中带气等事故。
（二）．处理措施
1.三相分离器中不同部位的油泥有不同的清理办法。在预分离室和沉降室水出口1～3m处的油泥可通过排污口定期排放。在沉降室水出口7～9m处沉积的油泥只能通过三相分离器的停运，排空液体后清罐清理，同时拆卸填料进行清洗，再重新装填。
2.浮球阀需要定期活动，以防止浮球杆结垢，无法正常关闭、打开，影响沉降罐运行效果。
3.分离器压空后对自动液面调节仪进行全面检修一次，对腐蚀穿孔的浮子进行维修、更换。同时当班职工加强巡回检查，经常活动分离器的浮球阀，发现问题及时汇报与处理。
4.应定期对自动液面调节仪进行全面检修，对腐蚀穿孔的浮子进行维修、更换。同时当班职工加强巡回检查，经常活动分离器的浮球阀，发现问题及时汇报与处理。
5.及时检查或更换已结垢或腐蚀损坏的阀芯和阀座，及时清除杂物，阀门的开关自如。
六、几点认识
（一）．三相分离器在运行过程中，易发生零部件老化、聚结段填料碎裂及阀门回转件失灵等故障，影响分离器的正常运行。因此，必须加强分离器的维护保养工作，保证分离效果。
（二）．三相分离器运行中，油水室内液位自动调节机构常出现假液位、阀门卡死等现象。因此要定期对调节机构的零部件进行检修，及时更换已结垢或腐蚀损坏的阀芯和阀座，保证生产的正常进行。
参考文献：
[1]油气集输与矿场加工 242页 冯叔初 郭揆常等編著 中国石油大学出版社 2006年12月第二版
[2]高效油气集输与处理技术 64页 苗承武編 石油工业出版社 1997年1月第一版