分离器概述

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摘要

第一章概述 (1)

1.1 油气中杂质的危害 (1)

1.2 产出流体的分离要求 (1)

1.3 原油处理的最终目的 (1)

1.4 海洋油气水分离器特点 (2)

第二章分离器的分类及工作原理 (3)

2.1 分离器分类 (3)

2.1.1 按分离器功能 (3)

2.1.2 按分离器工作压力 (3)

2.2 分离器工作原理 (3)

2.2.1 重力分离器 (4)

(10)

2.2.2 旋风分离器 (12)

2.2.3过滤分离器 (12)

2.2.4其他类型分离器 (15)

第三章分离器外壳及主要内部构件 (18)

3.1 分离器外壳 (18)

3.2 主要内部构件 (19)

第四章分离器常见故障处理 (20)

结束语 (22)

参考文献 (23)

致谢...................................................................... 错误!未定义书签。

摘要

分离器是油气生产中主要用来除去油气中悬浮的固、液相杂质。脱除固、液相杂质的目的是降低管道及设备的输送负荷、防止或降低腐蚀或堵塞的发生、保证管道与设备安全可靠运行。由于海洋平台与浮式处理油轮主要完成采油、采气及集输的任务,因此在平台与处理油轮上以重力分离器为主。

关键词:分离器立式卧式两相三相

第一章概述

1.1 油气中杂质的危害

在油气生产中的杂质,由于液态水的存在将加速管道和设备的腐蚀。随着积砂的增加,将堵塞管道和设备。

1.2 产出流体的分离要求

对于天然气处理而言:从气流中分离液体、固体及机械杂质;

对于原油处理而言:从油流中分离气体、固体和及游离水。

1.3 原油处理的最终目的

(1)分离器出油水混合液中的污水,污水进污水处理系统。经处理后,油中含水可降至0.5%-15%,以利于原油进一步优化。

(2)分离器出油水混合液中的伴生气,伴生气进伴生气处理系统。经处理后,油中含气达到如下要求:

分离质量(%)K《0.5cm3/m3(气)

分离程度(%)S《0.05m3/m3(液)

(3)除去油水混合液中的砂等杂质。

1.4 海洋油气水分离器特点

在海洋油气生产中,原油要求作为商品原油以穿梭油轮或海底管线外运,天然气则处理为湿天然气,以海底管线输送或以压缩天然气(CNG)及液化天然气(LNG)方式外输,因此海洋油气水分离处理有与陆地油气水分离处理的不同的特点:

(1)由于海洋平台造价昂贵,占用面积和空间有限,因此,为减少设备占用面积和空间,海洋油气分离处理工艺力求简化,设备尺寸紧凑。其进一步的处理工艺,留待在陆上终端完成;

(2)由于作业环境条件,要求海洋平台上的设备均应能防盐雾等腐蚀。

(3)由于海上作业费用昂贵,要求设备有高的可靠性和耐用度,且便于维修。

第二章分离器的分类及工作原理

2.1 分离器分类

2.1.1 按分离器功能

可分为计量分离器和生产分器两类,计量分离器主要作用是完成油气水的初步分离并计量,一般属于低压分离器;生产分离器主要作用是完成多口生产井集中进行初步分离后密闭输送,属于中高压分离器。在海洋平台上,由于空间有限,不能对每口油气井进行连续计量,因此多采用计量分离与生产分离器相接合的生产方式。

2.1.2 按分离器工作压力

可以分为真空分离器小于0.1Mpa;低压分离器小于1.5Mpa;中压分离器在1.5至6Mpa之间;高压分离器大于6Mpa。

2.2 分离器工作原理

根据分离器工作原理,主要可分为三大类,即重力分离器、旋风

分离器和过滤分离器。其它类型的分离器有螺道式分离器、百叶窗式分离器。

2.2.1 重力分离器

重力式分离器有各种各样的结构形式,但其主要分离作用都是利用生产介质和被分离物质的密度差(即重力场中的重度差)来实现的,因而叫做重力式分离器。天然气是一种无毒无色无味的气体,其主要成份是甲烷。在0℃及101 325kPa(1个大气压)条件下天然气的密度为0.7174Kg/m3, 相对密度为0.5548 ( 即设空气的密度为1,天然气相对于空气的密度为0.5548)。原油在标准条件下(20度,0.1MPa)密度为0.81吨/M^3。

重力式分离器根据功能可分为两相分离(气液分离)和三相分离(油气水分离)两种。按形状又可分为立式分离器、卧式分离器及球形分离器。根据各形状分离器在分离效率、分离后流体的稳定性、变化条件的适应性、操作的灵活性、处理能力、处理起泡原油和安装所需空间等方面的优缺点比较,作为海上处理设备的分离器,首选的是卧式三相分离器,其次是立式两相,球形基本上不采用。

2.2.1.1 立式分离器

(1)立式两相分离器

立式重力分离器的主体为一立式圆筒体,气流一般从该筒体的中段进入,顶部为气流出口,底部为液体出口,结构与分离作用如图1。

初级分离段——即气流入口处,气流进入筒体后,由于气流速度突然降低,成股状的液体或大的液滴由于重力作用被分离出来直接沉降到积液段。为了提高初级分离的效果,常在气液入口处增设入口挡板或采用切线入口方式。

二级分离段——即沉降段,经初级分离后的天然气流携带着较小的液滴向气流出口以较低的流速向上流动。此时,由于重力的作用,液滴则向下沉降与气流分离。本段的分离效率取决于气体和液体的特性、液滴尺寸及气流的平均流速与扰动程度。

积液段——本段主要收集液体。一般积液段还应有足够的容积,以保证溶解在液体中的气体能脱离液体而进入气相。

对三相分离器而

图2-1 立式两相分离器结构图