三相分离器分离效果受控因素及优化措施

朱智杰，李朝琦

(中国石油青海油田采油一厂，青海 茫崖 816400)

摘  要：三相分离器（Three-phaseseparator）是一种用于将三相流（液体、气体和固体）进行分离的设备。它通常在石油和天然气生产中使用，用于分离油、水和天然气等组分。三相分离器的主要功能是将混合流体按照其密度和物理性质分离成不同的相。它通常由一个圆筒形的压力容器组成，内部有一个或多个分隔层和构件，用于将进入分离器的三相流体进行分离。三相分离器的设计和操作需要考虑许多因素，如流量、压力、温度、成分和分离效率等。它在油气生产过程中起着重要的作用，可以有效地分离出不同相的组分，同时提高产品的质量和安全性。

关键词：三相分离器；分离效果受控因素；优化措施

0 引言

三相分离器的分离效果受到多个控制因素的影响，比如浮漂连杆机构失灵、来液温度、原油在分离器中的停留时间、压力影响、措施井、破乳剂浓度等。在具体的使用过程中，需要根据具体的应用场景和要求，结合以上因素进行分析和调整，以达到最佳的分离效果。同时，实际操作中还需要定期检查和维护分离器，以确保其正常运行和分离效果。

1.三相分离器的工作原理及参数控制

1.1 工作原理

三相分离器是一种用于将三相电力系统中的电力分开供应给不同的用电设备的电力分配装置。它的工作原理基于电力系统中不同相之间的相位差和电压差。三相电力系统由三个相位相互位移120度的电源组成，称为A相、B相和C相。每个相位都有相应的电流和电压。在三相分离器中，通过电源输入将三相电力输入到分离器的输入端。然后，经过一系列的分连接和变压装置，使得不同的相位被分离开来。具体而言，分离器会将每个相位的电流和电压分别传送到对应的输出端，以供给不同的用电设备使用。这样，不同的用电设备可以独立地使用每个相位的电力，实现对电力的分离控制和分配。

 1.2 参数控制

为了达到高效的分离效果，对三相分离器的运行参数进行合理控制是非常重要的（如表1所示）。在运行过程中，需要根据实际情况进行分析和调整这些运行参数，以达到最佳的分离效果。同时，还需要定期检查和维护分离器，保持其正常运行和分离效果。

表1 三相分离器运行参数

2.三相分离器分离效果受控因素

2.1 浮漂连杆机构失灵

浮漂连杆机构失灵是指浮漂连杆机构在使用过程中出现故障或无法正常运行的情况。浮漂连杆机构是指用于控制漂浮物（如浮球、浮子等）上下移动的机械装置。它通常由连杆、连接件、活动轴等部件组成。当浮漂连杆机构失灵时，可能会导致漂浮物无法进行准确的上下运动，影响到正常的测量、监测或控制工作。当浮漂连杆机构失灵时，需要对浮漂连杆机构进行彻底的检查，包括检查连杆、连接件、活动轴等部件是否存在断裂、磨损、松动等问题。如果有损坏或松动的部件，需要及时更换或修复；如果浮漂连杆机构出现松动或不稳定的情况，可以适当调整机构的紧固度或位置，确保其正常工作。根据具体情况，可能需要使用工具或调整螺丝来完成调整；如果浮漂连杆机构存在卡顿或阻力过大的情况，可以考虑对机构进行润滑。润滑剂可润滑连杆、轴承等部件，以减少摩擦和阻力，提高机构的运行顺畅度。在一些严重损坏或老化的情况下，可能需要更换部件或整个浮漂连杆机构[1]。

2.2 来液温度

来液温度是指进入浮漂连杆机构的液体的温度，温度的变化可以对浮漂连杆机构的运行产生影响。液体温度的变化会改变液体的密度，从而影响到浮力的大小。当液体温度升高，密度减小，浮力减小；当液体温度降低，密度增大，浮力增大。因此，液体温度的变化可能会导致浮漂连杆机构在相同条件下浮力的变化，进而影响其运行。液体温度的升高通常会导致液体的黏度降低，而温度的降低则会导致液体的黏度增加。液体黏度的变化可能会影响到液体在浮漂连杆机构中的流动性和阻力大小，进而影响其自由运动的速度和受力情况；一些液体的性质会随温度的变化而改变，例如热胀冷缩等。这些性质变化可能会影响到液体在浮漂连杆机构中的流动性、浮力和阻力等，从而影响浮漂连杆机构的运行。

2.3 原油在分离器中的停留时间

原油在分离器中的停留时间取决于多个因素，包括分离器的设计、操作条件和原油的性质等。一般来说，停留时间是指原油在分离器中停留的平均时间，通常以分钟为单位。容积、流道形状和尺寸会影响原油在其中的停留时间。较大的分离器容积和较长的流道长度会延长原油停留时间，允许更充分的相分离；同时，如果入口流量、温度和压力等，也会对原油停留时间产生影响。较低的入口流量和较高的分离器压力可以增加原油在分离器中的停留时间。此外，原油的物理和化学性质，如密度、黏度和含水量等，也会对停留时间产生影响。例如，高黏度的原油在分离器中停留时间较长，因为其在分离过程中的相分离速度较慢。

2.4 压力影响

三相分离器是一种用于分离液体、气体和固体颗粒的设备，通常应用于化工、石油、制药等行业。在操作三相分离器时，压力是一个重要的参数，也会对其运行产生影响，过高的压力可能导致三相分离器的结构变形或破裂。三相分离器通常由压力容器构成，如果在操作中压力超过其设计范围，就会对设备的结构造成不可逆的损坏，这可能引起泄漏或事故，对工作人员和设备造成危害。三相分离器通过调整压力来实现分离物料的功能，若压力超过设定范围，可能导致分离效率下降，分离效果不佳，这会影响产品质量和工艺的稳定性，过高的压力还会增加操作难度和风险。所以，在操作三相分离器时，如调整压力不当，容器内压力过高可能导致操作的困难，使分离过程不稳定。而操作人员在调整和维护过程中，也可能面临高压操作的风险[2]。

2.5 措施井

措施井的操作也会对原油在分离器中的停留时间产生影响。井的产量是指单位时间内从井中产出的原油量，较高的产量会导致更多的原油进入分离器，相应地增加原油在分离器中的停留时间；进入分离器的原油可能经过不同的处理过程和控制措施，如加热、调节压力、添加化学药剂等，这些措施会改变原油的性质，对其相分离过程产生影响，进而影响停留时间；分离器级数。井的措施还包括分离器的级数，分离器可以设置为单级或多级，每个级别都有不同的操作条件和设计参数，增加分离器的级数可以相继进行更细致的相分离，从而延长原油在分离器中的停留时间；井的措施还包括温度和压力的调节，适宜的温度和压力条件可以改变原油的物理性质，影响相分离速度和相分离结果，进而调控停留时间。

2.6 破乳剂浓度

破乳剂浓度是指破乳剂中活性成分的含量。破乳剂是一种用于去除液体中的乳状物质的化学剂。在使用破乳剂时，需要根据实际情况确定适当的破乳剂浓度。破乳剂浓度的选择是根据乳状物质的浓度和性质进行的，过低的浓度可能无法有效去除乳状物质，而过高的浓度则可能造成过剩的破乳剂残留在液体中，产生不必要的浪费，并且可能对环境和人体健康造成一定的风险。

3.三相分离器分离效果优化措施

3.1 加强三相分离器的排污次数

加强三相分离器的排污次数是指增加清理分离器的频率，以确保其正常运行并有效处理产生的污水。三相分离器是一种常用于分离液体和固体的设备，通常用于处理油水固分离的生产过程。在运行过程中，分离器会积累沉淀的固体物质和油脂，如果不及时清理，可能会导致设备堵塞、效果降低甚至损坏。因此，为了保证三相分离器的正常运行，需要加强对其排污次数的管理。可以根据生产工艺和设备的运行情况，制定适当的清理计划，计划中应包括清理周期、清理方法、清理步骤等。定期对三相分离器进行检查，观察是否需要进行清理，可以根据积累的固体物质和油脂的量来判断；一旦发现分离器需要清理，应及时安排清理工作。清理时要注意安全和环境保护，正确处理废物和废水。记录每次的清理情况，包括清理时间、清理量等，以便进行分析和评估。根据情况可以调整清理周期和方法。通过加强排污次数的管理，可以及时清理三相分离器，避免设备故障和运行不畅，确保其正常运行和处理效果。同时也有助于节约资源和保护环境。

3.2 严格检查三相分离器

仔细检查分离器的外观，包括容器、管路、阀门、仪表等部件是否完好无损，无泄漏现象；定期清洗分离器内部，包括容器、旋流器、沉降池等部分，以确保分离效果的良好和操作的稳定性；检查并校准分离器的相关仪表和传感器，包括流量计、压力计、液位计等，以保证准确地监测和控制分离器的运行参数；检查排污阀门、进出料阀门等，确保其正常开闭和密封，避免泄漏和混相的情况发生，如果发现分离器运行异常或有故障，应及时进行故障排查和修复，保证正常的运行，检查分离器的安全设备和控制系统，确保其可靠有效[3]。

3.3 控制运行温度

根据分离器的设计和工作要求，设定适当的运行温度范围。在操作过程中，控制温度维持在该范围内，避免温度过高或过低产生不良影响；安装温度探测器在关键位置，监测分离器内部的温度变化。通过探测器传回的信号，实时监测温度，并及时采取控制措施维持合理的运行温度；根据温度传感器的信号，通过控制系统控制调节阀门的开度，调节冷却或加热介质的进出，以控制分离器的运行温度。

3.4 设置自动报警器

为进一步提升安全管理水平，可以考虑在三相分离器上设置自动报警器。这种报警器可以监测设备运行中的异常情况，如压力超过设定范围、温度异常、泄漏等，一旦检测到异常，系统会自动发出警报信号，提醒操作人员进行处理和排除故障。设置自动报警器的好处是能够及时发现设备故障和危险情况，减少事故发生的可能性。操作人员可以通过接收到的报警信息迅速采取相应措施，如停止设备运行、排除故障、联系维修人员等，从而避免事故的进一步扩大和损失的发生。为了确保自动报警器的有效运行，需要选择合适的报警器型号，并按照操作手册进行正确安装和配置。同时，还需要定期检查和测试报警器的功能和性能，确保其正常工作。此外，对操作人员进行培训，使其熟悉报警器的使用方法和应对措施，提高其应急能力。通过设置自动报警器，能够提升三相分离器的安全性能，并帮助企业和监管部门及时发现和解决潜在的风险，保障人员和设备的安全。

3.5 严格检查新投入的油井

严格检查新投入的油井非常重要，以确保其正常运行和安全性。设备检查：检查油井各种设备的完整性、安装是否牢固以及运行情况。包括井口设备、油井管道、钻井设备、生产设备等。检查油井的流体样品，包括油、气、水等，以确保其质量和成分符合预期。可以进行采样检测、化验等操作。监测油井的压力情况，包括井口压力、套压等，以确保其在安全范围内运行。在此过程中，可以使用压力传感器、压力计等设备进行实时监测。检查油井的安全设备，如防喷安全头、防喷器、防火设备等，确保其正常运行和符合安全要求[4]。

4. 结语

综上所述，三相分离器分离效果受控因素有很多，主要包括浮漂连杆机构失灵、来液温度、原油在分离器中的停留时间、压力影响、措施井、破乳剂浓度等等。那么，如何才能有效消除不利因素，让三相分离器拥有更好的分离效果，产生更大的效益，企业除了要采取相应的优化措施往外，还需要能用严谨、求知、创新的态度不断创造出更实用、高效的三相分离器。

参考文献

[1]刘美丽，白春禄，陈丛磊等.紧凑立式三相分离器的数值模拟[J].北京石油化工学院学报，2019，27（04）：15-21.

[2]刘帅，郝永顺.某平台测试分离器与GLCC多相流量计使用效果对比分析[J].化工管理，2021（15）：175-177.

[3]李喆，王顺森.基于JAVA的动态重力式油气水三相分离器仿真模拟[J].化工机械，2022，49（05）：789-794.

[4]裴南南，张雁，张晓琴，等. 原油脱水工艺技术措施应用及探讨[J]. 环球市场，2019（18）：379.

作者简介：朱智杰（1998.05-），男，浙江东阳人，本科，助理工程师，从事油气储运集输方面的工作。