分離器要能保持良好的分離效果,需對其液位和壓力進行控制。傳統分離器液位和壓力的控制采用定壓控制技術。在分離器的變壓力液面控制中,利用浮子液面控制器帶動油和氣調節閥,使其聯合動作,控制原油和天然氣的液量,完成對分離器中液位的調節,而不對分離器的壓力進行控制。變壓力的液面控制方法可以最大程度地減小油氣出口閥的節流,減小分離器的壓力,提高分離效果。油氣分離器和油氣水三相分離器在油田接轉站和聯合站中有著廣泛的應用。分離器要能保持良好的分離效果,需要對其液位和壓力進行控制。

離心式分離器

當控制器接通電源時,吸霧口產生強大的負壓迫使油霧被定向吸入吸霧器內。油霧微粒在吸霧器內風輪的作用下發生碰撞,微小的顆粒集合成能被控制的較大顆粒,在高效吸霧材料的阻擋下被攔截下來,通過回流口收集并回收。

靜電式分離器

根據靜電場二級原理使細小的油霧粒子隨氣流進入一個強大的電場中,帶上正電。當帶點粒子到達凈化器收集盤間的電場時,顆粒受金屬洗盤的吸引而粘附到金屬盤上,從而使得油霧與空氣分離,達到凈化效果。

離心式與靜電式油霧分離器的比較:

離心式油霧分離器適用的范圍比較廣泛,多車間環境的要求不是很高;靜電式的油霧分離器只能用于相對干燥的車間環境,對霧氣非常大的車間,水的導電特性容易使油霧分離器電場短路。

離心式油霧分離器的分離效果不如靜電的精細。靜電式油霧分離器的可分離粒子直徑可小至0.01微米。

傳統控制

油氣兩相分離器

油氣兩相分離器將油氣混合物來液分離成單一相態的原油和天然氣,壓力由天然氣出口處的壓力控制閥控制,液面由控制器控制的出油閥調節。

天然氣出口處的壓力控制閥通常是自力式調節閥或配套壓力變送器、控制器、氣源的氣動薄膜調節閥等。出油閥通常為配套液位傳感器、控制器、氣源的氣動薄膜調節閥或浮子液面調節器操縱的出油調節閥等。

有的油氣兩相分離器是用氣動薄膜調節閥控制分離器的壓力,用浮子液面調節器操縱出油閥控制分離器液面。

油氣水三相分離器

油氣水三相分離器在油井產物進行氣液分離的同時,還能將原油中的部分水分離出來。隨著油田的開發,油井產出液的含水量逐漸增多,三相分離器的應用也逐漸增多。結構不同,三相分離器的控制方法也不同。兩種典型分離器的控制原理如下:

1、油氣水混合物進入分離器后,進口分流器把混合物大致分成汽液兩相,液相進入集液部分。集液部分有足夠的體積使自由水沉降至底部形成水層,其上是原油和含有較小水滴的乳狀油層。原油和乳狀油從擋板上面溢出。擋板下游的油面由液面控制器操縱出油閥控制于恒定的高度。水從擋板上游的出水口排出,油水界面控制器操縱排水閥的開度,使油水界面保持在規定的高度。分離器的壓力由設在天然氣管線上的閥門控制。

2、分離器內設有油池和擋水板。原油自擋油板溢流至油池,油池中油面由液面控制器操縱的出油閥控制。水從油池下面流過,經擋水板流入水室,水室的液面由液面控制器操縱的出水閥控制。

傳統分離器液位和壓力控制中存在的問題

分離器定壓控制中,天然氣管線上的壓力控制閥對天然氣進行一定程度的節流,以保證分離器內壓力的穩定。氣量減小或者氣出口處壓力降低時,閥門節流程度增加;反之,閥門節流程度減小。分離器液面控制中,油水出口閥門也對液體進行節流。液量增大時,節流程度減小;液量小時,節流程度加強,以使液面保持穩定。

為保證液量較大的情況下能夠正常排液,分離器具有較高的壓力。但是在液量減小時,必須通過油水出口閥對液體節流,使液面不至于降低。因此生產中,分離器一般在較高的壓力下工作,液相閥門處于節流狀態。

分離器壓力過高影響分離器的進液,使中轉站或計量站的輸出口以及井口回壓增高,不利于輸油。我國的油井多為機械采油,井口回壓升高,增加了采油的能源消耗。此外,在較高壓力下油中含有的飽和溶解氣,在出油閥節流后,壓力下降時,從油中分離出來,易使下游流程中的油泵產生氣濁。因此較高的分離器壓力不但影響油氣的分離效率,增加生產能耗,而且影響安全生產。

變壓控制

浮子液面控制器帶動兩個調節閥,一個調節閥控制天然氣,另一個調節閥控制原油,實現原油和天然氣出口處閥門的聯合調節。當浮子上升時,連桿機構使氣路調節閥的開口減小,油路調節閥的開口增大;反之,當浮子下降時,連桿機構將使氣路調節閥的開口增大,油路調節閥的開口減小。通過改變調節閥的開度,改變天然氣和原油的相對流量,對分離器的液面進行控制。這種控制方法不對分離器的壓力進行定值控制,分離器的壓力為天然氣出口處或液體出口處的壓力與天然氣調節閥或液體調節閥前后的壓力差之和。當氣量和液量以及分離器下游壓力變化時,分離器的壓力是變化的,所以這種控制方法為變壓控制。

變壓力液面控制在油氣兩相分離器中的應用

進出油氣分離器的液量和氣量不變時,液面穩定在某一位置上;當進入分離器的液量或氣量發生變化,而使液面上升時,浮子連桿機構將使天然氣調節閥的開口關小,原油調節閥的開口開大,使排氣量減小而排液量增大,直到進出分離器的液量和氣量相等時,液面將重新穩定在一個較原來高的位置上;當進入分離器的液量或氣量發生變化,而使液面下降時,浮子連桿機構將使天然氣調節閥的開口開大,原油調節閥的開口關小,使排氣量增大而排液量減小,直到進出分離器的液量和氣量相等時,液面將重新穩定在一個較原來低的位置上。這樣隨著進入分離器的液量或氣量發生變化,浮子連桿機構帶動調節閥產生相應的動作,從而使液面保持相對穩定。

變壓力液面控制在油氣水三相分離器中的應用

1、變壓力液面控制在油氣水三相分離中的應用。原油液面的控制與油氣分離器的液面控制相同,油水界面由油水界面控制器操縱的排水閥控制。

2、變壓力液面控制在油氣水三相分離器中的應用。油池的液面由其液面控制器操縱的原油調節閥和天然氣調節閥控制,水池的液面由其液面控制器操縱的出水調節閥和天然氣調節閥控制。

1、運行前認真檢查分離器進出口管線、閥門連接是否正確無誤,檢查各連接螺栓是否緊固;

2、打開天然氣出口閥及原材料進口閥,注意觀察液位指示,應使液位維持在1/2~1/3之間,如有不正常現象,及時調節進出口閥的開啟度,以達到穩定狀態;

3、設備進入穩定運行狀態,注意觀察液位指示,不得低于1/2,如太低,應關小油、水的排出閥,待積液達到規定范圍再開始正常排放;

4、注意觀察分離器的內部溫度、壓力、是否正常,嚴防超溫、超壓運行,定期做好記錄,液面高度應同時作記錄;

5、每半月排除設備內部污物及泥沙一次;

6、壓力表、壓力表閥門、安全閥等非操作人員嚴禁隨意裝拆、開、關等;

7、注意進油溫度變化,防止砂卡、蠟卡、蠟堵和跑油事故發生;

8、分離器停用時,應吹掃容器及管線內液體。