摘 要：三相分离器是油页岩地表采集系统的关键设备，油气田采出液的分离、计量等工作都要经三相分离器完成。目前，国内外生产的三相分离器，都存在适应性差，效率低等缺点。因此迫切地需要研制出一种高效率、低能耗的油气水分离设备来解决三相分离器处理能力不高、占地面积过大和功率消耗过多的缺点。本文结合了目前油气田现场出现的问题,运用可行性分析等方法对三相分离器的结构优化发展进行了阐述。
关键词：三相分离器；分离效率；结构改进
三相分离器是油气田开采的关键设备之一，不仅油气井中采出油气各项分离和计量等操作需要经过三相分离器来处理，而且处理后是否成功的关键之一就是能否达到采出液的存储和运输标准。现有三相分离器的普适性都比较差，且无法满足油气水分离的预期要求。所以研究新型油气水三相分离器，实现更加高效的油气水的分离迫在眉睫。三相分离器的分离技术是将原油中的气体从产出液中分离出来，并且将混合液中部分固体杂质分离聚集起来的一项技术，通过此项分离技术可以降低原有中的杂质含量，及降低盐，沙等物质的含量。
1 捕雾器结构改进
捕雾器分离原件在油气田采集系统进行气、液分离的流程中可以确保气体的纯度，从而提高分离的效率。采出气中的液滴的分离处理主要利用碰撞分离的原理。捕雾器主要分为波纹板式捕雾器和丝网捕雾器。波纹板式捕雾器可除去10微米以上直径的液滴，丝网捕雾器可除去3-10微米直径的液滴。
而三相分离器中单一的捕雾器液滴捕捉的效果上却不尽人意。为提高其捕雾能力，在原有捕雾器的基础上，增添二级捕雾器。由于气体的惯性力，气体首先撞击在一级捕雾器上，当聚集的液滴增大到无法承受自身重量时，液滴被分离下来。初步分离后的气体中夹带着粒径微小的小液滴进入二级捕雾器，将分离器重力沉降段内未能除去的较小油滴在捕雾构件中加以捕集，然后从第二捕雾器顶端的气体出口流出。这样反复作用能够更好的解决生产中产出液脱水效率不高和液滴的二次夹带问题，形成分离全程密闭和处理高效的循环体系。
2 油水堰板结构改进
在三相分离器中，油、水分离的主要部件为油水堰板，分离器油水堰板的高度和形状决定了沉降段的液位。普通三相分离器内一般只设有一套油水堰板，导致了对油水的分离不够彻底，且大部分油挡板为固定高度，对被处理油品成分要求单一。为了满足三相分离器油水堰板的可调性与灵活性，以及提高油水分离的效率，通过可行性研究，可增设二级油水堰板，以实现油水多重分离的目的。即在原有的油水堰板后增设一块与原来相垂直的油堰板，将油室分成前后两个部分，以达到二次分离油和水的效果。同时在油水堰板上安装液位测量仪，将其改进为可调节高度的堰板，当油田进入高含水时期，能够更加精确的对油品进行分离，增大三相分离器的适用范围。
3 集砂斗结构改进
集砂斗是一种置于分离器底部用来聚集沙砾等固体沉降物质，并通过底部排出口排出的装置。较为先进的分离器采用内外联通的方式，将集砂斗中收集的泥沙沿着通孔排出分离器。目前常用的集砂斗收集泥沙有限，不能够很好的完成清除泥沙的功能。新型的锥形集砂斗采取了倒圆锥形，圆锥上圆面接触分离器底部内壁，圆锥底部延伸到壁外。分离器中的泥沙，经过沉降作用在锥形集砂斗中聚集，沿着通孔排出到分离器外，凹槽设计成锥形利于泥沙的滑落。采用圆锥形集砂斗可在一定程度上，在不停车不改变分离器内部压力等各项工作指标的条件下，使固体沉降物自动流出。大大降低杂质去除的复杂程度，大程度的提高了排沙效果，降低了清洁三相分离器的难度和费用。同时减少会堵塞管道和设备出口的淤积物，降低油水分离不彻底以及设备损坏的可能，减弱采出液中混合的固体杂质在管道中流动时，对运输管线中的各种设备产生强烈的摩擦，从而造成损坏。
4 结论
结构改进后三相分离器的适用场合：（1）产出液综合含水率高，产液量高、产出液含泥沙等机械杂质较多的场合；（2）应用三相分离器对产出液进行精细脱水，提高移除液雾的能力，且分离效率高，减轻运行负担，适应油田的滚动开发方式，达到原油质量标准的场合；（3）满足三相分离器油水堰板的可调性与灵活性，使其分离效果更加稳定的场合；(4)需减少管道中堵塞工况出现，减弱机械杂质对管道、泵及仪表的摩擦阻力的场合。
新型三相分离器具有前期投资少、占地面积小以及分离效率高，经济高效，节能环保的特点，在石油行业经济低迷，油田逐步进入高含水期的今天，市场应用前景十分广阔。
