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[摘 要]在原油生产工艺流程中，三相分离器的运行效果直接影响着原油脱水、原油稳定及原油回收生产的正常进行。三相分离器的现场应用表明，后换用不锈钢制作的波纹板，不仅耐腐蚀，耐冲压。稳定性好，而且增大了液相接触面积，使油、气、水得以很好的分离。分离器要能保持良好的分离效果，需对其液位和压力进行控制，对出现的零部件老化，设备投产多年以后，在分离器内部发生假液位及阀门失灵或卡死等故障，提出了相应的维护保养措施。
[关键词]三相分离器 油气分离 油水分离 液位自动动调节
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-0512-01
1 三相分离器的现场应用
油气水三相分离器是在利用重力沉降分离的原理，将油、气、水进行三相分离、计量的大型设备。分离器运行是否正常不仅和油气分离效果有关，而且和原油生产、计量和油气损耗的多少有关，油井来液不稳定，含砂量高等多种原因造成分离器分离效果变差，含水波动，给正常的产量分析、措施运行和生产管理带来了严重的影响。
1.1 油气两相分离器
油气两相分离器将油气混合物来液分离成单一相态的原油和天然气，压力由天然气出口处的压力控制阀控制，液面由控制器控制的出油阀调节。
天然气出口处的压力控制阀通常是自力式调节阀或配套压力变送器、控制器、气源的气动薄膜调节阀等。出油阀通常为配套液位传感器、控制器、气源的气动薄膜调节阀或浮子液面调节器操纵的出油调节阀等。
1.2 油气水三相分离器
随着油田的开发，油井产出液的含水量逐渐增多，三相分离器的应用也逐渐增多。两种典型分离器的控制原理如下：
1.2.1 油气水混合物进入分离器后，进口分流器把混合物大致分成汽液两相，液相进入集液部分。集液部分有足够的体积使自由水沉降至底部形成水层，其上是原油和含有较小水滴的乳状油层。原油和乳状油从挡板上面溢出。挡板下游的油面由液面控制器操纵出油阀控制于恒定的高度。水从挡板上游的出水口排出，油水界面控制器操纵排水阀的开度，使油水界面保持在规定的高度。分离器的压力由设在天然气管线上的阀门控制。
1.2.2 分离器内设有油池和挡水板。原油自挡油板溢流至油池，油池中油面由液面控制器操纵的出油阀控制。水从油池下面流过，经挡水板流入水室，水室的液面由液面控制器操纵的出水阀控制。
由于三相分离器为全密闭运行，从而避免了大量的油气散失到大气中，保护了环境。分离器的油、水腔液位的调节采用浮子式液面自动调节装置，自动化程度高，油面、水位通过自动调节即可得到很好的控制，分离器的压可随时调节，减轻了职工的劳动强度。
1.2.3 油井来液含砂量高，易造成油、水单尼尔阀卡，调节机构失灵。另外，来液含砂最高，液体流量计易卡或堵塞过滤器
2 出现的问题及采取的措施
2.1 聚结段填料发生碎裂
三相分离器内部聚结段可以使分散的油水液滴逐渐聚结成大液滴，以加速油、水的沉降分离。三相分离器聚结段的填料采用聚丙烯制作的波纹板，部分会发生碎裂，堵塞了分离器的出油、出水、出气阀，影响了分离器正常运行从而严重担误了生产进程，甚至导致设备损坏或是人身安全。
针对这种情况，决定将三相分离器内波纹板拆除更换。把丙烯波纹板清理、拆除，应用新型耐腐蚀材料不锈钢制作的波纹板，经测试效果良好，三相分离器分离出来的油、气、水运行平稳，从未出现过堵塞现象。
2.2 油水界面的控制问题
三相分离器的油水界面是否合理将直接影响油中含水、水中含油和油、水中含气量等指标。
2.2.1 变压液面控制的工作原理
进出油气水三分离器的液量和气量不变时，液面稳定在某一位置上；当进入分离器的液量或气量发生变化，而使液面上升时，浮子连杆机构将使天然气调节阀的开口关小，调节阀的开口开大，使排气量减小而排液量增大，直到进出分离器的液量和气量相等时，液面将重新稳定在一个较原来高的位置上；当进入分离器的液量或气量发生变化，而使液面下降时，浮子连杆机构将使天然气调节阀的开口开大，调节阀的开口关小，使排气量增大而排液量减小，直到进出分离器的液量和气量相等时，液面将重新稳定在一个较原来低的位置上。浮子连杆机构带动调节阀产生相应的动作，使液面保持相对稳定。
2.2.2 变压液面控制在油气水三相分离器中的应用
变压力液面控制在油气水三相分离器中的应用见。油池的液面由其液面控制器操纵的原油调节阀和天然气调节阀控制，水池的液面由其液面控制器操纵的出水调节阀和天然气调节阀控制。
2.3 分离器的积砂问题
三相分离器运行过程中，容器低部沿流向会有不同程度的积砂，尤其是沉降分离的积砂更为严重。需根据来液含砂量大少确定合理的冲砂，排砂周期和出砂的流量，采用合适规格的除砂器，确保生产的正常运行。
3 液位自动调节机构常见故障及其维修保养
浮子液面控制器带动两个调节阀。通过改变调节阀的开度，改变天然气相对流量，对分离器的液面进行控制。
3.1 液位自动调节机构常见故障及对生产的影响如下
3.1.1 阀连强度不够，长时间运行易出现弯曲，从而造成油腔、水腔出现假液位或分离器阀卡死的现象。
3.1.2 由于分离器为室外设备，各零部件容易生锈，加上维修保养不及时，造成出油、出水閥的卡死现象。
3.1.3 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，使阀失灵，检查不及时会使三相分离器的运行不正常。
3.1.4 出油、出水阀活动不灵活或是阀体腐蚀、结垢杂物堵塞等，易造成气管线进液或油、水中带气等事故。 3.2 对于上述问题，可以采取以下措施
3.2.1 对阀的连杆结构给予加强，用扁铁焊接在原来的连杆上，加强其承重能力。
3.2.2 对各零部件进行维修保养。对阀的活动部分、阀门的丝杠等进行认真保养，防止零件生锈，保证设备的灵活好用。
3.2.3 每半年在分离器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。现时当班职工加强巡回检查，经常活动分离器的阀，发现问题及时处理。
4 存在问题及下步措施
4.1 三相分离器一般存在以下几点问题
4.1.1 分离器来液含砂高，流量计配件容易损坏。
4.1.2 分离器来油来气温度低，根据大庆油田特性，进分离器最佳温度应在45度以上。
4.1.3 措施井投产后影响分离器分离效果，油水难分离。
4.1.4 井上来液腐蚀生大，造成水路调节阀腐蚀，关闭不严，水路调节阀无法自动调节，影响分离效果。
4.2 如上问题做了以下几点措施
4.2.1 加密分离器排污次数，进入分离器泥砂从排污口彻底排出，减少进入油仓、水仓的机会。
4.2.2 每次巡回检查要活动调节机构，防止单尼尔阀被卡或调节机构失灵。
4.2.3 提高分离器来油气温度，控制在45度以上，达到降低原油粘度，提高破乳剂效率的目的。
三相分离器在运行过程中，易发生零部件老化，聚结段填料发生碎裂，阀门回转失灵等故障，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；
应用新型耐腐蚀材料不锈钢制作的波纹板，不仅耐腐蚀，耐冲击，稳定性好，而且增大了液相接触面积，使油、气、水得以很好的分离；三相分离器中，油水腔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门，保证生产的正常进行。
参考文献
[1] 郭长会.浅谈分离器的液面和压力控制.油气田地面工程，2006，（03）.
[2] 库庆伟.原油密闭输送工艺技术研究.油气田地面工程，1998，17（1）.
[3] 尤道繁.一種新型三相分离器的研制.油气田地面工程，1998，17（1）.
[关键词]三相分离器 油气分离 油水分离 液位自动动调节
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-0512-01
1 三相分离器的现场应用
油气水三相分离器是在利用重力沉降分离的原理，将油、气、水进行三相分离、计量的大型设备。分离器运行是否正常不仅和油气分离效果有关，而且和原油生产、计量和油气损耗的多少有关，油井来液不稳定，含砂量高等多种原因造成分离器分离效果变差，含水波动，给正常的产量分析、措施运行和生产管理带来了严重的影响。
1.1 油气两相分离器
油气两相分离器将油气混合物来液分离成单一相态的原油和天然气，压力由天然气出口处的压力控制阀控制，液面由控制器控制的出油阀调节。
天然气出口处的压力控制阀通常是自力式调节阀或配套压力变送器、控制器、气源的气动薄膜调节阀等。出油阀通常为配套液位传感器、控制器、气源的气动薄膜调节阀或浮子液面调节器操纵的出油调节阀等。
1.2 油气水三相分离器
随着油田的开发，油井产出液的含水量逐渐增多，三相分离器的应用也逐渐增多。两种典型分离器的控制原理如下：
1.2.1 油气水混合物进入分离器后，进口分流器把混合物大致分成汽液两相，液相进入集液部分。集液部分有足够的体积使自由水沉降至底部形成水层，其上是原油和含有较小水滴的乳状油层。原油和乳状油从挡板上面溢出。挡板下游的油面由液面控制器操纵出油阀控制于恒定的高度。水从挡板上游的出水口排出，油水界面控制器操纵排水阀的开度，使油水界面保持在规定的高度。分离器的压力由设在天然气管线上的阀门控制。
1.2.2 分离器内设有油池和挡水板。原油自挡油板溢流至油池，油池中油面由液面控制器操纵的出油阀控制。水从油池下面流过，经挡水板流入水室，水室的液面由液面控制器操纵的出水阀控制。
由于三相分离器为全密闭运行，从而避免了大量的油气散失到大气中，保护了环境。分离器的油、水腔液位的调节采用浮子式液面自动调节装置，自动化程度高，油面、水位通过自动调节即可得到很好的控制，分离器的压可随时调节，减轻了职工的劳动强度。
1.2.3 油井来液含砂量高，易造成油、水单尼尔阀卡，调节机构失灵。另外，来液含砂最高，液体流量计易卡或堵塞过滤器
2 出现的问题及采取的措施
2.1 聚结段填料发生碎裂
三相分离器内部聚结段可以使分散的油水液滴逐渐聚结成大液滴，以加速油、水的沉降分离。三相分离器聚结段的填料采用聚丙烯制作的波纹板，部分会发生碎裂，堵塞了分离器的出油、出水、出气阀，影响了分离器正常运行从而严重担误了生产进程，甚至导致设备损坏或是人身安全。
针对这种情况，决定将三相分离器内波纹板拆除更换。把丙烯波纹板清理、拆除，应用新型耐腐蚀材料不锈钢制作的波纹板，经测试效果良好，三相分离器分离出来的油、气、水运行平稳，从未出现过堵塞现象。
2.2 油水界面的控制问题
三相分离器的油水界面是否合理将直接影响油中含水、水中含油和油、水中含气量等指标。
2.2.1 变压液面控制的工作原理
进出油气水三分离器的液量和气量不变时，液面稳定在某一位置上；当进入分离器的液量或气量发生变化，而使液面上升时，浮子连杆机构将使天然气调节阀的开口关小，调节阀的开口开大，使排气量减小而排液量增大，直到进出分离器的液量和气量相等时，液面将重新稳定在一个较原来高的位置上；当进入分离器的液量或气量发生变化，而使液面下降时，浮子连杆机构将使天然气调节阀的开口开大，调节阀的开口关小，使排气量增大而排液量减小，直到进出分离器的液量和气量相等时，液面将重新稳定在一个较原来低的位置上。浮子连杆机构带动调节阀产生相应的动作，使液面保持相对稳定。
2.2.2 变压液面控制在油气水三相分离器中的应用
变压力液面控制在油气水三相分离器中的应用见。油池的液面由其液面控制器操纵的原油调节阀和天然气调节阀控制，水池的液面由其液面控制器操纵的出水调节阀和天然气调节阀控制。
2.3 分离器的积砂问题
三相分离器运行过程中，容器低部沿流向会有不同程度的积砂，尤其是沉降分离的积砂更为严重。需根据来液含砂量大少确定合理的冲砂，排砂周期和出砂的流量，采用合适规格的除砂器，确保生产的正常运行。
3 液位自动调节机构常见故障及其维修保养
浮子液面控制器带动两个调节阀。通过改变调节阀的开度，改变天然气相对流量，对分离器的液面进行控制。
3.1 液位自动调节机构常见故障及对生产的影响如下
3.1.1 阀连强度不够，长时间运行易出现弯曲，从而造成油腔、水腔出现假液位或分离器阀卡死的现象。
3.1.2 由于分离器为室外设备，各零部件容易生锈，加上维修保养不及时，造成出油、出水閥的卡死现象。
3.1.3 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，使阀失灵，检查不及时会使三相分离器的运行不正常。
3.1.4 出油、出水阀活动不灵活或是阀体腐蚀、结垢杂物堵塞等，易造成气管线进液或油、水中带气等事故。 3.2 对于上述问题，可以采取以下措施
3.2.1 对阀的连杆结构给予加强，用扁铁焊接在原来的连杆上，加强其承重能力。
3.2.2 对各零部件进行维修保养。对阀的活动部分、阀门的丝杠等进行认真保养，防止零件生锈，保证设备的灵活好用。
3.2.3 每半年在分离器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。现时当班职工加强巡回检查，经常活动分离器的阀，发现问题及时处理。
4 存在问题及下步措施
4.1 三相分离器一般存在以下几点问题
4.1.1 分离器来液含砂高，流量计配件容易损坏。
4.1.2 分离器来油来气温度低，根据大庆油田特性，进分离器最佳温度应在45度以上。
4.1.3 措施井投产后影响分离器分离效果，油水难分离。
4.1.4 井上来液腐蚀生大，造成水路调节阀腐蚀，关闭不严，水路调节阀无法自动调节，影响分离效果。
4.2 如上问题做了以下几点措施
4.2.1 加密分离器排污次数，进入分离器泥砂从排污口彻底排出，减少进入油仓、水仓的机会。
4.2.2 每次巡回检查要活动调节机构，防止单尼尔阀被卡或调节机构失灵。
4.2.3 提高分离器来油气温度，控制在45度以上，达到降低原油粘度，提高破乳剂效率的目的。
三相分离器在运行过程中，易发生零部件老化，聚结段填料发生碎裂，阀门回转失灵等故障，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；
应用新型耐腐蚀材料不锈钢制作的波纹板，不仅耐腐蚀，耐冲击，稳定性好，而且增大了液相接触面积，使油、气、水得以很好的分离；三相分离器中，油水腔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门，保证生产的正常进行。
参考文献
[1] 郭长会.浅谈分离器的液面和压力控制.油气田地面工程，2006，（03）.
[2] 库庆伟.原油密闭输送工艺技术研究.油气田地面工程，1998，17（1）.
[3] 尤道繁.一種新型三相分离器的研制.油气田地面工程，1998，17（1）.