喬正莉 陳筍歌

摘要：本篇論述海洋采油廠分離器能保持良好的分離效果，需對(duì)其液位和壓力進(jìn)行控制。傳統(tǒng)分離器液位和壓力的控制采用定壓控制技術(shù)。在分離器的變壓力液面控制中，利用浮子液面控制器帶動(dòng)油和氣調(diào)節(jié)閥，使其聯(lián)合動(dòng)作，控制原油和天然氣的液量，完成對(duì)分離器中液位的調(diào)節(jié)，而不對(duì)分離器的壓力進(jìn)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(jié)流，減小分離器的壓力，提高分離效果。

關(guān)鍵詞：三相分離器；油氣分離；油水分離；調(diào)節(jié)閥；浮子

油氣分離器和油氣水三相分離器在我海洋采油廠接轉(zhuǎn)站和聯(lián)合站中有著廣泛的應(yīng)用。分離器要能保持良好的分離效果，需要對(duì)其液位和壓力進(jìn)行控制。本文從減小工藝流程中的節(jié)流損失、節(jié)能降耗、提高分離效率的角度，分析了傳統(tǒng)分離器液面和壓力的控制工藝，提出了一種簡(jiǎn)單可靠、降低能耗的分離器變壓力液面控制方法。

一、傳統(tǒng)分離器液位和壓力的控制

（一） 油氣兩相分離器

油氣兩相分離器將油氣混合物來(lái)液分離成單一相態(tài)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(diào)節(jié)。

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

有的油氣兩相分離器是用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥控制分離器的壓力，用浮子液面調(diào)節(jié)器操縱出油閥控制分離器液面。

（二） 油氣水三相分離器

油氣水三相分離器在油井產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離的同時(shí)，還能將原油中的部分水分離出來(lái)。隨著油田的開發(fā)，油井產(chǎn)出液的含水量逐漸增多，三相分離器的應(yīng)用也逐漸增多。結(jié)構(gòu)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(jìn)入分離器后，進(jìn)口分流器把混合物大致分成汽液兩相，液相進(jìn)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。 （2）分離器內(nèi)設(shè)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(guò)，經(jīng)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。

二、傳統(tǒng)分離器液位和壓力控制中存在的問(wèn)題

分離器定壓控制中，天然氣管線上的壓力控制閥對(duì)天然氣進(jìn)行一定程度的節(jié)流，以保證分離器內(nèi)壓力的穩(wěn)定。氣量減小或者氣出口處壓力降低時(shí)，閥門節(jié)流程度增加；反之，閥門節(jié)流程度減小。

分離器液面控制中，油水出口閥門也對(duì)液體進(jìn)行節(jié)流。液量增大時(shí)，節(jié)流程度減??；液量小時(shí)，節(jié)流程度加強(qiáng)，以使液面保持穩(wěn)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(shí)，必須通過(guò)油水出口閥對(duì)液體節(jié)流，使液面不至于降低。因此生產(chǎn)中，分離器一般在較高的壓力下工作，液相閥門處于節(jié)流狀態(tài)。

分離器壓力過(guò)高影響分離器的進(jìn)液，使中轉(zhuǎn)站或計(jì)量站的輸出口以及井口回壓增高，不利于輸油。目前，我國(guó)的油井多為機(jī)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(jié)流后，壓力下降時(shí)，從油中分離出來(lái)，易使下游流程中的油泵產(chǎn)生氣濁。

三、變壓力液面控制

浮子液面控制器帶動(dòng)兩個(gè)調(diào)節(jié)閥，一個(gè)調(diào)節(jié)閥控制天然氣，另一個(gè)調(diào)節(jié)閥控制原油，實(shí)現(xiàn)原油和天然氣出口處閥門的聯(lián)合調(diào)節(jié)。當(dāng)浮子上升時(shí)，連桿機(jī)構(gòu)使氣路調(diào)節(jié)閥的開口減小，油路調(diào)節(jié)閥的開口增大；反之，當(dāng)浮子下降時(shí)，連桿機(jī)構(gòu)將使氣路調(diào)節(jié)閥的開口增大，油路調(diào)節(jié)閥的開口減小。通過(guò)改變調(diào)節(jié)閥的開度，改變天然氣和原油的相對(duì)流量，對(duì)分離器的液面進(jìn)行控制。

（一） 變壓力液面控制在油氣兩相分離器中的應(yīng)用

進(jìn)出油氣分離器的液量和氣量不變時(shí)，液面穩(wěn)定在某一位置上；當(dāng)進(jìn)入分離器的液量或氣量發(fā)生變化，而使液面上升時(shí)，浮子連桿機(jī)構(gòu)將使天然氣調(diào)節(jié)閥的開口關(guān)小，原油調(diào)節(jié)閥的開口開大，使排氣量減小而排液量增大，直到進(jìn)出分離器的液量和氣量相等時(shí)，液面將重新穩(wěn)定在一個(gè)較原來(lái)高的位置上；當(dāng)進(jìn)入分離器的液量或氣量發(fā)生變化，而使液面下降時(shí)，浮子連桿機(jī)構(gòu)將使天然氣調(diào)節(jié)閥的開口開大，原油調(diào)節(jié)閥的開口關(guān)小，使排氣量增大而排液量減小，直到進(jìn)出分離器的液量和氣量相等時(shí)，液面將重新穩(wěn)定在一個(gè)較原來(lái)低的位置上。

（二）變壓力液面控制在油氣水三相分離器中的應(yīng)用

1、變壓力液面控制在油氣水三相分離中的應(yīng)用見圖2，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(yīng)用見圖3。油池的液面由其液面控制器操縱的原油調(diào)節(jié)閥和天然氣調(diào)節(jié)閥控制，水池的液面由其液面控制器操縱的出水調(diào)節(jié)閥和天然氣調(diào)節(jié)閥控制。

兩個(gè)天然氣調(diào)節(jié)閥串聯(lián)在天然氣的出口管線上。不論油池或水池的液面升高時(shí)，相應(yīng)的浮子連桿機(jī)構(gòu)都使液相調(diào)節(jié)閥開口增大、天然氣調(diào)節(jié)閥開口減小，進(jìn)行憋氣排液。如果此時(shí)水池或油池的液面較低時(shí)，雖然相應(yīng)的浮子連桿機(jī)構(gòu)使液相調(diào)節(jié)閥開口減小、天然氣調(diào)節(jié)閥開口增大，進(jìn)行放氣并對(duì)液體節(jié)流，但是由于兩個(gè)天然氣調(diào)節(jié)閥是串聯(lián)的，它們共同作用的結(jié)果仍然是增加對(duì)天然氣的節(jié)流，對(duì)分離器進(jìn)行憋壓，但同時(shí)增加液面過(guò)低液相的節(jié)流，減小液面過(guò)高液相的節(jié)流。

四、結(jié) 語(yǔ)

分離器變壓控制技術(shù)克服了國(guó)內(nèi)外常用的定壓控制技術(shù)的許多缺點(diǎn)，如受來(lái)液量和來(lái)氣量波動(dòng)的影響、分離器壓力偏高等。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(jié)流，減小分離器的壓力，提高分離效率，防止后繼流程中的油泵產(chǎn)生氣濁，并且簡(jiǎn)化了操作，提高了生產(chǎn)的可靠性，降低了井口的回壓，具有節(jié)能降耗的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 集輸（脫水）工， 石油工業(yè)出版社，1996.12

[2] 輸氣工 ，石油工業(yè)出版社，1996.11