玻璃鋼三相分離器

     三相分離器在油田接轉站和聯合站中有著廣泛的應用,是原油集輸過程的重要設備之一?,F在油田大都采用傳統的鋼制分離器,耐腐蝕性能差、使用壽命短、故障高、效率低、維護費用高。玻璃鋼三相分離器是在“四合一”設計的基礎上吸收國外原油脫水的先進技術而開發的新型油、氣、水三相分離設備,較好地解決了上述問題。
1 三相分離器的結構及工藝流程
1.1鋼制三相分離器
在高效三相分離器應用之前大都采用一級分離、二段脫水、二次緩沖、二次提升的密閉工藝流程,如圖1。


該流程存在的問題有:①隨油田含水量上升,負荷增大,一次沉降脫水設備不配套,出口含水超過55%黽,電脫水器難以穩定而影響脫水效果;②工藝流程長、設備多、操作管理及維修困難,許多設備為碳鋼件,易受油腐蝕,使用壽命短;③經多次提升及脫水、能耗大、綜合效益差;④電脫水器放水采用人工調節,難以控制,經常跑跑油。
1.2 玻璃鋼三相分離器
玻璃鋼三相分離器結構如圖2所示。玻璃鋼高效三相分離器為臥式結構,整個設備分為分離腔、穩定沉降腔、油腔和水腔。油、氣、水混合液先通過分離頭(14),使液流改變方向及流速并吸收其動量。進入分離腔后在其內部主要完成氣、液分離。然后,液流通過立管(17)再次經過碗形轉向器(19)改變方向和流速,并通過篩孔板(18)進入裝有波紋板填料(3)的穩定沉降區,在這個區域主要完成油、水分離。水集中在底部,油集中在上部。通過水位調節器(8)控制油水界面,以達到所要求的油、水分離效果。分離后的油、水分別進入油腔和水腔,并經過浮子液面調節器控制液面高度。油、水由出油口(3)和出水口(2)經出油、出水閥自動排液。其工藝流程如圖3所示。


玻璃鋼已廣泛地應用于油田,其對油的耐腐蝕性優良。但玻璃鋼三相分離器是用于易燃、易爆壞境中必須具備防靜電性能。按GB13348-92“液體石油產品靜電安全規程”的要求,對盛裝易燃、易爆油品的容器,內壁體電阻率低于108Ω。玻璃鋼是一種良好的絕緣體,因而先須解決玻璃鋼三相分離器靜電問題。為此,采取以下措施:
(1) 防止外部靜電進入三相分離器。在分離器進、出液口法蘭連接處接地,防止進、出液管內的靜電進入三相分離器內部。
(2) 提高三相分離器內部導電性能。在內襯層中加入導電炭黑,加入量為內襯層基體樹脂重量的3~5%。經檢測,其體積電阻率達到GB13348-92“液體石油產品靜電安全規程”中關于盛裝易燃、易爆油品的容器,內壁體電阻率應低于108Ω的要求,經按GB3857-87標準所做的耐腐實驗表明內襯層的防腐性能不受影響。


(3) 將三相分離器靜電導出。為了將三相分離器內部的靜電由內襯層導出個部釋放,在分離器筒體和分離器封頭的內襯層的內部置入直徑為1mm的銅絲,并分別在分離器封頭與分離器筒體對接處集結引出三相分離器外并接地,如圖4所示。
2 玻璃鋼三相分離器的優點
使用新型的玻璃鋼三相分離器,配以優選的高效破乳劑,使站內工藝流程大簡化,由原來的兩段脫水、兩次提升變為一段化學脫水的無泵無罐短流程,省掉了原一次沉降脫水器、電脫水器、油氣分離器、脫水提升泵等設備。同時,該三相分離器為常溫熱化學脫水,節省了可觀的燃料油。在油田開發后期隨著油田注水開發的進程,原油中的含水量逐漸增多,大多數情況下超過80%,原來采用的多段脫水工藝因電脫水器難以穩定而造成脫水效果差。采用高效玻璃鋼三相分離器后,在常溫下脫水原油含水率≤1.0%,污水含油小于300mg/L,達到規定要求。玻璃鋼材質的高效三相分離器使用壽命大幅增加。多段脫水工藝中采用的碳鋼材質的設備一般5a左右報廢,而根據玻璃鋼在同等腐蝕條件下的使用經驗,其壽命可在15a以上。
以前三相分離器采用不銹鋼壓延孔波紋填料,由于不銹鋼耐高含鹽污水的腐蝕,幾乎每年都要更換,這不僅增加了運行成本,而且檢、更換填料的工作量也較大。高效玻璃鋼三相分離器采用玻璃鋼材質的填料,使用壽命大大增加。在油田開采后期,油中含砂量較大,大量的泥砂聚集在填料處堵塞填料,降低填料的效率,在高效玻璃鋼三相分離器的分離段及沉降段增設了排砂、沖砂裝置,從而有效地減少泥砂的聚集和堵塞。玻璃鋼是良好的絕熱材料,傳熱系數是鋼的0.5%,與鋼制三相分離器相比,可以省掉外層的保溫材料。
3 結束語
玻璃鋼三相分離器具有高效、耐腐蝕、壽命長、維護費用低等諸多優點。它將逐漸取代傳統的鋼制分離器,廣泛應用于采油行業,前景廣闊