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发表人：muyun1031 |
发表时间：2007/5/22 9:21:00 |
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| 本栏论题： |
HNS-Ⅲ三相分离器技术的应用 [6714] |
HNS-Ⅲ三相分离器技术的应用
摘要：桩1接转站是一个油、气、水分输的大型接转站，具有处理液量高、原油物性差、管理设备多、工艺流程复杂等特点，自1996年投产以来，由于油田开发的迫切需要，曾先后经历过十余次改造。针对该站工艺、设备老化的实际情况，2005年8月再次进行改造，应用河南石油勘探局设计院HNS-Ⅲ型高效三相分离器技术解决了原流程处理量小、设备工艺老化、处理效果差、自动化程度低的问题，取得了较好的实用效果。
关键词：分离 自动 工艺
1、概述
桩1接转站是我区进液量最大的一个接转站，现进站液量约14000m3/d，其中分水量11000m3/d，外输含水油量3000m3/d，纯油量500t/d，综合含水率96%，地面原油密度0.9452，粘度396.2mPa.s，凝固点18℃，地层水属NaCl型，总矿化度13989.7mg/l，来油温度60℃，井排来油压力0.28MPa。
2、改造前工艺流程
各计量站来液（60℃）进站内的气液两相分离器（2台φ2.4×10300），脱气后进入700 m3、400 m3沉降罐进行沉降分离；分离出的含水油进400 m3油罐后经外输泵进行升压、计量外输；脱出污水进2座200m3水罐进一步沉降后经外输泵进行升压、计量外输。
流程即：
3、生产中存在的问题
由于近几年我区原油产能的不断提高，进站液量也随之增加，该站原有的设计处理能力已无法满足生产实际的需要，在生产过程中存在着以下问题：
3.1处理能力不够。
随着油田开发的不断深入，综合含水率逐年上升，边底水活跃的桩1块需要大泵提液增加原油产量，导致进站液量已远超出原设计的处理能力，加上生产设备的老化，特别是二台气液分离器的功能单一，仅能实现脱气功能，不能实现油、气、水三相分离，为后段的大罐沉降和油、水外输增加了很大的负担。
3.2工艺流程复杂、设备落后。
3.3设备多，管理操作不方便，维修工作量大。
3.4自动化程度低，工艺落后。
液位、压力、界面等重要参数全是手动控制，这样不但劳动强度大，而且最主要的是会造成生产运行不平稳。油水混合液进入700 m3、400 m3沉降罐后靠自然沉降分离油水，污水进入2座200 m3污水罐后滞留时间只有30-40分钟，不能较大程度的将污水中乳化油脱出，外输污水含油指标高达800mg/L以上，导致下游的污水处理站污水外排含油指标达到60mg/L以上，增加了隔油池、氧化塘的管理工作量。
4、改造后的脱水工艺
针对以上提到的问题，我区于今年8月份引进了河南油田设计院的高效三相分离器，以改变脱水工艺落后的局面，解决生产中存在的困难。该分离器应用了来液旋流预脱气、水洗破乳、高效聚结、斜板除油、除砂和油水界面控制等数项新技术，单位体积处理能力为传统设备的6～8倍，较好的解决了油田脱水系统中存在的这些问题，使含水原油的脱水工艺达到了更高的水平。
改造后接转站脱水工艺采用二台HNS型高效分离器，实现一段脱水工艺流程，即各计量站来液（60℃）进入高效分离器后，进行油、气、水分离，分离出的含水原油进缓冲罐经外输泵进行外输；脱出气经压力控制外输；脱出的含油污水自压进污水罐经外输泵外输。
流程即：
5、三相分离器关键技术
作为改造的核心设备——高效三相分离器，其主要工作原理为：油、气、水混合液进入预脱气室，靠旋流分离及重力作用脱出大量的原油伴生气，该气体与分离器内脱出的残余气体一起进入气包，经捕雾器除去气中的液滴后流出设备，经流量计计量、压力控制后进入站外气体集输系统。而预脱气后的油水混合液（夹带少量气体）经导流管进入分配器和水洗室，在经过含有破乳剂的活性水层洗涤破乳、高效聚结填料的整流、稳流后，有效的降低了来液的流动雷诺数，加快了油、水分离的速度，提高了油、水分离的效果，再通过沉降分离室的进一步沉降分离后，脱水原油翻过隔板进入油室，并经液位控制、流量计计量后流出分离器；含油污水靠压力平衡经导水管进入水室，经液位控制、流量计计量后流出分离器，从而达到油、气、水三相分离器之目的。
HNS型三相分离器采用的主要技术：
5.1旋流预分离脱气技术：使传统的气相空间由50%降到5%左右，提高了设备利用率。
5.2水洗破乳技术：将油中沉水变为水中浮油，加快了油气水分离速度。
5.3聚结填料：乳化液通过微孔板的“梳理”，加速水滴聚结，使小水滴变为大水滴，从而加快脱水速度，提高脱水效率。
5.4油气二次分离、扑雾技术：除油器合置在设备本体，使脱出气携液量降低。
5.5变传统的油水界面控制为液位控制：使油水界面控制操作更为实用可靠、安全。
5.6设置油水界面调节器：使油水界面根据现场情况的变化而进行调节，增加其可操作性和适应性。
5.7根据具体需要设置排污除砂装置，定期排污、排砂，延长检修周期。
5.8配套经济、可靠、实用的气动仪表、电动浮球等。
下图为HNS型三相分离器结构和配套自控流程图：
6、应用效果
通过三个多月来的生产运行来看：
6.1、该设备采用可靠的先进技术，根据原油产量、含水、生产参数、油气水物性等数据，在设计上充分考虑三相分离器脱水系统的可靠性、灵活性和适应性。
6.2、设备在自行脱水的同时，具有污水处理功能，降低了运行成本，提高了生产效益。
6.3、提高了桩1站自动化管理水平。根据工艺流程配置的相应仪表及控制系统，满足高效分离器及缓冲罐在正常生产情况下的各种工艺参数的自动调节及控制，保证分离器、缓冲罐的平稳有效运行。
在控制方面采用气动仪表配PLC控制系统控制方式，具备分散控制、集中管理的功能，配备微机并留有备用接口，可满足处理设备增加后的控制要求。所配的仪表有：温度检测采用温度变送器，压力检测采用压力变送器，油、水室液位采用电动浮球液位变送器，分离器压力和油、水室液位由气动调节阀控制；液位计配套电伴热。缓冲罐液位采用雷达液位计检测，并与目前外输泵变频器连锁，实现外输泵频率与缓冲罐液位自动调节功能。
6.4、外输污水含油指标大幅降低。通过三相分离器聚结整流沉降悬浮、沉降罐和污水罐的三级沉降，污水含油指标由投产前800mg/L降至80mg/L（最低时在30mg/L以下），为下游污水处理站有效控制外排水质起到决定作用，效果明显。
7、存在问题
7.1、自8月份投产后的三个月时间，三相分离器基本排不出砂来，分析是由于排砂口为倒U型管结构，投产之初油砂平铺在分离器底部，只能排出排砂口下少量油砂，直到排砂口周围聚砂呈锥状后，才可正常排砂（11月上旬开始出砂量逐渐增多，4车/3天）。
7.2、分离器是按照进液14000m3/d、分水11000m3/d设计的，人为控制只能靠调节器微调，理论上要求进液量要相对平稳，才能达到较好运行状态，但在实际运行中由于油井及管网的各种故障会导致进液量阶段性忽高忽低，水相影响较小，油相分离量相对波动较大，导致外输液量不稳，引起交油量波动。
7.3、整个系统自动化程度高，任何控制环节出现故障都影响正常运行，仅投产至今水相、气相的气动调节阀曾出现过多次阀卡和失灵现象，虽厂家及时到现场维修、处理后正常，这也反映到部分仪表部件存在质量问题，有待于改进。
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