学文网【摘要】油气分离计量是油气集输的首要任务。本文从油气分离计量设备出发，从理论上分析了重力分离、折流分离、离心分离三种分离方法，进而探讨了油气分离计量设备在油气集输中的应用，以供参考。
【关键词】油气分离与计量设备 油气集输 应用
1 引言
从井口采油树出来的石油主要是烃类混合物。天然气是低碳烃组分，在常温、常压下呈气态；原油是由分子量较大的高碳烃组成，在常温、常压下呈液态，在油藏的高温、高压条件下天然气溶解在原油中。当石油从地下沿井筒向上流动和沿集输管道流动的过程中，随着压力的降低，溶解在在液相中的气体不断析出，形成了气液混合物。为了满足产品计量、储存、销售、运输和使用的需要必须进行油气分离。
2 油气分离计量设备及工作原理
从目前来看，油气分离设备种类较多。按照功能进行划分，可分为两种：水油气三相分离器、油气两相分离器；按照形状可分为三种：立式分离器、卧式分离器。目前，比较普遍的为卧式两相分离器。主要是因为该分离器的分离效果好，成本较低，便于检修和安装。其缺点是占地面积比较大，且排污比较困难，需要配备好排污设备。
现介绍一种组合式的小型油气分离计量装置。在大庆、长庆、哈萨克斯坦布扎奇等油田投入使用，均运行了三年以上，运行良好。该装置用于单井（油井采出液不分离）、油气汇管（气、液混输）等任何流型或流态的油水气二相***实时计量，尤其适用于间歇来液、气液变化比较大的油井计量；是沙漠油田、海上油田和移动测井等多相流计量的理想装置。
2.1 结构
油气分离计量设备主要由分离器、稳流器、捕集器、混合器、计量仪表与电控元件组成，工作原理如***1所示 。
2.2 原理
2.2.1分离器
一般采用离心分离。由于气体与液体的密度不同，液体与气体混合一起旋转流动时，液体受到的离心力大于气体，所以液体有离心分离的倾向，液体附着在分离壁面上由于重力的作用向下汇集到一起，从而实现气液分离。离心分离方法是一种辅助方法，一般安装于重力式分离器入口处，作为离心分离的分流器，将天然气、原油分开。
2.2.2稳流器
使初步分离得到的气液两相都得到稳流，减少流体的波动和扰动，给油气水沉降分离创造良好条件。同时也是二级分离器，采用折流分离方式，由于气体与液体的密度不同，液体与气体混合一起流动时，如果遇到阻挡，气体会折流而走，而液体由于惯性，继续有一个向前的速度，向前的液体附着在阻挡壁面上由于重力的作用向下汇集到一起，从而实现气液分离。
挡沫板 ：阻止浮在液面上的气泡向原油出口方向流动，使气泡在液面上有足够的停留时间，破裂并进入气相。
2.2.3捕集器
既起到了分离效果，同时进行段塞流捕集。
捕集器的主要作用：使油、气得到充分的分离；同时起缓冲作用，使液相流量的冲击变为段塞流捕集器的液位变化，消除段塞流，以保证油、气处理装置平稳、均匀地进料。
作为分离器，采用了重力分离，即利用天然气、原油密度不同的特点，在相同条件下，由于天然气、原油受到的地球引力会有所不同，可对其进行分离。段塞流捕集器的分离原理与普通分离器一样，最大的区别在于，必须还能适应液体段塞进入分离器的流量的大幅度波动。
2.2.4混合器
混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，通过固定在管内的混合单元内件，使气体与液体产生流体的切割、剪切、旋转和重新混合，达到二者良好分散和充分混合的目的。
2.3 油气分离设备投产和运行
2.3.1投产
油气分离计量设备属于压力型容器，在投产之前应对设备进行检查，并做好压力试验。首先，在设备检查时，一般应检查设备是否正确安装，分离器筒件、各附件的功能是否完好，将固定部位固定好，检查内部结构是否完好，再将内部清理干净。其次，封闭排污孔，调节好安全阀、调压阀和压力装置，开始试压。通常情况下，试压应经过两个阶段：强度试压、严密性试压。在强度试压时，其压力应保持在设计压力1.5倍左右，在达到试压压力强度后，保持1h，在这段时期，如果压降在0.1MPa以内，即表示试压合格。在严密性试压时，其压力与设计压力相同，在达到设计压力强度后，保持24h，在这段时期，如果压降在0.1MPa以内，即表示试压合格。试压的介质应选择清水。在试压过程中，应密切观察罐体、部件的变化情况，尤其是仪表、阀门、法兰连接处，如果出现异常应停止试压，待处理完毕后才能继续试压。最后，在试压合格之后，将分离器进出口阀门打开，在采暖管线正常送热后，将天然气出口、分离器出油两个阀门打开，在一切准备就绪后，将进油阀门缓缓打开，向分离器注入原油。在油气分离设备投产过程中，应密切关注分离器出油、进油、出气情况，如果出现异常要立即处理。
2.3.2运行
油气分离计量设备是否正常运行，不仅对油气分离效果产生影响，对天然气、原油的质量及经济效益也有重要影响。因此，应密切关注油气分离计量设备运行情况，具体包括以下几项内容：一是定期检查分离器的调节机构和液位控制，确保其可靠性和灵敏性，保证分离器液面能维持稳定。二是关注分离器来油温度，特别是在温度较低时，防止来油温度较低而造成管线中原油凝结。与原油凝固点相比，分离器来油温度要高5℃，冬季还应该再高一点。如果生产季节为冬季，由于天气比较寒冷，应对分离器进行保温、采暖等措施。尤其是管线、液位计、压力表、安全阀等，对于容易冻结、流动性较差的部位，应特别注意防冻保暖。
3 结语
综上所述，油气分离与计量是油气集输的关键环节，对石油工业发展有重要意义。在石油开采作业中，应选择合适的油气分离计量设备，结合油气分离的原理，选择采用重力分离、折流分离、离心分离等分离方法。在油气分离过程中，应重点关注分离器投产和运行情况，在分离器投产使用之前，对分离器质量进行检查，并进行试压，确保分离器工作性能良好。在分离器投入使用后，密切关注分离器的运行情况，如调节机构、液位控制、来油温度等，确保分离器能够正常运转，提高石油的产量和质量，促进石油工业发展。
参考文献
[1] 谢晓勤，徐文超，廖雍等.油气分离设备在油气集输中的应用[J].石油和化工设备，2012，15（1）：33-35
[2] 秦敏勇，刘晓，王志民等.油气分离过滤器.工.作原理、制作及使用中常见问题的处理[J].液压与气动，2011，（5）：81-83
[3] 丁家峰，罗安，胡志坤等.变压器油中溶解气体实时***监测系统的研制[J].电力自动化设备，2011，31（6）：136-139
转载请注明出处学文网 » 油气分离计量设备在油气集输中的应用