学文网【摘要】靖边气田开发初期，分离器是按照纯气层的地质状况设计的，主要用在脱水撬前对天然气进行分离，目的是分离出天然气中的游离水及携带的固体杂质，避免高矿化度的游离水及固体杂质进入脱水撬，影响脱水撬的正常运行。但随着气田的不断开发，使得原有的分离器无法对气液进行有效分离，个别集气站露点不合格，脱水撬结晶盐堵塞等问题频繁发生。本文对国内外常用分离器的分离特性及发展概况进行了调研，对强制旋流吸收吸附分离器和立式精细聚结分离器的结构原理及靖边气田现场试验应用情况进行效果评价，为靖边气田在开发中后期气液分离器的选型提供一定的参考依据。
【关键词】立式气液聚结分离器 强制旋流吸收吸附分离器 效果评价
1 靖边气田气液分离器结构性能对比
1.1 双筒卧式重力分离器内部构造及工作原理
靖边气田气液分离器主要采用的是双筒卧式分离器，其内部设置有导流板、波纹板、丝网捕雾器等部件，各部件通过重力沉降、直接拦截、惯性碰撞，实现天然气中游离水的脱除。可分离单井来气的气体中所携带的大于8μm固体颗粒和大于15μm的液滴及0.5μm的液雾等。
该分离器由分离立管、集液包、气进口、气出口、和排液口等组成。流体经气液入口进入分离器内，在螺旋型通道中由下向上作强制性旋转运动，使流体产生离心力，在离心力的作用下，离心力大的液滴向吸收吸附层聚集。吸收吸附层是具有良好弹性的孔网材料，可以有效的吸收经离心作用“甩”向外壁的液滴动能，更有利于液滴的吸附；同时可以有效地克服器壁对液滴的反作用力，降低液滴的离散作用，使旋流分离作用得到更好的发挥。被吸附的液滴不断聚结，在重力作用下经吸收吸附层与筒体之间的间隙向下沉降流入筒体下部，从液体出口排出；而前面未被吸收吸附层吸收或被反弹回流体的液滴又在强制作用、离心力作用、吸收吸附作用下，不断重复液滴聚集、气液分离过程，从而使液滴不断地从流体中分离出来。脱除液滴后的气体则经中心立管从气体出口流出。
完成强吸分离功能的分离立管，是由管壳体、吸收吸附层、中心立管和螺旋型隔板四部分组成。其特征在于四者形成了一个螺旋型通道，气体从上至下或从下至上流动，都是一种有序的强制旋流运动。在离心作用、吸附作用、聚结作用和重力的作用下，使气液得到有效分离。这种结构消除了气体离心运动的盲区，综合利用了目前各种分离器的分离原理，是重力沉降分离作用、离心分离作用、碰撞吸附分离作用等的综合应用。离心作用使液滴向吸收吸附层聚集，吸收吸附层对液滴的吸附和液滴的重力沉降是在液滴富集的状态下完成的，离心分离、碰撞分离、重力沉降分离作用都得到了充分的发挥。可分离单井来气的气体中所携带的大于5μm固体颗粒和大于10μm的液滴及0.3μm的液雾等。
1.3 立式精细气液聚结分离器内部构造及工作原理
该分离器为立式结构，分为上下两部分，上部为聚结区，下部为沉降区。气体首先进入聚结器下部的沉降区，通过沉降分离掉气体中携带的液沫和直径大于300μm的大液滴后，向上穿过管板进入聚结区，气体由外向内通过聚结滤芯，分离掉小液滴和固体杂质，从设备顶部出口排出。在聚结区，气体中携带的直径为0.1～300μm的小液滴被转化为直径为0.5～2.2mm的大液滴，并从滤芯底部排出。聚结分离器底部有一个集液包，收集聚结区和沉降区分离出的液体，并根据高低液位仪表控制可以实现自动或手动排液。
这种分离器主要是通过聚结作用而对气液进行分离，滤芯的聚结原理为：气体首先进入滤孔直径较小的聚结层，携带的小液滴在聚结层表面被纤维拦截并吸附，随着气体向前流动，小液滴被送入深层纤维，同另外一个小液滴碰撞后聚结成一个大液滴，随着液滴向前流动，聚结过程不断重复，聚结层的滤孔直径不断增大，液滴的直径越来越大。当液滴的重力大于气体的浮力时，液滴顺着最里面的排液层滑落至滤芯底部，气体则通过滤芯的内表面排出。
2 靖边气田产水集气站高效分离器效果评价 2.1 评价方法
靖边气田产水集气站高效分离器效果评价主要从以下方面开展：对试验数据进行分析，通过对三甘醇溶液化验数据进行检测，分析三甘醇污染程度；通过测试外输区露点，判断脱水橇脱脱水的效果。并与2007年同期的数据进行对比，对靖边气田产水集气站高效分离器进行效果评价。
2.2 试验数据对比及分析
试验数据主要分为两个部分：三甘醇溶液化验数据和外输区天然气露点。通过对三甘醇溶液化验数据进行检测及对比，分析增设该分离器后的三甘醇污染程度；通过测试外输区露点，并与2007年同期数据比较，判断脱水橇脱除水的效果。
3 结论及建议
3.1 认识
（1）立式气液聚结分离器对泡沫的分离效果较普通卧式分离器分离效果好，在中2站近一年的运行中，该站三甘醇使用时间长，外输露点全部合格未发生脱水撬结晶盐堵塞。
（2）强制旋流吸收吸附分离器在处理气量大的集气站分离效果比普通卧式分离器好，在D站近一年的运行中，该站外输露点基本合格，脱水撬结晶盐堵塞现象明显减少。
3.2 存在问题及下一步工作
（1）分离器评价手段单一，对不同粒径的液滴缺乏检测手段，不能很量化的反应分离器对不同粒径的液滴的分离效率，只能通过宏观的手段观察。下一步应做的工作是尽快寻找能够有效测量分离器分离效率的方法。
（2）新式分离器由于其内部结构及工作原理与我厂原有卧式分离器相比差别较大，在日常操作及日常检修中还有许多需要改进的地方。
（3）立式聚结分离器对于处理气量大的集气站分离效果，以及强制旋流吸收吸附分离器对泡沫的分离效果还未进行评价，需对其进行跟踪观察。
参考文献
[1] 李安淇，谭中国.SPE天然气开发新进展[C]
[2] 王开岳. 天然气的综合利用[C]
[3] 孙祖岭. 采气工[C]
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