氣液分離集成裝置在增壓點的應用效果評價

由方書

長慶油田公司第一采油廠 陜西延安市

一、概述

油田生產(chǎn)過程中，為了便于原油的儲運，在增壓點（或計量接轉(zhuǎn)站）需要對采油井采出的原油進行初步的油氣分離。分離油氣的設(shè)備主要有緩沖罐和泄油器。緩沖罐又名臥式分離器，主要用作各井組來油的加溫、油氣分離。該設(shè)備把初步分離出的原油輸?shù)睫D(zhuǎn)油站或聯(lián)合站。泄油器又名壓力缸，主要作用是把緩沖罐送來的相對濕的伴生氣進一步分離，得到相對純凈的干氣，以利于燃燒。分離出的干氣送到加熱爐燃燒，供原油加溫和站內(nèi)取暖，余氣排到火炬燃燒。

二、背景

安塞油田高52區(qū)塊的特點是（長10油藏）高氣油比（95m3/t）、伴生氣中重組分含量高（C3以上組分含量高達92.13%），導致前端站點（增壓點、接轉(zhuǎn)站）伴生氣輸送過程中產(chǎn)生較多凝液，不利于伴生氣的輸送和利用，而且存在安全隱患、浪費資源、污染環(huán)境問題。因此，需要一種新型的原油與伴生氣分離的設(shè)備。氣液分離器集成裝置見圖1。

三、技術(shù)原理

1.油氣分離原理

油氣分離的基本原理是利用氣液比重不同，在一個突然擴大的容器中，液體流速降低、壓力降低后，在主流體轉(zhuǎn)向的過程中，氣相中細微的液滴下沉而與氣體分離。

2.緩沖罐工作過程

圖1 氣液分離器集成裝置圖

原油首先由入口進入分離器，經(jīng)過蝶形動量吸收器、緩沖板，油、氣的流向和流速突然改變，使油氣得以初步分離。經(jīng)初步分離的原油在重力作用下流入分離器的集液部分。集液部分需要有一定的體積，使原油流出分離器前，在集液部分有足夠的停留時間，以便被原油攜帶的氣泡上升至液面并進入氣相。集液部分也提供緩沖容積，均衡進出分離器原油流量的波動。為得到最大的氣液界面面積，通常使臥式分離器充滿1/2的液體。

來自入口分離器的氣體水平地通過液面上方的重力沉降部分，被氣流攜帶的油滴在此部分靠重力降至氣液界面。未沉降至液面的、粒徑更小的油滴，隨氣體流流入集氣管線。

四、原有處理流程與存在問題

1.原有處理流程（圖 2）

圖2 原有處理流程示意圖

采油井生產(chǎn)出來的原油，經(jīng)單井集油管線到達計量站或增壓點。在增壓點內(nèi)，首先進入來油總機關(guān)的收球筒后，再進入加熱爐加熱，加熱后的原油便進入分離緩沖罐進行初步油氣分離。分離后的原油經(jīng)加熱爐再次升溫，再由輸油泵外輸。分離出的伴生氣進入氣液分離器（或壓力缸）進行二次分離，相對干氣作為加熱爐燃料或外輸進一步回收。分離緩沖罐+氣液分離器見圖3，壓力缸見圖4。

圖3 分離緩沖罐+氣液分離器

圖4 壓力缸

2.存在問題

緩沖罐與泄油器的配合使用能滿足工藝要求，整體運行狀況良好。但不是最好的處理方法，存在以下問題。

（1）氣液分離時未經(jīng)充分冷卻，氣體出口重烴含量高，在后繼管路中冷卻后，凝液繼續(xù)產(chǎn)生，且量相對較大，尤其在冬季，凝液容易凍堵，影響生產(chǎn)和安全。

（2）裝置占地面積較大，管線閥門數(shù)量較多。

（3）氣液分離器排液量大，無法直接回到緩沖罐，采用開式排污凝液損耗大。

（4）對于來伴生氣濕度較高的站點，需頻繁的人工排污，員工勞動工作量大。

（5）部分區(qū)塊含有毒有害氣體，排放時危害人身安全。

五、氣液分離集成裝置的應用

1.改進后流程

改進后（圖5），原油在氣液分離集成裝置直接進行氣液分離，伴生氣不需要再進入氣液分離氣（或壓力缸）進行二次分離，分離出伴生氣直接作為加熱爐燃料或外輸。

2.氣液分離集成裝置優(yōu)點

圖5 氣液體分離裝置結(jié)構(gòu)示意圖

（1）裝置集成化。該裝置將分離緩沖罐和氣液分離器集成化，減少裝置占地面積及管線安裝長度和閥門管件數(shù)量。同時，減少了建站時設(shè)備安裝時間，能夠短時間內(nèi)投用。

（2）凝液在裝置內(nèi)循環(huán)。相對傳統(tǒng)氣液分離器凝液通過人工收集或者排入污油箱易造成油氣揮發(fā)，存在勞動強度大和一定安全隱患問題，氣液緩沖分離集成裝置的凝液在裝置內(nèi)循環(huán)能有效避免凝液與外界的接觸，減少油氣的揮發(fā)。而且消除了人工排液操作，減輕了員工的勞動強度。

（3）強制冷卻。在油氣分離室上部伴生氣出口至氣體再處理室之間增加空冷器冷卻，從而達到強制冷卻的目的，降低氣體溫度，利于氣體中凝液脫除，并可根據(jù)需要通過調(diào)節(jié)空冷器百葉的角度來調(diào)節(jié)冷卻溫度。能顯著降低伴生氣中輕組分的含量，減少輸氣管線在低點凝液的產(chǎn)生，防止管線凍堵，尤其有利于輸氣管線在冬季的安全、平穩(wěn)運行。

六、存在問題及改進方向

氣液分離集成裝置減輕員工的勞動強度、降低安全風險，滿足工藝要求，體現(xiàn)了“標準化設(shè)計、模塊化制造”的設(shè)計理念，體現(xiàn)了集輸設(shè)備集成化研制方向，但仍存在如下不足。

（1）隨著油田的開發(fā)，現(xiàn)場生產(chǎn)參數(shù)發(fā)生變化（氣油比由最初的116m3/t下降到95m3/t）。由于現(xiàn)有分離集成裝置是按照原始數(shù)據(jù)設(shè)計的，參數(shù)發(fā)生變化后不能很好地適應現(xiàn)場實際，所以應設(shè)計對現(xiàn)場適應性強的集成裝置。

（2）站點加熱爐氣源采用分離集成裝置產(chǎn)生的伴生氣，分離出氣體濕度較大，導致自動燃燒器無法正常運行。目前，站內(nèi)所有加熱爐的自動燃燒器都已經(jīng)停用，改用簡易火嘴。

（3）使用的磁翻板式液位計冬季易凍堵，電伴熱效果不佳（溫控調(diào)節(jié)閥壞），導致示數(shù)失真。

（4）分離器內(nèi)防腐處理效果不佳，出現(xiàn)掉漆現(xiàn)象。

（5）改進方向。分離效果不佳時，可以采用氣液分離集成裝置與泄油器配合使用，進行二次分離。