淺析離心式分離設(shè)備在海上平臺油氣處理的應(yīng)用

韓化鳳

（廣東省湛江市南海西部石油勘查設(shè)計有限公司，廣東湛江 524057）

淺析離心式分離設(shè)備在海上平臺油氣處理的應(yīng)用

韓化鳳

（廣東省湛江市南海西部石油勘查設(shè)計有限公司，廣東湛江 524057）

海上油田開發(fā)須經(jīng)過油、氣、水等物質(zhì)的有效分離和處理，才能達(dá)到儲存、輸送和銷售標(biāo)準(zhǔn)，分離裝備就成了是油氣開發(fā)的重要前提和基礎(chǔ)。因此對離心式分離設(shè)備在海上平臺油氣處理的應(yīng)用進(jìn)行了分析，提出了有效措施，以期更好推進(jìn)海上石油開采業(yè)的高效發(fā)展。

分離設(shè)備；油氣處理；應(yīng)用

1 油氣分離概述

隨著油氣水和液固分離技術(shù)的發(fā)展，高效快速分離油氣的技術(shù)不斷成熟，海上油田開采常用的油氣分離方法主要有重力分離、碰撞和聚結(jié)分離、離心分離等幾種形式。離心指“利用離心機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把混合物中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開”一種離心分離方法，既達(dá)到了油水的精細(xì)分離，而且能提高油氣輸送效率。當(dāng)前用于海上平臺油氣處理的離心式分離設(shè)備，具有很高的要求，不僅要求具備結(jié)構(gòu)簡單、體積小重量輕、安全可靠、分離效率高、處理量大的優(yōu)點(diǎn)，還要易于海上的安裝和維護(hù)。海上的分離設(shè)備還要盡量適應(yīng)多相流的各種流態(tài)、防止段塞流帶來的劇烈擾動影響。所有這些要求，使分離器的開發(fā)和研制成為油氣開采中的一項至關(guān)重要的內(nèi)容，成為海上油氣開采和輸送中一項亟待提升的重要技術(shù)。

2 油氣水分離技術(shù)概述

2.1 分離技術(shù)的分類

對油氣進(jìn)行分離是通過在一定的溫度和壓力下進(jìn)行操作，使油氣混合物達(dá)到平衡狀態(tài)，使混合物達(dá)到平衡，使油中的氣析出、氣中的油凝析，然后對其中的游離水進(jìn)行。這個過程需要借助分離設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，需要通過分離機(jī)等設(shè)備將井流混合物分離出來，成為油、氣等單一狀態(tài)。對油、氣、水進(jìn)行分離時，通常根據(jù)它們的不同密度采用沉降法進(jìn)行分離，但分離中液滴的沉降速度和連續(xù)相的特征很大程度上影響著分離效果；重力分離指的是“利用流體組分的密度差，較重的液滴從較輕的流體連續(xù)相中沉降分離出來”；碰撞和聚結(jié)分離指的是“流體在正常流道內(nèi)碰撞障礙物，夾帶的液滴附著在障礙物上從而被分離出來，再與其他顆粒聚結(jié)從連續(xù)相中分離”；離心分離指的是“當(dāng)一個兩相流運(yùn)動方向改變時，密度大的會更加向直線方向運(yùn)動，和容器發(fā)生碰撞，便與密度小的流體相互自然分開”，通常要借助于離心機(jī)來實(shí)現(xiàn)。離心機(jī)是利用離心力，對液體與固體顆?；蛞后w與液體混合物中各組分進(jìn)行有效分離的一種機(jī)械，主要是用于分離懸浮液中的固體顆粒和液體，或分離乳濁液中兩種不同密度、互不相溶的液體。下面主要對離心油水分離技術(shù)進(jìn)行簡單的分析。

2.2 離心分離計算公式

油水混合物一般從離心油水分離機(jī)的切線進(jìn)入，當(dāng)離心分離的流態(tài)是層流狀態(tài)時，可借助斯托克斯定律來對其離心分離速度進(jìn)行計算，計算公式為：W=d20g（ρw-ρL）18μ，其中W表示油滴或水滴的沉降速度；d表示油滴或水滴的直徑；ρw和ρL分別表示重、輕組分的密度；μ表示連續(xù)相的黏度。

2.3 離心技術(shù)工作原理

在懸濁物中，含有細(xì)小顆粒的懸浮液處于靜止不動的狀態(tài)時，收到自身重力作用，懸浮的顆粒會逐漸的向下沉淀，下沉速度取決于粒子的比重，比重越大下沉越快。密度小于液體的細(xì)小粒子反而會漂浮上來。細(xì)小輕微的顆粒收到重力場的作用會向下移動沉降，移動的速度取決于微粒的大小、形態(tài)和密度，同時又受到重力場的強(qiáng)度和液體密度的影響。另外，微小的顆粒在液體中向下沉降時，也會產(chǎn)生物理擴(kuò)散現(xiàn)象，擴(kuò)散是無法控制的，不受任何外界條件的限制和制約，其擴(kuò)散程度與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴(kuò)散越快。對于沉降來說，其有一定的條件限制，必須受到外力作用時才能產(chǎn)生運(yùn)動，其與物體的質(zhì)量成正比，顆粒越大沉降的越快，反之越慢。這就不難理解利用離心機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，就可以加速細(xì)小微顆粒的擴(kuò)散和沉降。運(yùn)動。離心力和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系可以通過公式來計算：G=1.11×10-5×R×（rpm）2。其中G表示離心力，rpm表示轉(zhuǎn)速，R表示半徑。

2.4 油氣水分離設(shè)備實(shí)施方案

油氣水高效分離器通常結(jié)合離心、重力、膨脹、振動多種分離原理，研究和開發(fā)高效、準(zhǔn)確的油氣水分離裝置。設(shè)計出設(shè)備后要通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)分別檢驗(yàn)離心、重力、膨脹、振動原理對油氣水分離的有效程度，并針對海上的工作環(huán)境進(jìn)行不斷的改進(jìn)和修正，成熟后進(jìn)行定型開發(fā)生產(chǎn)。

3 結(jié)束語

利用離心分離設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)海上原油、水及含砂的分離處理，更好地滿足成品油生產(chǎn)和運(yùn)輸和外銷任務(wù)，大量的工作實(shí)踐證明離心分離設(shè)備在海上油氣田分離作業(yè)中技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，取得了良好的生產(chǎn)效果，在海上油氣生產(chǎn)處理作業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了海上石油開采業(yè)的健康和高效發(fā)展。

[1] 聶炳林，白建平，范健強(qiáng)，等.RAM分析技術(shù)在海上油氣處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].安全、健康和環(huán)境，2016，（12）.

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Application of Centrifugal Separation Equipment in Oil and Gas Treatment at Offshore Platform

Han Hua-feng

Offshore oilfield development has to be effectively separated and treated by oil，gas and water，so as to meet the storage，transportation and sales standards.Separation equipment has become an important prerequisite and basis for oil and gas development.In this paper，the application of centrifugal separation equipment in offshore platform oil and gas treatment was analyzed，and effective measures were put forward in order to better promote the efficient development of offshore oil industry.

separation equipment；oil and gas treatment；application

TE953

B

1003–6490（2017）10–0023–01

2017–07–28

韓化鳳（1980—），女，內(nèi)蒙古赤峰人，工程師，主要研究方向?yàn)楹Ｉ掀脚_石油天然氣管線總體布置及分析。