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Ch8 油（液）气分离器 旋转半径：由向心力的公式可知，旋转半径越大，离心力越小。当处理气量较大时，设计计算所得的分离器直径也较大，故旋转半径不宜超过0.5m,，否则需提高气流入口线速。 用于大气量时可采用多个旋风分离器。当用于小气量或负荷波动较大时，则可采用可调节多管式旋风分离器。 由于多管式旋风分离器的每根旋风子，其旋转半径均较小，可在气流线速较低的情况下获得较大的气液分离能力。 影响旋风分离器效率的因素 2.2.8 分离器结构的综合设计 在分离器结构设计中，除了按重力作用或旋风作用进行设计计算外，为了提高分离器的效率常综合利用各种分离作用，其中包括使用折流板、挡板、滤网、过滤器等机械分离元件在内。 2.2.8.1 重力与旋风作用的综合设计 重力分离主要利用重力场产生的重力；而旋风分离作用则主要利用气流旋转产生的离心力。因而在设计时，常尽量利用两者作用的综合效果。 例如:在重力式分离器设计中，立式重力分离器采用切线入口的方式、使气流进入分离器后产生一定的离心力，将较大的液团或液滴抛向分离器内壁而直接流向积液段，提高初级分离段的效果。 在卧式重力分离器中，则有的在气流入口段增加一个“旋风子”，如图所示。气流在进入重力分离段以前，先进行一次旋风分离，这同样能起到提高分离效果的作用。 四川气田曾研制的螺道式分离器（左图）、与扩散式分离器（右图），在利用旋转运动的同时，也利用了卧式分离器的设计思想。 2.2.8.2 过滤器的作用 过滤器的使用一般也是为了分离更小直径的液滴，常用于气体的深度净化，可滤去99％的5μm以上的液滴。 它主要用于气体处理装置前、压缩机进口端或精密仪表前的气体净化。在分离设计时，可做成专门的过滤分离器。 2.3 三相分离设备 实现油、气、水分离的设备称为三相分离器。 通常称为游离水分液器的三相分离器，是用来分离和脱除可能出现的任何游离水。因为直接从生产井或者从高压分离器来的液流进入三相分离器，所以分离器必须设计成能分离从液体中以及从油和水中闪蒸出来的气体。 2.3.1 卧式三相分离器 2.3.1.1带有界面控制器和堰板的典型卧式分离器 图6所示，油气水混合物进入分离器后，进口分流器把混合物大致分为汽液两相（如前面两相分离器）。进口分流包括一个降液器，将液流导向油气界面的下边，到达油水界面的附近。集液部分应有足够的体积使自由水沉降至底部形成水层，其上是原油和含有较小水滴的乳状液层。 图6 卧式三相分离器1 油和乳状液从堰板上面溢出。堰板下游的油面由液面控制器操纵出油阀控制于恒定的高度。 水从堰板上游的出水口排出，油水界面控制器操纵排水阀的开度，使油水界面保持在规定的高度。 气体水平地通过重力沉降部分，经除雾器后由气体出口流出。 分离器的压力由设在出气管上的阀门控制。油气界面的高度依据气液分离的需要可在1/2至3/4直径间变化，一般采用1/2直径。 卧式三相分离器 2.3.1.2 设有“油槽”和水堰板的分离器 图7的卧式三相分离器，器内设有“油槽”和水堰板。油自油堰板溢流至油槽，油槽中油面由液面控制器操纵的出油阀控制。水在油槽下面流过，经过水堰板流入水室，水室的液面由液面控制器操纵的排水阀控制。油堰板和水堰板的高度控制着由于油、水密度差而形成的油层的厚度。 图7 卧式三相分离器2 2.3.2 立式分离器 图8表示一个典型的立式三相分离器结构。液体经过侧面的入口进入分离器。如同在卧式分离器内一样。在进口档板处，流体分离出大量气体。一个降液管用来输送液体，在经过气液界面时而不致干扰撇沫作用的产生。一个连通管用来平衡下段和气体分离段的压力。 图8 立式三相分离器 2.4 国外情况 从上世纪60年代开始，原苏联就着手对油气分离理论进行研究和探讨。通过生产实践和矿场试验，逐渐明确了气液流的波动是影响油气分离过程的主要原因，从而不在分离器结构上下功夫，而在分离器前的管线上作文章，提高了分离效果。 2.4.1 分离装置 2.4.1.1 倾斜分离器加倾斜来油管 下图为罗马什金油田于1974年研制成功的一种分离器。来油管线是l～60”倾斜安装的，开始角度小，入口前逐渐加大。罐的倾角是4～5°，这样可以改善捕雾器的工作状况，液体出口形成可靠的水封，同时也可提高罐的利用系数。 2.4.1.2 I级分离器前加气体预选器 1977年，西西伯利亚工业科学研究所通过试验确定，气液分离一定要在水平和上升的管段进行，在管线下降段选气效果最好。下图为尤干斯克油气分配管理局采用的气体预选器分离装置的流程图。 * * 第二章 油（液）气分离器 从气井