化工工程师 2025-11-23

石油天然气开采井液需经三相分离器（分卧式、立式、球式）分离气、油、水三相，其内部含入口分流器等部件及三大分离区域，通过重力、流体撞击等原理实现分离，由液位与压力控制器保障稳定运行。

石油天然气开采出的井液由不同数量的油、水、天然气和沉积物组成。石油和天然气生产的第一步是使用分离器将流体分成各个组成部分，而三相分离器就是利用重力将产出的井液分离成气相、油相和水相。常有卧式、立式、球式三种。

卧式三相分离器结构图

典型的三相分离器内部结构主要包括：入口分流器、消泡器、聚结板、涡流消除器、除雾器等。我们把分离器内部分为三大区域：主分离区、重力分离区、除雾区。

主分离区：大多数液相可以在该区域中分离。在主要区域，使用入口转向器突然改变流体流动的方向和速度，从而使大多数液滴撞击转向器并由于重力而下落，从而实现分离效果。

重力分离区：分离器的主要部分。在此重力区，气相和液相的速度相当慢。在气相流动期间，小液滴通过重力与流动分离。重力分离区还包括在重力和浮力作用下不同液滴的分离和聚集。重力分离区是分离设备安全稳定运行的关键区域，因为该部分可能会出现阻塞或波动。

除雾区：由于在重力分离区中不能从气流中分离出极小的液滴，因此需要设置除雾区，以通过除雾装置除去气相中残留的液滴。通常，在除雾区域中提供了一个冲击平面，在该平面上极小的液滴可以聚集并形成较大的液滴，这些液滴通过重力与气流分开。

在三相分离器中，流体通过入口进入容器，并立即撞击入口分流器。这种突然的撞击提供了液体和蒸汽的初始分离，并开始了油气分离过程。

在容器的液体收集部分，油和乳液分离，在游离水上方形成一层。堰保持油位，而界面液位控制器保持水位。

油溢出堰的顶部，然后操作排油阀的液位控制器控制其液位。界面液位控制器还检测油水界面的高度。该控制器向另一个排放阀发出信号，以从容器中释放尽可能多的水，将油水界面保持在预定高度。同时，气体上升到分离器的顶部，它水平流动并通过除雾器排出到高压控制阀，该阀保持恒定的容器压力。

文章内容来源化工工程师，流程工业整理编辑，责任编辑：胡静，审核人：李峥