水力旋流器溢流管结构对其分流比的影响如图6所示。图中结果表明,在所选溢流管结构中,采用厚壁直圆管结构时和普通型薄壁直圆管结构时的水力旋流器分流比基本相同,而另外三种溢流管结构则均使水力旋流器分流比有所减小。同普通型薄壁直圆管结构溢流管相比,水力旋流器溢流管采用30°渐扩管加锥结构时使水力旋流器分流比降低15%,而采用20°渐扩管加环齿结构时使水力旋流器分流比减小1%,采用虹吸式直圆管结构时使水力旋流器分流比降低16%,因为这三种溢流管结构均能使水力旋流器溢流更顺畅地排出。因此,当溢流管采用厚壁直圆管结构或普通型薄壁直圆
图6 旋流器溢流管结构对分流比的影响管结构时,水力旋流器分流比最大;当采用虹吸式直圆管结构时,水力旋流器分流比最小。3 结论 溢流管采用30°渐扩管加锥结构时水力旋流器处理能力最高;溢流管加虹吸装置时水力旋流器分离修正总效率最高、分流比最小;采用普通型薄壁直圆管结构时水力旋流器修正分离粒度d50C最小、分离精度Α值最高,而采用厚壁直圆管作溢流管时旋流器修正分离粒度d50C最大;溢流管采用厚壁直圆管和薄壁直圆管结构时水力旋流器分流比均最大。参 考 文 献 1 褚良银,陈文梅,李晓钟.水力旋流器能耗降减的研究进展.化工机械,1996,23(6):360～363 2 褚良银,陈文梅,李晓钟等.水力旋流器结构与分离性能研究(一)——进料管结构.化工装备技术,1998,19(3) 3 ChuLiang2Yin,LuoQian.Hydrocyclonewithhighsharpnessofseparation.Filtration&Separation,1994,31(7):733～736 4 ChuLiang2Yin,ChenWen2Mei,LuoQian.Separationcharacteristicsinthehydrocyclonewithacentralconeandannularteeth.TransactionsofNonferrousSocietyofChina(Englishedn),1996,6(4):11～15气液固三相分离器的优化设计3郝晓刚(太原理工大学化工系,太原市030024) 摘 要 将三相分离器的设计与UASB反应器的工艺条件相结合,建立了一种改进结构的三相分离器的设计模型,可以求得分离器的最佳结构尺寸,为反应器在高负荷下稳定运行提供了依据。 关键词 UASB反应器 三相分离器 废水处理1 引言 上流式厌氧污泥床(UASB)反应器因具有3太原理工大学科研基金资助课题结构简单、负荷高、适应性广等特点,一直受到国内外普遍重视,已被广泛用于多种工业有机废水的处理[1]。 传统的UASB反应器设计重点集中在气23《化工装备技术》第19卷第4期1998年
石油天然气学报（江汉石油学院学报） ２００６年８月第ｚ８卷第４期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊ．ＪＰＩ） Ａｕｇ．２００６ Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．４
水平管道油一气一水三相流动流型试验研究
赵京梅，宫 敬，于 达 （中国石油大学（北京）石油天然气工程学院，北京１０２２４９）
［摘要］在气相折算速度０．５～ｌＳｍ／ｓ、液相折算速度０．０５～０．５ｍ／ｓ的试验条件下，利用管径为２５．７ ｍｍ 的水平管道，进行了含水率分别为１Ｏ ，２Ｏ ，４Ｏ ，５５ 和７Ｏ 的油一气一水三相流动流型试验研究。 观察到油基／分离／段塞流型、油基／分散／段塞流型、油基／分散／环状流型、水基／分离／段塞流型、水基／ 分散／段塞流型和水基／分散／环状流型６种流型。后５种流型与其他研究者类似，但第１种有所不同。 ［关键词］水平管Ｉ三相流动Ｉ流型Ｉ试验研究 ［中图分类号］ＴＥ３１１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１０００—９７５２（２００６）０４—００９６—０３ 油、气和水多相混输管路，由于其减少管线和地面设备的投资、充分利用油气资源的优点，日益成 为人们研究的热点。特别是近年来，随着海上油田、沙漠油田和极地油田的相继发现，使油田开发活动 向环境恶劣的边远地区拓展，混输的优势更加明显。必须较好地掌握油气水三相流动的特征，特别是流 体的流动形态，对于设计、运行和安全至关重要。但到目前为止，多相混输管路中到底有多少种流型尚 未定论，不同的研究者有不同的见解。为了进一步研究三相流动流型，使用了较高粘度的油品，油水混 合物在搅拌罐中搅拌均匀后再进入环道，从而在一定程度上模拟油田现场情况，使试验结果更具有实际 意义。 ・ 三相流动流型分类
目前，油一气一水三相流动的流型分类，总体上有两种意见，一种是以Ｌｅｅ等［１ 为代表，借用气液两 相流型类似的流型划分形式，将三相流动流型分为分层光滑流型、分层波浪流型、起伏波浪流型、塞状 流型、段塞流型、拟段塞流型及环状流型。与此类划分方法相类似的还有Ｓｔａｐｅｌｂｅｒｇ等【２］，不同的是后 者重点研究段塞流型，没有对其他流型进行试验。另一种是以英国帝国大学的Ｈｅｗｉｔｔ等［３］为代表，提 出用三要素来定义三相流动流型的方法。第一个要素用来描述油和水相的结构关系，即“分散”和“分 离”；第二个要素只有当第一要素为“分散”时才存在，它的两个分类“油相连续”和“水相连续”用 来识别两个液相中哪一相为连续相；第三个要素被用来描述气相和总液相之间的结构关系，基本上采用 与气液两相流型同样的术语。这种方法来定义油气水三相流型试图囊括所有可能出现的流型。但是，并 不是所有的流型都会出现，他们在试验中只观察到如下８种流型：段塞流动、水相连续段塞流动、油相 连续段塞流动、分层流动、油相连续分层流动、油相连续环状流动、水相连续分层流动、水相连续环状 流动。 Ａｃｉｋｇｏｚ等［｜ 对流型的划分与Ｓｔａｐｅｌｂｅｒｇ等类似，但在试验中也仅观察到了１０种流型：油基分散 塞状流、油基分散段塞流、油基分散分层／波浪流、油基分离分层／波浪流、油基分离波状分层环流、油 基分离／分散分层环流，水基分散段塞流、水基分散分层／波浪流、水基分离／分散初期分层一环状流以及 水基分散／分层环状流。他们不仅给出了不同流型的详细描述，而且还做出了几个不同流速下的流型图， 但因为他们试验管径太小，只有１９ ｍｍ，因此局限性比较大。 西安交通大学的吴浩江等［５ 采用与Ｈｅｗｉｔｔ相同的方法，利用规格 ５０ｍｍ×５ｍ有机玻璃管进行了 试验，对流型进行分类，试验观察到油基／分离／弹状流、水基／弥散／弹状流、油基／弥散／弹状流、油基
第２９卷第１３期 ２０１３年７月 甘肃科技 Ｇａｎｓｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌ ．０ｆ．２９＾ｒ０．１３ Ｊｕｔ．２０１３
三相分离器自动控制系统的设计
王 建，黄显德，张 宇，韩延坤
（甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，甘肃兰州７３００７０）
摘要：介绍ＴＮ用西门子公司的ｓ７—２００型ＰＬＣ，来实现三相分离器的自动控制，详细介绍了三相分离器控制系统 的组成、功能及软件设计。 关键词：ＰＬＣ；触摸屏；ＤＣＳ；监控 中图分类号：ＴＥ３５７
从油井开采出来的原油一般都要经过温度调 节、油气水分离、脱盐脱水等环节，使原油中的含水
量以及盐分达到一定的指标才能进行外输。三相分 离器是原油集输系统中对原油进行油气水分离处理 的一种主要设备，一般海洋油气处理平台或陆地油
田油气集输场站都包括计量分离器、生产分离器等
多台分离设备，该设备是利用物理分离的原理，在一 定温度和压力条件下，使人口原油通过降低流速来
使原油中的油气水根据比重不同分层输出达到分离
的目的，使原油中含水量达到设计要求。 甘肃蓝科石化高新装备有限公司作为国内主要
设计及制造油气集输设备的厂家，为海洋石油平台、 国外和国内很多油田都提供了大量的分离器设备。 下面以本公司为胜利油田垦东４０１人工岛油气集输
站设计制造的撬装三相分离器设备为例，介绍三相 分离器控制系统的设计。
１ 项目背景
垦东４０１人工岛油气集输站是胜利油田鲁胜井
下油田公司负责生产的一个场站，该场站负责将其 附近一座近海无人采油平台生产的原油从海底管线 输送到人工岛的集输场站进行处理并外输。由于该 场站四面环海，离陆地较远，容易受到台风等因素的
影响，一旦台风较大将出现现场无法人工操作或无 人值守的情况，所以，该控制系统要求自动化程度和
可靠性都比较高。
２工艺系统介绍
本设备包括一台三相分离器，设计处理量为：原 油ｌＯ００ｍ。／ｄ，天然气１００００ｍ。／ｄ。人ｌＹｌ原油经过设
- 1 - 高效三相分离器
1.型号释疑
JM－WS3.0×8.0-0.8
设计压力 MPa
设备筒体长度 m
设备筒体内径 m
W：卧式容器
S：三相分离器
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2.三相分离器分离原理及结构特点
刚从地下开采出来的石油我们称为原油，它是复杂的油水乳化混合物，还含有部分气体和少量泥沙。气体的主要成分是天然气和二氧化碳。为了分别得到有利用价值的高纯度的天然气和石油，我们研制出了原油用高效三相分离器，来满足原油开发开采者的需要。
所谓的三相，就是气相、液相、固相。三相分离器的工作原理就是利用原油中所含各物质的密度不同、粘度不同以及颗粒大小等的区别来进行分离的。来自井口的原料油首先经过井口阀门、管线到一个加药装置，加药装置可连续可控制的来给原油加破乳剂。这是用来降低原料油中水、油、泥沙之间的粘连混合程度以及分化乳化混合物的颗粒，有利于三相分离器更好的进行分离。我们可根据原油的参数（粘度和温度）来看是否需要在加破乳剂之前设置水套加热炉。水套加热炉就是对原油加热，来降低原油的粘度，提高原油的运输速度。
加了破乳剂的原料油首先进入三相分离器的一级分离装置，进口是在一级分离装置中部，沿切线方向旋转式进入。通过旋风分离，根据离心力和重力的作用，将原油所含的各物质由里到外、由上到下的排列为气、油、水、泥沙。为了延长分离器的使用寿命，我们在一级分离装置的入口处沿筒壁方向增加一块垫板，这样泥沙在冲涮筒壁时，只磨损到这块垫板。等于说是把一级分离装置能接触到的高 - 2 - 速流体的那段筒体壁厚进行了加强。
经过旋风分离，大部分气体涌向一级分离装置的上部，在分离装置的上部我们设有一个伞状板，伞状板由三根扁钢呈120°角分布支承。下部靠一个焊接在筒体内壁上的支承圈支撑。气体冲击到伞状板之后，经过伞状板和一级分离器筒体之间的空隙到达分离器的顶部出气口，由出气口进入二级分离装置。我们设置这个伞状板的原因，就是因初步分离的气体中，含有部分雾状的小颗粒，颗粒中有水和原油以及细微的泥沙，经碰撞到伞状板上之后，由于粘度的原因，大部分都附着在伞状板的内壁上，积累到一定程度会沿伞状板的内壁边缘滴落。但还是有少部液体被气流带走，进入二级分离器装置再进行精细过滤的分离。
