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标题	油气集输教材中海上平台分离器选择的历史变迁
范文	赵东锋+殷丹丹+竺柏康+高建丰+高良军+聂立宏 摘要：油气集输这门课程是油气储运工程专业学生最重要的专业课之一，课程中油（液）气分离器知识点是非常重要的一个章节。本文首先通过对油气集输的早期教材、近年来的教材以及海洋平台设计等教材和资料进行对比，然后结合网络上相关的文字、图片、视频等材料以及海洋工程企业的老工程师们的介绍，对教材在这个知识点的介绍进行梳理和总结，得出海上平台早期使用立式分离器，目前海上平台多采用卧式分离器的结论。 关键词：教材 海洋平台 油气集输 立式分离器 卧式分离器 中图分类号：T E863 文献标识码：A 随着全球能源需求的日益增加，人们对油气田的勘探开发从陆地走向了海洋，随着海洋开发的深入，人们从浅海走向深海，深水海域已成为世界海洋石油开发的主战场。深水油气田开发的主要场所就是深水平台，海洋平台设置的油气分离器与陆地上设置的油气分离器有很大的不同，教材中对卧式和立式分离器进行了各自特点的对比，对海洋平台上适用哪种分离器，早年的油气集输教材和较新的教材的描述有所不同。本文针对这个问题进行深入全面的分析，使老师和学生有系统的认识。 一、不同时期油气集输教材对分离器的描述 根据《分离器规范》（SY/T 0515—2007）的定义，分离器是指油气田上用于将油气产出流体中的液体与气体分离的设备[1]。 1987版的《油气集输》教材是这么描述油气分离器的：油气分离器的主要作用是进行油气分离，有时候也作为油气水以及泥砂等多相的分离、缓冲、计量之用[1]。 立式分离器，这种分离器在油气集输系统使用非常广泛，从外形上看是立着的圆柱体形。它上、下两端由半圆形堵头封闭，底座固定在基础上。 卧式分离器，这种分离器外形如同一个横卧着的圆柱体，由于卧式分离器比立式分离器的面积大，所以，它多用在处理量比较大的计量站和转油站上。可以看出，由于受当时国内技术条件的限制，当时应用较广泛的是立式分离器。 1988版的《油气集输》教材，对卧式分离器与立式分离器的比较是这样描述的。立式分离器占地面积小，适用于海洋采油[2]。 1990版的《油气集输》教材，对立式分离器和卧式分离器的特点对比是这样描述的[3]。 立式分离器具有对液面波动不敏感的优点，因此可用简单的方法控制液面高度，最适用于分离流量波动频繁（油井间歇出油）的油气流。这种分离器占地面积小，因而在海洋采油平台上常采用立式分离器。另外，这种分离器便于清理，因而也适用于处理含砂原油。其缺点是费用高、维修和撬装困难。我国在70年代以前多采用这种分离器[3]。 卧式分离器，在处理量相同的情况下，较其它类型的分离器直径小，耗用钢材少。由于气液界面积较大，故液体中的气泡只要极短时间即可逸出，因此可用于处理起泡原油。 2006版的《油气集输》教材对分离器的介绍是这样的。卧式分离器具有单位处理量成本较低，易于安装、检查、保养等优点；但其占地面积较大，排污困难，往往需要在分离器的底部沿长度方向设置多个排污孔。卧式分离器是目前生产分离中应用最广泛的一种分离器[4]。 立式分离器占地面积小、排污方便、易于实现液面控制，适用于气油比较低、含固体杂质较多的油井产物，或海上采油等建设面积受限的场合。由于立式分离器的处理量较小，分离效果也不如卧式分离器，所以，目前立式分离器多用于井场或计量站作为计量分离器，或用在一些场地狭小的特殊场合[4]。 这一时期的教材提出，卧式分离器是目前生产分离中应用最广泛的分离器。立式分离器占地面积小适用于海上采油等建设面积受限的场合。 2006版的《油气集输与矿场加工》教材在卧式分离器与立式分离器的比较部分加入这样的描述。立式分离器占地面积小，这对海洋采油、采气至关重要[5]。 综上可以看出，早期的教材都强调了立式分离器占地面积小的特点，结合当时海洋平台的情况，海上采油采用立式分离器。 2012版的《油气集输》教材对卧式分离器与立式分离器对比的描述就有不同，教材中是这样描述的[6]。 立式分离器能处理外来物体较多的井流物，在分离器底部设置排污口，可以方便地清除外来物体，立式分离器纵向上尺寸长，液面变化明显，容易控制，在平面上占用面积相对较小。其缺点是，油气界面小，原油中的气泡不容易逸出，另外，单位面积上甲板载荷较重，撬装比较困难[6]。 卧式分离的气体运移方向和液滴下落的方向垂直，这样有利于液滴从气体中分离出来。卧式分离器油气界面的面积大，有利于原油中的气泡从中逸出，卧式分离器处理效率高，安装、维修、搬运都比较方便，在平台上单位甲板载荷较小。其缺点是，在平面上占地面积大，清除固体杂质不易，需要在纵向上设置多个排污口[6]。总体来说，海上油田的分离器多采用臥式分离器。卧式分离器与立式分离器特点对比总结，见表1。可以看出这时的教材提出，海上油气分离器多采用卧式分离器。这和以往的教材是不同的。 二、海上油气集输教材对分离器的描述 1994版的《海上油田油气集输工程》教材是这样描述海上不同外形油气分离的特点的。 立式分离器适于处理含固体杂质较多的油气混合物，可在底部设置排污口以便于清除固体杂物；液面控制较容易；占用面积小。其缺点是：气液界面积较小（与卧式相比），集液部分原油中所含气泡不易析出，特别是高气油比时；撬装化比较困难；另外，还有较重的甲板载荷[7]。 卧式分离器处理油气效率高，能处理汽油比较大的井流物，并且安装、接管、维修、移动方便，单位甲板载荷低。其缺点是，占地面积较大；在处理含固体杂物较多的原油时，沿长度方向需设几个排放口[7]。海上油田所用生产分离器大多数是卧式分离器。海上油田所用的其他形式的分离器还有卧式双筒分离器和离心式分离器。 我们可以看出，在《海上油气集输》教材中特别提到，立式分离器有较重的甲板载荷，海上油田所用生产分离器大多数是卧式分离器。 2005版的《海上油气田开发工程技术和管理》中是这么描述的[8]。 分离器按形状分一般有三种，即立式、卧式及球形。各形状分离器通过在分离效率、分离后流体的稳定性、变化条件的适应性、操作的灵活性、处理能力、处理起泡原油和安装所需空间等方面的优缺点比较，海上处理设备的分离器首选的是卧式三相分离器，其次是立式两相，球形基本上不采用[8]。 教材中明确说明，海上处理设备的分离器首选的是卧式三相分离器，其次是立式两相，球形基本上不采用。 三、教师和学生对立式分离器的特点形成的认识 早期毕业的油气储运工程专业的学生，采用的都是早期的《油气集输》教材，新的2012版的《油气集输》教材以及《海上油气集输》教材采用的较少。因此，在提到海洋平台的油气处理时，大家就想到海洋油气处理的特点就是，海洋平台单位面积造价昂贵，海洋平台面积有限，海洋平台上油气处理首选立式分离器。 在2016年第六届中国石油工程设计大赛中，大赛的赛题是深水油气田开发，大家在讨论这次赛题的特点时，油藏开发专业的学生和教师会说，深水海洋开发的特点就是，井距大，开采周期短。储运专业的学生和老师会说油气集输设计的特点就是平台面积有限，采用立式分离器。真的是立式分离器占地面积小就适合海洋油气处理吗？ 通过较新的《油气集输》教材和《海上油气集输》教材我们可以得出这样的认识，立式分离器适用于处理含固体杂质较多的油气混合物，可在底部设置排污口，以便于清除固體杂质，液面控制容易，占用的面积小。但立式分离器有较重的甲板载荷，撬装化困难。卧式分离器易于接管、撬装、搬运和维修，甲板载荷较低。海洋平台油气水分离器由于工艺流程的要求，一般放在中层或下层甲板，受到平台纵向上空间的限制，分离器多采用卧式结构，且尺寸不宜过大；随着技术的进步，现在的海洋平台上，油气分离器多采用卧式分离器[3]。 在第六届中国石油工程设计大赛过程中，同学们最初都选择了立式分离器。后来，我把较新教材上的描述内容以及从网上查到的情况向同学们进行了说明，部分同学都把设计改成了卧式分离器。也有个别同学没有参加交流，仍然设计了立式的分离器。最后提交作品后，中海油的评审专家给出的评语的一条是这样写的，对于海上平台，由于受到平台结构、空间等限制，当前的海洋平台上立式分离器较少使用。 四、结束语 综合上面的分析可以得出以下结论： 第一，海洋开发早期，结合当时的技术情况，《油气集输》教材描述立式分离器的特点是占地面积小，海洋采油平台使用立式分离器。 第二，较近的《油气集输》教材和《海上油气集输》教材提出立式分离器会造成甲板载荷重，另外不易吊装，放在中层或下层甲板时，受到平台空间的限制等。海上平台多采用卧式分离器。 第三，平台图片和现场专家的介绍表明，目前各种海上平台大多采用卧式分离器。 参考文献： [1] 周陆编. 油气集输[M].北京：石油工业出版社， 1987.06. [2] 冯叔初等编.油气集输[M].东营：石油大学出版社，1988.09. [3] 蔡春知等编.油气集输[M].北京：石油工业出版社，1990.08. [4] 冯叔初.油气集输与矿场加工[M].东营： 中国石油大学出版社， 2006.05. [5] 王光然主编.油气集输[M].北京：石油工业出版社，2006.07. [6] 戴静君， 董正远， 田野. 油气集输[M]. 北京： 石油工业出版社， 2012.08. [7] 肖祖骐， 罗建勋. 海上油田油气集输工程[M]. 北京： 石油工业出版社， 1994. [8] 谢梅波， 赵金洲， 王永清. 海上油气田开发工程技术和管理[M]. 北京： 石油工业出版社， 2005.
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