二相测试分离器操作手册概要.docx
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二相测试分离器操作手册概要
目录
1.安纳知测试分离器简介1
1.1执行的标准和规范1
1.2测试分离器用途1
1.3供货范围1
1.4础数据3
1.5主要技术指标3
1.6测试分离器结构4
1.7工作原理5
1.8工艺自控流程图6
1.9工艺安装及配管6
1.10防腐与保温7
1.11主要技术特点9
2.测试分离器安装9
2.1卸车9
2.2安装10
3.气密性试验10
4.投产11
4.1投产前的检查11
4.2设备干燥11
4.3设备冲洗11
4.4进油11
4.5投产12
5.操作步骤12
5.1正常运行12
5.2正常停运13
5.3紧急停运13
5.4停运后的起动13
6.故障预测和处理13
6.1液位报警处理14
6.2安全阀跳压处理14
6.3磁性液位计失灵15
6.4仪表用电处理15
6.5不可抗拒事故发生15
7.设备维护和检修15
7.1正常维护15
7.2定期检修16
1.安纳知测试分离器简介
1.1执行的标准和规范
1.1.1《油气分离器规范》APISPEC12J
1.1.2《工艺管道》ASMEB31.3-2000
1.1.3《液态烃和其它液体管线输送管路》ASMEB31.4-1998
1.1.4《输气及配气管道规范》ASMEB31.8-1999
1.1.5《压力容器建造规则》ASME规范第Ⅷ卷第一册、2001版
1.1.6《管法兰和法兰管件》ASME16.5-1996
1.1.7《管线阀门》API规范6D
1.1.8国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》
1.1.9《钢制压力容器》GB150―1998
1.1.10《油气分离器规范》SY/T0515―1997
1.1.11《天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求》SY/T0599-1997
1.1.12《控制钢制设备焊缝硬度防止硫化物应力开裂技术规范》SY/T0059-1999
1.1.13《油田油气集输设计规范》SY/T004―98
1.1.14《爆炸环境用防爆电气设备》GB3836.10～3836.12～191
1.2测试分离器用途
使油井产出的凝析油、天然气和水混合物分离成气液两相，实现气相仪表连续计量。
1.3供货范围
每套计量装置含测试分离器、气相计量仪表及配套的管线、阀门等，全部安装成撬（出撬管线带有配套法兰），单井分离计量装置供货范围见（表1）。
每套测试分离器供货范围表表1
序号
项目
内容及型号
单位
数量
生产厂家
一
测试分离器
ENE-WE0.8x3.2-6.4/1
安纳知
1
筒体及封头
直径0.8m，长度3.2m材质16MnR，δ26mm
套
1
2
内件
（1）
入口消能构件
材质Q235-A
组
1
（2）
聚结整流填料
厚度300mm，材质0Cr18Ni9
组
2
（3）
丝网填料
40-100型，200mm厚,材质0Cr18Ni9
组
1
3
热处理及内防腐
热处理内刷导静电防腐漆
二
仪表及自控
1
温度变送器
3144PD0-100℃
台
1
2
一体化电子流量计
NLP-S601型天然气流量测控系统
套
1
含三片孔板
3
玻璃液位计
UGSL=600mm2’’RF600#
台
1
SHANGHAI
4
调压阀
台
1
MESUR
5
压力表
Y-1000-10.0MPa、2.5MPa、
块
2
中国
6
双金属温度计
WSS-481
块
1
中国
7
安全阀
A42F-40CDN50X65
台
1
中国
三
工艺配管及施工
工艺管道（含管道、管件及阀门）
套
1
四
外防腐及面漆
含设备、管线外防腐及面漆
五
电气部分
1
防爆开关
个
1
中国
2
防爆灯
只
1
中国
3
电气材料
电缆等
批
1
中国
说明
所有货物按一个撬块整体设计，工厂预制，成套供货。
1.4础数据
1.4.1操作温度及压力
1.4.1.1操作温度：
20～50℃
1.4.1.2设计温度：
90℃
1.4.1.3操作压力：
6.0MpaG
1.4.1.4最大操作压力：
6.0MPaG
1.4.1.5设计压力：
6.4MPaG
1.4.1.6安全阀定压：
6.0MPaG
1.4.2处理量
项目
处理液量
t/d
处理气量
×104Sm3/d
地点
ENE-WE0.8x3.2-6.4/1
50
30
1.5主要技术指标
1.5.1分离出的气体含液量≤0.05g/Sm3；
1.5.2液体中粒径≥100μm气泡脱除率95%；
1.5.3气相计量误差≤±5%。
1.5.4产品回收
本设备属于钢制压力容器，不含机械转动等易损部件，设备本身不存在对环境的污染问题,只需按要求定期检修和维护。
当使用寿命期满后，可回炉炼钢，废物利用，不污染环境。
1.5.5工艺保证
我们保证在指定条件下操作时的设备工艺性能和机械设计。
该保证至少包括下列内容：
装置满足规定的产品质量要求。
装置的最小处理能力等于设计处理量。
装置的动力消耗量满足标书中所述。
1.5.6动力消耗平衡
仪表供电:
24VDC;传输信号:
4-20mADC。
耗水:
无。
1.5.7物料平衡
测试分离器进口的液量和气量的设计值分别为：
50m3/d和300000Sm3/d，经过分离计量后，气液全部回收，经汇管去油气净化处理系统。
1.5.8化学药剂要求
本设备不需加入任何化学助剂，对环境不会造成任何污染。
1.6测试分离器结构
1.6.1筒体壁厚计算
ENE-WE0.8×3.2-6.4/1型测试分离器，设计压力6.4MPa，设计温度90℃，材质16MnR，筒体设计壁厚计算结果见（表2）：
测试分离器筒体壁厚计算表表2
序号
项目
单位
参数
1
设计压力
MPa
6.4
2
设计温度
℃
90
3
筒体内径
mm
800
4
材质
16MnR
5
许用应力
MPa
163
6
焊缝系数
1.0
7
筒体计算壁厚
mm
16.02
8
腐蚀余量
mm
4.0
9
筒体设计壁厚
mm
26.0
1.6.2测试分离器结构
测试分离器为卧式钢制容器，筒体内设有进口消能构件、聚结整流填料、丝网捕雾器、油出口防涡罩等。
1.6.3内件
1.6.3.1入口消能构件
该构件的主要作用为吸收进口流体的动能，由竖向布置的多层角构组成。
1.6.3.2聚结整流填料
主要作用为气体和液体进入该填料后，由于湿周的大幅度增加，雷诺数降低，加之介质流向的改变有利于液体中的分散气相（被油膜包围的气泡）和气体中的分散液滴的碰撞聚结，从而使气泡在后部空间内迅速浮升至液面和气体中的液滴在后部空间迅速沉降进入液相。
该填料选用比表面积为250m2/m3的孔板波纹填料，材质为0Cr18Ni9不锈钢，ENE-WE0.8×3.2-6.4/1每组厚度100mm，共三组。
1.6.3.3丝网捕雾器
主要作用为脱出气体中粒径大于10μm的液滴，以减少气体计量误差，采用40-100标准型金属丝网，厚度为150mm，材质为1Cr18Ni9Ti不锈钢。
1.7工作原理
气液两相混合物自油气水进口进入测试分离器，经入口消能构件使气液混合物初步分离为气、液两相，气体进入气相空间，经聚结整流填料并在其后部空间脱出气体中粒径大于100μm的液滴，气体再进入丝网捕雾器脱出气体中粒径大于10μm的液滴，含液量≤0.05g/Sm3的气体经气出口流出测试分离器；进入液相空间的液体经聚结整流填料并在其后部空间内脱出粒径大于100μm的气泡后，液体翻过隔板进入缓冲室经防涡罩及油出口流出测试分离器。
1.8工艺自控流程图
见附图1
1.9工艺安装及配管
1.9.1设备工艺阀门规格（表4）
ENE-WS800×3200-6.4/1测试分离器工艺阀门规格
阀门类型
规格
口径
数量（台）
联结形式
球阀
Q41F-600LB,RF
3″
2
法兰
球阀
Q41F-600LB,RF
2″
3
法兰
球阀
Q11F-800LB,NPT（F）
1/2″
8
螺纹
球阀
Q11F-800LB,NPT（F）
1″
4
螺纹
针阀
N11Y-800LB,NPT
1/2″
2
螺纹
截止阀
J41F-600LB,RF
2″
1
法兰
安全阀
A42Y,NPT,150LB
1″X1″
1
螺纹
安全阀
A42Y-600#RF
2″x3″
1
法兰
1.9.2阀门标准及材料选择
✧球阀（防火型）
设计标准：
GB/T12237
阀体材料：
WCB
球体材料：
304
密封面材料：
PTFE聚四氟乙烯
阀杆材料：
304
✧闸阀（防火型）
设计标准：
GB/T12234
阀盖材料：
WCB
阀体材料：
WCB
阀杆材料：
2Cr13
阀座密封面：
不锈钢
✧针型阀（防火型）
设计标准：
GB/T12234
阀盖材料：
不锈钢
阀体材料：
不锈钢
阀杆材料：
不锈钢
阀座密封面：
不锈钢
✧安全阀（防泄漏）
阀体材料：
WCB
阀座材料：
不锈钢
调节圈：
不锈钢
阀瓣：
不锈钢
阀杆：
不锈钢
阀座阀瓣密封面：
不锈钢
1.9.3装置内设备及管道布置图：
见附图2
1.10防腐与保温
1.10.1热处理
设备焊接完毕焊缝100%探伤合格后进行热处理，回火温度≥560℃，以消除环缝焊接、接管焊接时引起的应力。
1.10.2材料选择
1.10.2.1设备材料选择
设备采用的金属材料―低合金钢:
16MnR（GB6654–1996）；
管线及法兰弯头采用该标准中使用的20碳素钢（GB/T710-1991）
1.10.2.2阀门选择
选用截至阀（J41F系列）、球阀（Q41F系列）和截止阀（J13W系列）。
1.10.3管道设备内、外防腐要求
根据业主的现场条件，对撬块设备编制如下涂层系统：
外部涂层系统。
ENE-WE0.8×3.2-6.4/1测试分离器、PN1.2DN200×600除油脱水器（V-102）、橇座等设备及管线、弯头、三通等管件的外部涂层系统见表5。
表5设备、钢结构及管线外涂层系统
防腐结构
涂料类型
涂刷道数
干膜厚度（μm）
颜色要求
底涂层
环氧富锌底漆
1
75
灰色
中间涂层
环氧漆
1
150
灰色
面涂层
环氧树脂面漆
1
50
设备为灰色；A（安全阀放空去火炬）、F（燃料气去加热炉）管线为中黄色，其余管线及钢结构为天蓝色；
合计
275
内部涂层系统。
ENE-WE0.8×3.2-6.4/1测试分离器、PN1.2DN200×600除油脱水器（V-102）等设备的内部涂层系统见表6。
表6设备内涂层系统
防腐结构
涂料类型
涂刷道数
干膜厚度（μm）
颜色要求
底涂层
环氧酚醛导电漆
2
125
面涂层
环氧酚醛导电漆
2
125
黑色
合计
250
注：
管道内壁不作防腐。
1.11主要技术特点
1.11.1采用卧式气液两相分离器做各计量站的测试分离器，配套仪表、阀门等所有货物工厂预制、组装成撬，成套供货。
1.11.2采用手动实现测试分离器压力及液位自控，需要增加人工观察次数，消除液位变化对测试分离器气液分离效果的影响。
1.11.3
采用NLP-S601型天然气流量测控系统，该系统由高级孔板阀、差压变送器、压力变送器、温度传感器和智能天然气流量演算仪组成。
孔板阀将天然气流量转换成平方根比例的差压信号、差压变送器将产压信号转换成4-20毫安电流信号、流量演算仪将测得的电流信号经运算后显示天然气流量，该系统就地显示瞬时流量和累积流量。
2.测试分离器安装
2.1卸车
测试分离器撬块（长×宽×高5.0×2.0×2.5m，重约7.3t）运输到现场后，取出吊具（吊具使用示意如图5所示），使用吊车和专用吊具将测试分离器撬块吊上汽车，运输的现场后，再用吊车和专用吊具将测试分离器撬块吊到现场安装就位。
2.2安装
2.2.1分别将测试分离器来油管线、气体放空管线、排污管线、油气水出口管线与测试分离器撬相应管线上配对法兰焊接并连接紧密，相应管线接口请参见（图3）。
2.2.2将撬外电缆与撬体上电缆连接好。
3.气密性试验
测试分离器及配套管线、阀门出厂前均进行过9.6Mpa的水压试验及6.4Mpa的气密性实验，合格后出厂。
进出管线安装完毕后，相关管线应进行水压试验，以检验法兰的密封情况。
水压试验时必须关闭与测试分离器相连接的四条管线的球阀，防止水压试验时水进入测试分离器；进行气密性试验时，将分离器总撬上四条管线上的相应的阀门打开，使试验用气体进入分离器以检验所有法兰连接处经过长途运输后的气密情况。
若气密性试验结果不能满足要求，需检验气体流量计、液位计连接法兰的气密情况，若有必要重复检查其它法兰连接处的气密情况，发现问题及时处理，直到气密性试验合格为止。
4.投产
4.1投产前的检查
试运前检查的主要内容：
设备及其配套设施包括对外连接的管线、仪表供电、仪表风、排污、试运所需的临时过滤器等安装就位；
设备试压试漏合格，设备资料齐全；
安全阀定压装好；
检测及控制系统安装完好，资料齐全；
系统贯通；
系统试压试漏合格；
投产所用的工具、常用备件如垫片等、消防器材及劳动保护用品等齐全完好。
4.2设备干燥
本设备的处理介质是油气水混合液，不需要干燥处理。
4.3设备冲洗
水冲洗水联运后需要对设备进行低点排渣、排污处理。
4.4进油
具备投产条件并经过有关部门确认后，打开测试分离器进口管线、出气管线及油气水出口管线上的相应阀门，关闭气体、液体流量计前后阀门，将单井输送来的凝析油气水混合物引入测试分离器，并经气体、液体管线流出，记录进口的油温、来油压力、测试分离器压力及液位等参数，并分析其参数值是否正常，测试分离器液位控制在磁翻柱液位计下口以上0.50±0.05m范围内。
运行正常1小时后，分别取测试分离器分离后的气体及液体样品分析气体含液量及液体中含气量，在对气液分离效果进行确认2小时后，可依次打开气体流量计阀门。
4.5投产
●在有条件的情况下，用氮气或其他惰性气体置换出设备中的空气，并经检查合格；
●缓开设备进口阀门，打开设备顶部放空阀门，排出多余空气；然后将阀门慢慢开大并建立压力和液位；
●稳定压力和液位接近正常时；
●当设备压力、液位稳定时，投入流量计量仪表。
5.操作步骤
5.1正常运行
●压力和液位的稳定是计量准确的基础，也是装置正常运行的根本，因此在分离器的正常运行中保持压力和液位的稳定至关重要；由于采用了自动控制，设备的压力正常情况下可稳定在6MPa，液位正常情况下可在100～400mm变化；
●自动计量周期的选择：
测试分离器对单井计量是通过计量孔板更换实现的。
单井计量的单次计量时间和轮流周期，应根据生产上对单井计量的要求确定。
在单井产量比较稳定的情况下，可以延长单井计量时间，延长轮流计量周期，以避免频繁的倒阀切换。
目前暂定单井的计量时间为1天，3天一个轮流周期。
●在设备正常运转时，定时记录，检查各测控点就地指示值。
5.2正常停运
●设备停工前，首先要切断来油，关闭气出口，利用设备的原始封闭压力，将设备内的油水混合物压入外输管线。
待液位降到较低时，通入热水，用热水顶替出设备内和外输管线中的原油，保持设备及所有油管线干净；
●打开放空阀，将设备放空至常压；
●关闭油出口，继续引入热水，清扫设备内的污油、积砂和污泥并打开排污阀排入蒸发池；
●继续清扫，并将污水排至蒸发池；
●待水放完后，设备上下口贯通，并用氮气或空气将设备内油气全部置换，经检查并确认合格后，设备停运工作结束。
5.3紧急停运
●首先切断来油，停止工作；
●抓紧排液，当油系统不能压油时，采用紧急排污；
●放空排气，做到压力容器内不存油、不储气，使设备处于安全备用状态。
5.4停运后的起动
按投产步骤正常投产启用。
6.故障预测和处理
测试分离器撬处理的原料为易燃易爆介质，而且操作压力较高，安全生产极其重要，及时处理和消除故障隐患是岗位员工的责任。
对每一个故障表现出的现象要认真检查，细致分析，及时处理。
检查故障起因的步骤是先易后难。
首先排除容易处理的故障现象。
比如相关仪表，信号是否有误显示的问题等。
正确分析判断是正确处理故障的基础。
先易后难是分析问题、排除故障的较好处理方法。
6.1液位报警处理
序号
项目
位号
限值（mm）
原因分析
处理方法
1
高液位
LI101
400
1来液突然增加，排放滞后；
2排放阀发生故障；
3设备压力变低，影响排液量；
4其他原因，如仪表假相等。
1注意观察，加大排液；
2维修换阀；检查下游流程相关阀门是否误操作；
3调节压控，加大排液量；
4查明原因。
2
低液位
LI101
100
1来液突然减少，排放滞后；
2设备压力增高，加快了排液量；
3仪表故障造成假相。
1调高液位，减小排液；
2调节压控，减少排液量；
3查明原因。
6.2安全阀跳压处理
分离器上的安全阀（PSV101）跳压是历经了高压报警后仍不能减压且继续升高，是设备自保的一道措施，安全阀的设定压力为6.0Barg。
安全阀跳压说明分离器的排气出现故障，操作人员应立即采取应急措施，确保设备安全。
6.3磁性液位计失灵
分离器上安装一台磁性液位计，主要用于现场观察设备内液位高低。
此液位计是操作工巡回检查时必查重点之一。
一旦发现液位计失灵，应立即清洗，维护处理，确保液位显示真实可靠。
6.4仪表用电处理
装置上仪表所需的电源为电池，此电池可以进行充电，具体仪表操作和充电见NLP-S601型天然气流量测控系统操作手册，设备上有照明系统，一旦在夜间出现停电，本设备作停车处理，不允许进行生产操作。
6.5不可抗拒事故发生
重大火灾发生时，由中心控制室统一调度，统一指挥，做紧急停车处理。
本设备紧急事故处理的原则是：
1）关闭来液，降低压力，必要时放空。
2）设备内液位尽量压低排空。
7.设备维护和检修
7.1正常维护
7.1.1分离器其配套仪表、阀件等的正常维护要严格遵照当地政府相关的《设备维护检修规程》有关规定进行维护检修。
7.1.2分离器及其配套仪表等操作中所发生的各种事故隐患原因分析及其处理办法详见第六节设备故障处理。
7.1.3常用易损部件的更换特别注重安全可靠，不能引发其他事故发生，如就地指示压力表更换时，必须先关闭好阀门，方能卸表更换；磁性液位计检修时，必须先关好上下切断阀方能作业。
所有仪表更换，按规程要求，必须有专业维修人员承担，且工艺操作人员在现场时，方能作业等等。
7.2定期检修
7.2.1分离器属压力容器，要严格遵守所在国家和地区的《压力容器安全技术监察规程》等有关文件、规定和技术要求进行定期检验。
7.2.2定期检修时，除仪表、阀门等重点外，设备的腐蚀速率测定、内部填料构件有无变形、设备内沉砂情况是重点。
查出问题，及时维护修理，确保设备安全运行。
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