油气分离器规范.pdf

k j 7 5 . ( 1u e 9 7 备案号:1 1 0 6 - - 1 9 9 8 中华人民共和国石油天然气行业标准 s y/ t 0 5 1 5 -1 9 9 7 油 气 分 离 器 规 范 s p e c i f i c a t i o n f o r o i l a n d g a s s e p a r a t o r s 1 9 9 7 - 1 2 - 2 8 发布 1 9 9 8 - 0 6 - 0 1 实施 中国石油天然气总公司发布 sy/ t 0 5 1 5 -1 9 9 7 目次 前言 ， ” “ ” ， “ ” ” ” ” ” ” ” “ ， “ “ “ w 1 范围 “ “ ” ， ” ” ， ” ” ” ，. “ “ “ ” “ ” ” ” ” ” ” 1 2 引用标准 。 。 “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ l 3 定义 二 ，. 一 ， ” ” ” ” ” “ “ ” “ . “ “ 二 1 4 设计 ， ，. “ “ “ “ ” 。 ” “ ” ， “ .1 5 制造、检验与验收 ” ” “ ” “ “ “ “ “ “ “ 。 6 6 分离器型号 “ ” ” ， “ ” “ “ 一7 附 录a ( 标准的附 录) 分离器设计资料 “ ， “ ” ” 一 二 ” ” 一 “ 9 附 录b ( 标 准 的 附 录 )分 离 器 尺 寸 计 算 ， ” ， ， “ “ ” ， . 1 0 附 录c ( 提 示 的 附 录 )防 腐 指南 “ “ “ “ ， ， ， ” ” ” 抖 sy/ t 0 5 1 5 -1 9 9 7 前言 本标准是在总结国内设计和使用油气分离器的经验基础上参 照a p i s p e c 1 2 j 油气分离器规 范1 9 8 9 年第7 版有关内 容，对s y 7 5 1 5 一 一 8 9 油气分离 器规范 进行修订的 . 本标准的附录a 、附 录b都 是标准的附 录; 本标准的附 录c 是提 示的附录. 本标准 从生效之日 起，同 时代替s y 7 5 1 5 一 沼 9 . 本标准由中 国石油天然气总公司规划设 计总 院提出 并归口 本标准起草单位: 大庆油田建设设计研究院. 本标准主要起草人孙庆才严明 本标准首次发布时间: 1 9 8 9 年3 月3 1 日 . 本标准委 托大 庆油田 建设设计研究院负 贵解释. 中华人民共和国石油天然气行业标准 s y/ t 0 5 1 5 19 9 7 代替 s y 7 5 1 5 -8 9 油气分离器规范 s p e c i fi c a t i o n f o r o i l a n d g a s s e p a r a t o r s 范围 本标准规定了油气和油气水分离器的设计、制造、检验和验收的要求 本标准适用于重力式油田用油气水分离器 2 引用标准 下列标准所包含的条文。通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本 均为 有效.所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性 gb 1 5 0 -1 9 9 8 钢制压力容器 s y j 4 -8 4 油田油气集输设计规范 s y / t 0 5 9 9 -1 9 9 7 天然气地面设施抗硫化物应力开裂金属材料要求 s y / t 0 5 3 4 -9 4 分离器气体带液量测试方法近位采样收集法 s y / t 0 4 4 8 -9 7 油田油气处理用钢制压力容器施工及验收规范 压力容器安全技术监察规程 劳锅字 ( 8 ) . 1 9 9 0 3 定义 本标准采用下列定义. 3 . 1 油气分离器 将油气井产出的混合物中的气、液或油、气、水分开的设备称为油气分离器。以下简称为分离 器 3 . 2 液滴沉降界限 在分离器工艺设计中，按某一直径液滴进行沉降分离设计，该液滴的直径下限尺寸称为液滴沉降 界限。 通常取1 0 即m . 3 . 3 液滴捕集界限 在分离器工艺设计中 ，按某一 直径的液滴进行除沫器设计，该液 滴直径尺寸称为液滴捕集界限 通常取l o p m . 4 设计 4 . 1 类型、规格及设计压力范围 4 . 1 . 1 分离器外形 结构可以 是卧式、立式( 见图1 ) 或球形。其 规格尺寸和设计压力范围 见表 1 、表2 . 表 3 . 4 . 1 . 2 分离器最小长度 ( 或最小高度)与公称直径的比值为3 . 0 ，加长或加高时，以此数为基数宜按 8 0 0 m m的倍数设计 表 i 、表2 给定尺寸除外) 。 4 . 2 分离器结构组成 4 . 2 . 1 分离器一般由初分离区 ( 工) 、气相区 ( ii) 、液相区 ( 班) 、除雾区 ( i v ) ,集油区 ( v)组 成，见图 2 . 中 国 石 油 夭 然 气 总 公 司1 9 9 7 - 1 2 - 2 8 批 准1 9 9 8 - 0 6 - 0 1 实 施 川 sy/ t 0 5 1 5 -1 9 9 7 月 或 乙 0 图1 分离器 表 1 卧式分离器规格和设计压力 筒体 公称容积( v ) m i 设计压力范围 m p a 公称直径( d rv ) m m 长度( l ) m m 6 0 0 一 1 8 0 00 石 0 . 1 一 1 62 6 0 0 0 .8 3 4 0 0 1 .0 8 0 0 2 4 0 01 . 3 0 . 1 一 1 6 3 2 0 01 . 8 4 0 0 02 .3 1 0 0 0 3 0 0 02 . 7 0 . 1 一 1 03 8 0 03 . 3 4 6 0 03 . 9 3 6 0 0 4 . 4 0 . 1 - 6 . 44 4 0 05 3 5 2 0 06 2 1 4 0 0 4 2 0 0 7 .3 落 0 . 1 - 4 刀 5 0 0 08 . 5 5 8 0 09 . 7 2 sy/ t 0 5 1 5 一 份 t 9 9 7 表 1 ( 完) 筒体 !公 称 容 积 (v ) m ， 1 1 设 计 压 力 范 围 一m p 公称直径(dn ) t nnl 长度( l) mm 1 6 0 0 4 8 0 0 一 1 08 101 一40 l 5 6 0 0】 2 一 4一 6 4 0 01 4 一 2 0 0 0一 6 0 0 01 一 l i 0 . 1 一4 刀6 8 0 02 4 7 6 0 0 一 2 7 . 22 0 0 6 6 0 0 2 8 0 1 一 4 0 7 4 0 03 ir20o 3 4 2 4 0 0 3 6 0 一 2 5 _ _ 一一 门 8 4 0 04 2 . 9 6 0 0 l 4 81 2 6 0 0 7 8 0 0 4 6 01 2 5 一 8 6 0 05 9 4 0 055 1 0 2 0 0 59 3 0 0 0 9 0 0 0 72 一 0 1 2 5 1 0 2 0 08 0 1 】 4 0 08 9 1 2 0 0 09 7 3 6 0 0 1 0 8 001 2 3 0 . 1 一 1 6 1 2 0 00 3 5 1 32 001 4 6 1 4 4 0 01 6 0 3 8 0 0 1 1 4 0 01 4 5 0 . 1 1 0 1 3 0 0 0 1 6 3 1 4 6 0 01 8 1 6 2 0 01 99 4 0 0 0 1 2 0 0 01 69 0 . 1 1 .0 1 3 6 0 01 8 9 1 5 2 0 02 0 9 1 6 8 0 02 2 9 3 sy/ t 0 5 1 5 - 通 9 9 7 表 2 立式分离器规格和设计压力 筒休 公称容积( v 耐 设计压力范围 m丙 公称直 径( d n ) m m 高度( 扔 m m 6 的 1 8 0 00 .6 一 一 一 2 6 0 00 .8 3 4 0 01 o 4 2 0 0里 2 5 0 0 01 .4 8 0 0 2 4 0 0 1 .4 q 1 - y 1 6 3 2 的1 .8 4 日 0 02 念 48 002 . 6 5 6 0 0 3 的 0 3 0 0 02 . 7 0 .01 - 6 .4 3 8 加3 . 3 4 6 0 039 5 4 0 04 . 5 1 2 0 0 3 6 0 0 4 . 4 0 . 1 - 4 刀 4 4 0 05 . 3 5 2 0 06 , 2 6 0 的71 1 4 0 0 4 2 007 .3 0 . 1 - 4 . 0 5 创 洲 】 8 ,5 5 8 009 .7 6 6 加 1 1 1 6 0 0 4 8 0 0 1 工 0 . 1 . + 4 .0 5 6 001 2 .4 6 4 001 4 4 sy/ t 0 5 1 5 - 1 9 9 7 表3 球形分离器规格和设计压力 球体直径 价 m 容积( i ) 耐 l 设计压力范围 m pa 4 6 0 05 0住i 一 1 6 6 1 0 01 2 00 . 1 - 6 .4 7 1 0 0 2 0 0 0 . 1 一 6 4 92 0 0 4 0 0 0 . 1 -“ 4 .0 图2 分离器组成 5 sy/ t 0 5 1 5 - j 9 9 7 4 . 2 . 2 初分离区 ( 工 )的功能是将气液混合物分开、得到液相流和 气相流，该区通常设置人口导向 元件和缓冲元件，以降低油气流速，分散气液流，减少油气携带，为下一个区段分离创造条件。 4 .2 . 3 气相区 ( ii)的功能是对气相流中携带比较大的液滴进行重力沉降分离，为提高液滴分离效 果。通常在气相区设置整流原件 4 . 2 . 4 液相区 ( 班)的功能，在两相分离器中主要分离液相流中携带的游离气，为得到较好的分离 效果，液相区设 计须 保证液体有足够的停留 时间 在三相分离 器中，液 相区 除分出游离气外， 还有将 油与游离水分开的功能.为提高油水分离效果。通常在液相区安装聚结元件. 4 . 2 .5 除雾区( i v )的功能是进一 步分离气相流中 携带的液滴，该区 装有除 雾元件，利用碰撞分离 原理捕集气流中的液滴. 4 . 2 . 6 集油区 ( v)的功能是储存一部 分油， 维持稳定的 生产液面。 4 . 3 工艺设计 4 . 3 . 1 分离器 应按照设计资料要求 进行 设计，设计资料见附 录a( 标准的附录) . 4 . 3 . 2 除雾器设计，液滴捕集界限一般为 l o p m ，按此捕集界限设计的分离器除液效率不低于 9 8 .5 %。 4 . 3 . 3 分离 器尺 寸计算见附录b( 标准的附 录 4 . 3 . 4 需要测 试分离器的气体 带液量时，其测试方法应遵循s y / t 0 5 3 4 的 规定 4 . 4 材料和强度 分离器的材料选择和强度设计应遵循g b 1 5 0 的规定并接受 压力容器安 全技术监察规程监 督 4 . 5 控制仪表及安全附件 4 . 5 . 1 分离器应有压力显示. 4 . 5 . 2 分离器应有液 位显示，必 要时还应设置商 低液位监控报普系统， 4 . 5 . 3 设有排液泵的分离器，其分离器出油阀安装在排液泵出口侧，计算和选择分离器出油阀压差 时必须取泵至管压差，不允许取分离器管路压差. 4 .5 . 4 分离器安全泄放装置 应采用全启式封闭弹黄安全阀、其规格 尺寸按g b 1 5 0 规定确 定为便 于安全阀检修及更换。在安全阀与 壳体之间 设置闸阀，其安装使 用要求符合 压力容器安全技 术监察 规程的要求。 4 . 工艺接管及开口 4 . 6 . 1 分离器排液口 与最低液位之间 距离应大于3 倍排液管直 径，且不小于2 0 0 m m . 4 . 6 . 2 分离器出气口宜设置在其壳体顶部. 4 . 6 . 3 分离器出液口 应安 装防涡流 板. 4 . 6 .4 分离器的工艺 接管应采用法 兰联接. 4 . 6 . 5 分离器上不允 许使用 铸铁金属材料。 4 . 6 . 6 分离器上所有 接管不允 许用 焊接钢管。 5 制造、检验与验收 分 离器制造 检验与验收 应遵循s y / t 0 4 4 8 -9 7 和g b 监察规程的监督，在硫化物应力腐蚀环境中使用的分离器， 1 5 0 的 要求。并接受 压力容 器安 全技术 还应符合 s y / t 0 5 9 9 规定的要求， 5 . 1制造 5 . 1 . 1 分离器必须由 具备压力容 器制造资格的工厂制造. 5 . 1 . 2 分离器本身的仪表、管件及其他附件均应在制造厂内与分离器成套组装，经调试合格后出 厂. 6 sy/ t 0 5 1 5 -1 9 9 7 5 . 1 . 3 安全阀应由制造厂配套，出厂前按设计要求进行调校、定压 5 . 1 . 4 分离器应有产品铭牌，标明以下内容: - - 一 制造厂名称; - 份离器名称和型号; 容器类别; 一 饭 量 计压力和温度; - 一最大外形尺寸; 一 1 受 备重量; 一一 产品编号和制造年月; 制造厂认为需要标明的其他内容. 5 . 2 检验与验收 5 . 2 . 1 在现场焊接组装后。必须进行焊缝探伤检查和分离器整体水压试验，检查与试验合格后验 收 5 . 2 . 2 不随分离器整体出厂的附件和仪表，应由制造厂或代表制造厂单位到现场组装，调试检验合 格后验收。 5 . 2 .3 用户可按本标准做任何必要调查，以 确信制造厂遵守本标准，并可拒收任何不符合本标准的 产品.制造厂应为用户提 供进行 监造的方便条件 5 . 2 .4 分离器产品在制造厂或现场试验和检验中，若有危害性缺陷或所属仪表管件不齐全，用户可 以拒收。用户代表对分离器验收合格后，应在出厂验收报告单上签字。 6 1 分离器型号 分离器型式、功能的分类及代号见表 4 . 表 4 分类及代号 项目 型式 功能 立式卧式 球形两相分离三相分离 代号 l w q e s 6 . 2 型号组成 结构设计顺序 ( 阿拉伯数字) 设计压力.mp a 筒体长度或高度， m 筒体公称直径， m 功能 型式 注: 一个型号只能代表一种分离器产品，当分离器型式、功能、尺寸、结构各项中的任何一项有变动时，都认为是 分离器产品有变动，必须编制新的分离器型号. 6 . 3 举例: 型号:ws 3 . o x 1 2 . 8 -0 . 7 / 1 ， 一 一 s y/ t 0 5 1 5 -1 9 9 7 表示卧式、油 气、水三 相分离器，公称直径为3 m ,筒 体长度为1 2 . 8 m 、设计压力。 .7 mp a 第 一种结构的设计 型号 l e 2 . o x 7 . 6 - - - 0 , 8 / 2 : 表示立式，气、液两相分离器，公称直径2 m 。分离器筒体高度为7 . 6 m ，设计压力为0 .8 mp a 第 二种结 构设计 型 号q s 9 . 2 - - l . 0 / 1 : 表示球形油、气、水三相分离器，公称直径9 . 2 m，设计压力为 l o mp a ，第一种结构设计。 8 sy/ t 0 5 1 5 - 1 9 9 7 附录a ( 标准的附录) 分离器设计资料 a1 液体介质资料 a )原 油 处 理 量耐/ d ; b )原 油密 度k g / m l ; c ) 原油 含水量% ( 质量比) ; d )水 密 度k g / m 3 ; e ) 原油 发泡程度( 有、无) ; f) 操作条 件下 原油动力 粘度p a s ; g ) 操作 条件下 水的动 力粘度p a , s ; h )水中含h , s m g / l ; i )水中含c 0 = m g / l ; )1 水中含氧量m g / l ; k ) 是否有段塞流( 有、无) ; 1 ) 原油含蜡量% ( 质量比) ; m ) 原油含砂量% ( 体积比 ) 。 a 2 气体介质资料 a ) 气体 处理量 b ) 标准状态下气体密 度 c )操作条件下气体动力粘度 d )气体中c o , 含量 e )气体中h , s 含量 m ; / d ; k g / m 3 ; p a “ s ; % ( 体积比) ; % ( 体积比) 。 a 3 设计条件 a ) 操作温度:; b ) 操作压力:mp a ; c ) 分离 器型 式: ( 立式、卧 式、球形); d ) 分 离器功能:( 两 相， 三相); e ) 分离后允 许原油含水量% ( 质量比) ; 水中含油盘 缓冲时 间 mg / l; m m ; 分离后气体带液量是否需要检测 分离器是否设有排液泵 ( 需、不) ; og)h) ( 设、不) 控制仪表类型(电动或气动) . 八曰且 9 一 s y/t 0 5 1 5 es 19 9 7 附录b ( 标准的附录) 分 离器尺 寸计算 本附录是分离器尺寸计算方法的原则规定。油气分离器由初分离区、气相区、液相区、除雾区、 集油区等区段组成， 按经验方法分别确定出各区段的尺寸或容 积，再加以 综合、整理，确定出分离器 壳体尺寸。以下各条所述直径、长度、高度符号均见图2 . bi立式分离器初分离区高 度h l 一般不 小于以 s d 。卧式分离器初分离区 长度l 】 一般取0 5 莎 但不 得小于。 ， 8 瓜 b z 液滴在气相区进行重力沉降分离，从气流中分离油滴时，在原油相对密度为 0 . 85，气体相对密 度为0 .7 ，分离器温度为20的条件下，不同压力下的油滴直径与沉降速度的关系见图 bl。 若气体相对密度不是 仪 7 ，则引人表 bl 和图 b z 、图b 3 所列的修正系数，对油滴沉降速度进行 修正若分离温度不是20，则引人表 b z 、表 b 3 所列的修正系数，对油滴沉降速度进行修正 表 b 工 层流时气体相对密度对油滴沉降速度的修正系数 气体相对密度 0 . 60 70 名 一 0 . 9 一 l t o 沉降速度修正系数 09 6 31 . 01 .0 41 0 71 1 0 5 表b z 层流时温度对油滴沉降速度的修正系数 气体温度 一2 00 2 o4 06 0 沉降速度修正系数 1 . 1 31 . 0 61 . 00 乡4 5 0 t8 6 7 表b 3 过渡流时温度对油滴沉降速度的修正系数 气体温度 一2 0 4 0 6 0 6 06 06 060 气体压力 m pa 4h 2器 ” “ “ “ 二 “ ” 一( b 2 ) b 5立 式 两 相 分 离 器 的 液 相 尺 寸 ， 根 据 液 体 处 理 量 、 停 留 时 间 和 直 径d , 计 算 液 相 区 高 度h 3 , 对于卧 式两相分 离器，按液体处理量和停留时间求出液相容积， 再根据求气 相区尺寸时 所试取的 分离器直径d和 液相区高 度 ( d - h , ) 计算液相区长度l 3 ，若l 3 约等于 ( l , + l 3 ) 则取l 3 ，确定分离 器壳体长度l n ， 否则调整分离 器直径， 再计算，直至符合要求为止. 两相分离器液 相停留时间与 分离器的型式和原油物性有关。对于 立式分离 器处理发泡原油时 通常 取 1 0 - 2 0 m i n ，非发泡原油通常取2 - 6 m i n 。对于卧式分离器处理发泡原油时通常取5 - 1 5 m in ，非 发泡原油通常取 2 - 4 mi n .三相分离器发泡原油液体停留时间见 s y j 4 . b 6 卧式三相分离器尺寸，先根据液体处理量和沉降时间求出液相容积.假定一个气空间 试取分离 器直径d和液相高 度 h 3 .求出 液相长度l 3 ，根据工艺要求，确定液相区 长度 l3，再根据工艺要 - 1 2 s y/ t 0 5 1 5 -1 9 9 7 求，确定集油区长 度 几、然后根据气体处理i和气相区高度 ( d - h 3 ,按b d 所述方法校核气相 长度 l _ , 如 果( l 2 十 l i ) 近似 等 于 l 3 十 l 6 ) ， 即 符 合 设 计 要 求 否 则 调 整 分 离 器 直 径 或 液 相高 度h 3 , 重 新