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摘 要：油气水三相分离器是原油脱水中的重要设备，经过长时间的运行，设备的堰管调节机构的浮筒与上部的调节装置连杆的连接由于腐蚀完全断开，导致该三相分离器的原油沉降区的油水界面一直处于最低点，大量没有沉降稳定的含油污水从堰管口流出，严重的影响到了原油的处理效果。采用内嵌式堰管调节机构的改造，有效的恢复了三相分离器堰管调节机构的功能，显著降低了维修成本和难度。
关键词：三相分离器 堰管调节机构 内嵌式
一、概述
真武集中处理站（真二站）是中石化江苏油田试采一厂重要的原油处理站库之一， 2012年该站年处理液量244万吨，其中原油36万吨，是江苏油田年处理原油量最高的站库，将原油进行优质的处理并及时外销是该站工作的重点。目前站内的原油处理设备主要有：三相分离器三台、浮头换热器两台、电脱水器一台、稳定塔一台、缓冲罐两台。其中三相分离器是整个原油集输系统的核心装置，目前三相分离器的日处理液量约为9000m3/d。
二、生产中存在的问题
2012年4月起，该站当班职工在巡回检查中发现1#三相分离器出水含油量明显上升。每天有较多的原油随着三相分离器的污水管线进入下游的真武注水站，导致真武注水站污水罐内大量积压原油，要花大量的精力进行污油回收，然后再输回真二站。污水站原油进入真二站原油处理系统之后，老化原油难以处理导致3#三相分离器处理效果也下降，原油含水和污水含油都大幅上升，从而形成恶性循环。下游的联盟庄集输站的外销原油含水超标，频繁倒罐切水和返输污水都影响了正常的原油外销。
发现这一生产现状后，我们从操作因素、物理因素、化学因素和设备因素等方面对1#三相分离器处理效果下降的原因进行排查。最终确定了问题根源：该分离器堰管调节机构内可上下移动的浮筒上的三抓与上部调整机构的连杆焊接部位因为腐蚀完全断开，导致浮筒和上部的调节机构完全失去连接，因此浮筒始终处于出水口的最低点，无法随连杆调节上下行程。这就导致该三相分离器的原油沉降区的油水界面一直处于最低点，堰管调节机构完全失效。
三、维修面临的困难
找到问题的根源之后，我们向相关科室进行了汇报，并等待维修。几个月内，江苏油建压容厂、扬州石化厂等多支专业维修队伍来我站现场考察，他们发现普通的维修手段根本无法对该分离器的堰管进行维修。制约维修的因素主要有：
1.由于污水等介质的腐蚀影响，原外浮筒已经锈蚀并粘连在出水立管上，靠人力已经无法剥离和拆卸。
2.该分离器由于设计原因，浮筒的外径比分离器的人孔直径要大10cm，这就导致即便能够采取手段拆卸下浮筒也无法使浮筒通过人孔取出维修或更换。
3.如果在内部进行维修的话就需动火，分离器内部动火的话需要的经济支出和人力支出都很大。原因如下：a、三相分离器内部和整个系统的油气管道相连，多年的运行导致很多阀门关闭不严，要在内部动火就势必要将所有连接管道与分离器断开，其工作量会很高；b、其内部还有不少底油，要动火必须要彻底清罐，并使用氮气等置换；c、内部各舱间的不锈钢金属波纹板内部夹杂着大量的油砂，要清理干净就必须拆除波纹板，而波纹板属于一次性使用物质，如果拆卸后，就无法重复使用，仅一台分离器的波纹板更换费用就有十余万元。
四、采用内嵌式堰管调节机构改造的对策
1.内嵌式堰管调节机构改造的原理
我们仔细研讨对策，决定考虑利用该三相分离器的堰管调节机构的现状进行改造。堰管调节机构是一个利用套在出水管上的外浮筒进行一定行程的竖直位移来调节出水管高度，从而控制原油沉降区的油水界面的高度。既然外浮筒无法调节和维修，我们可以考虑利用外浮筒和出水立管的现状进行改造，制作一个可在出水立管内部上下调节出水高度的内嵌式浮筒。
2.内嵌式堰管调节机构改造的具体实施方案
2.1要想制作水堰管的内浮筒，就必须考虑到浮筒和出水立管内壁的密封问题，而该三相分离器的出水立管和原外浮筒内壁已经由于腐蚀结垢等因素导致内壁凸凹不平，无法起到密封的作用。
经过我们在现场仔细勘察，发现了一个有利于实施改造的因素，就是原来的外浮筒和立管在出水口粘连处形成了一个台阶，根据该处的形状特点我们设计制造了一个内环座，将其固定在这个台阶上。
为了防止该三相分离器在以后的运行中由于内嵌浮筒频繁的竖直位移动作，该内环座出现脱离现象，在安装过程中我们采用了多种方法确保内环座固定。我们使用水泥、麻绳丝、厚油漆等调和物填充在内环座和以前的出水口内壁间的间隙内，并经过一段时间的固化使其粘连牢固，然后在内环座的上方加装了密封圈，利用压盖环和两个固定在外部的卡箍相连来固定它们，这样整个内环座和密封圈都牢固的固定在出水立管口上，并且有相当强的稳定性。
2.2接下来的我们制作一个能够和内环座配合上下移动的内嵌式浮筒。根据实际生产情况，我们在考虑了该三相分离器日常生产中需要调整的堰管高度的情况下，将浮筒的外径设计的与内环座的内径保持一致，浮筒设计高度为30cm，设计行程为10cm。
2.3将上部调节机构的连杆与内浮筒连接。该连接部位为整个内嵌式堰管调节机构的最大受力部位，为了加强金属抓手的强度，避免出现之前的外浮筒与上部调节机构的连杆腐蚀断开的故障，我们重新设计制造了与内嵌式浮筒径向焊接相连的四个金属连接条，并通过插销与上部调节机构的连杆连接，确保了内嵌式堰管调节机构的最大受力部位的连接强度。
五、改造取得的效益
1.经过对1#三相分离器实施内嵌式堰管调节机构改造，一台无法使用的大型原油处理设备恢复了生命，投入的材料、人工费合计0.5万元左右，带来的直接效益是，避免了大修，更换不锈钢波纹板等材料费和人工费在36万左右，取得净效益35.5万元。
2.避免了三相分离器内部动火的不安全因素，以及一级动火作业票的申请，并节约了清罐费用约3万元。
3.节约原油二次处理、药剂消耗等费用约5万元/年。节约联盟庄集输站切底水反输费用约8万元/年。
4.采用独特的内嵌式堰管调节机构改造方案，为以后江苏油田三相分离器堰管调节机构类似问题的维修提供了新的思路和可借鉴的地方。
六、存在的问题和下一步的工作
在实验过程中，重新设计并安装的内浮筒完全恢复了三相分离器堰管调节机构的功能，在我们的测算下，整个浮筒上下行程的最大值为10cm左右，基本能够满足日常正常的生产，但是随着我厂生产情况的变化和真二站处理液量的增加，这个行程可能还不能满足大范围生产变化的需求。下一步，我们的计划是重新制作一个比目前在用的内嵌式浮筒更长的浮筒，让该浮筒上下行程的最大值达到20cm，这样就更能够满足真二站生产变化的需要。
作者简介：汪盼（1986-）男，汉族，湖北武汉人，助理工程师，主要从事原油集输工作。
关键词：三相分离器 堰管调节机构 内嵌式
一、概述
真武集中处理站（真二站）是中石化江苏油田试采一厂重要的原油处理站库之一， 2012年该站年处理液量244万吨，其中原油36万吨，是江苏油田年处理原油量最高的站库，将原油进行优质的处理并及时外销是该站工作的重点。目前站内的原油处理设备主要有：三相分离器三台、浮头换热器两台、电脱水器一台、稳定塔一台、缓冲罐两台。其中三相分离器是整个原油集输系统的核心装置，目前三相分离器的日处理液量约为9000m3/d。
二、生产中存在的问题
2012年4月起，该站当班职工在巡回检查中发现1#三相分离器出水含油量明显上升。每天有较多的原油随着三相分离器的污水管线进入下游的真武注水站，导致真武注水站污水罐内大量积压原油，要花大量的精力进行污油回收，然后再输回真二站。污水站原油进入真二站原油处理系统之后，老化原油难以处理导致3#三相分离器处理效果也下降，原油含水和污水含油都大幅上升，从而形成恶性循环。下游的联盟庄集输站的外销原油含水超标，频繁倒罐切水和返输污水都影响了正常的原油外销。
发现这一生产现状后，我们从操作因素、物理因素、化学因素和设备因素等方面对1#三相分离器处理效果下降的原因进行排查。最终确定了问题根源：该分离器堰管调节机构内可上下移动的浮筒上的三抓与上部调整机构的连杆焊接部位因为腐蚀完全断开，导致浮筒和上部的调节机构完全失去连接，因此浮筒始终处于出水口的最低点，无法随连杆调节上下行程。这就导致该三相分离器的原油沉降区的油水界面一直处于最低点，堰管调节机构完全失效。
三、维修面临的困难
找到问题的根源之后，我们向相关科室进行了汇报，并等待维修。几个月内，江苏油建压容厂、扬州石化厂等多支专业维修队伍来我站现场考察，他们发现普通的维修手段根本无法对该分离器的堰管进行维修。制约维修的因素主要有：
1.由于污水等介质的腐蚀影响，原外浮筒已经锈蚀并粘连在出水立管上，靠人力已经无法剥离和拆卸。
2.该分离器由于设计原因，浮筒的外径比分离器的人孔直径要大10cm，这就导致即便能够采取手段拆卸下浮筒也无法使浮筒通过人孔取出维修或更换。
3.如果在内部进行维修的话就需动火，分离器内部动火的话需要的经济支出和人力支出都很大。原因如下：a、三相分离器内部和整个系统的油气管道相连，多年的运行导致很多阀门关闭不严，要在内部动火就势必要将所有连接管道与分离器断开，其工作量会很高；b、其内部还有不少底油，要动火必须要彻底清罐，并使用氮气等置换；c、内部各舱间的不锈钢金属波纹板内部夹杂着大量的油砂，要清理干净就必须拆除波纹板，而波纹板属于一次性使用物质，如果拆卸后，就无法重复使用，仅一台分离器的波纹板更换费用就有十余万元。
四、采用内嵌式堰管调节机构改造的对策
1.内嵌式堰管调节机构改造的原理
我们仔细研讨对策，决定考虑利用该三相分离器的堰管调节机构的现状进行改造。堰管调节机构是一个利用套在出水管上的外浮筒进行一定行程的竖直位移来调节出水管高度，从而控制原油沉降区的油水界面的高度。既然外浮筒无法调节和维修，我们可以考虑利用外浮筒和出水立管的现状进行改造，制作一个可在出水立管内部上下调节出水高度的内嵌式浮筒。
2.内嵌式堰管调节机构改造的具体实施方案
2.1要想制作水堰管的内浮筒，就必须考虑到浮筒和出水立管内壁的密封问题，而该三相分离器的出水立管和原外浮筒内壁已经由于腐蚀结垢等因素导致内壁凸凹不平，无法起到密封的作用。
经过我们在现场仔细勘察，发现了一个有利于实施改造的因素，就是原来的外浮筒和立管在出水口粘连处形成了一个台阶，根据该处的形状特点我们设计制造了一个内环座，将其固定在这个台阶上。
为了防止该三相分离器在以后的运行中由于内嵌浮筒频繁的竖直位移动作，该内环座出现脱离现象，在安装过程中我们采用了多种方法确保内环座固定。我们使用水泥、麻绳丝、厚油漆等调和物填充在内环座和以前的出水口内壁间的间隙内，并经过一段时间的固化使其粘连牢固，然后在内环座的上方加装了密封圈，利用压盖环和两个固定在外部的卡箍相连来固定它们，这样整个内环座和密封圈都牢固的固定在出水立管口上，并且有相当强的稳定性。
2.2接下来的我们制作一个能够和内环座配合上下移动的内嵌式浮筒。根据实际生产情况，我们在考虑了该三相分离器日常生产中需要调整的堰管高度的情况下，将浮筒的外径设计的与内环座的内径保持一致，浮筒设计高度为30cm，设计行程为10cm。
2.3将上部调节机构的连杆与内浮筒连接。该连接部位为整个内嵌式堰管调节机构的最大受力部位，为了加强金属抓手的强度，避免出现之前的外浮筒与上部调节机构的连杆腐蚀断开的故障，我们重新设计制造了与内嵌式浮筒径向焊接相连的四个金属连接条，并通过插销与上部调节机构的连杆连接，确保了内嵌式堰管调节机构的最大受力部位的连接强度。
五、改造取得的效益
1.经过对1#三相分离器实施内嵌式堰管调节机构改造，一台无法使用的大型原油处理设备恢复了生命，投入的材料、人工费合计0.5万元左右，带来的直接效益是，避免了大修，更换不锈钢波纹板等材料费和人工费在36万左右，取得净效益35.5万元。
2.避免了三相分离器内部动火的不安全因素，以及一级动火作业票的申请，并节约了清罐费用约3万元。
3.节约原油二次处理、药剂消耗等费用约5万元/年。节约联盟庄集输站切底水反输费用约8万元/年。
4.采用独特的内嵌式堰管调节机构改造方案，为以后江苏油田三相分离器堰管调节机构类似问题的维修提供了新的思路和可借鉴的地方。
六、存在的问题和下一步的工作
在实验过程中，重新设计并安装的内浮筒完全恢复了三相分离器堰管调节机构的功能，在我们的测算下，整个浮筒上下行程的最大值为10cm左右，基本能够满足日常正常的生产，但是随着我厂生产情况的变化和真二站处理液量的增加，这个行程可能还不能满足大范围生产变化的需求。下一步，我们的计划是重新制作一个比目前在用的内嵌式浮筒更长的浮筒，让该浮筒上下行程的最大值达到20cm，这样就更能够满足真二站生产变化的需要。
作者简介：汪盼（1986-）男，汉族，湖北武汉人，助理工程师，主要从事原油集输工作。