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液气分离器，是把来自节流管汇的气侵钻井液，通过撞击膨胀、折流增大暴露面积的方式使含气钻井液中的气泡破碎释放，然后经排气管排出；液体则沉积到排出液位时，经出液口引至钻井液净化系统排放。现在液位的控制方式主要是U形管控制。也就是利用虹吸原理来完成分离后的液体排放，该方式具有维护简单、故障少、可靠性高特点，是目前使用最广泛的分离装置，本文也以此型式分离器进行分析介绍。 1 液气分离器主要参数
以常用的NQF1200/1.0立式液气分离器为例，基本
技术参数如下。
工作介质：含气钻井液；处理量：气体1200m 3/h 液体120m 3/h；额定工作压力：1.0 MPa；容器容积：5m 3；进液口：4″；气出口：8″；液出口：8″。 从技术参数看，现场在使用液气分离器的整个控制过程中，需要控制的变量主要是处理量和工作压力，这两点也是影响分离器是否有效安全完成气液分离的主要因素。
2 处理量关联因素分析与计算
分离器处理量主要取决于分离器中液体的停留时间。只有足够长的停留时间[1]，在分离温度和压力下，才能实现液相与气相之间的平衡，从而达到充分分离效果。
如NQF1200/1.0型液气分离器，工作压力1.0Mpa，泥浆处理量：2880 m 3/d，气体处理量1200m 3/h，分离器内径：1200mm，筒体长度：4800mm，出液管通径：200mm，出气管通径：200mm，泥浆停留时间1min。
V===2 m 3
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（1）h=
=
=1.76 m
（2）
式中：W—流动条件下的液体处理能力，m 3/d；V—液体沉降容积，m 3；t—停留时间，min；h—排液管高度，m；D—分离器内径，m。
经计算，当维持液位高度为1.76m时，即可保证该分离器在满足分离效果的情况下，也满足设计处理能的要求。
实际上，在用的分离器排液管高度，多参照阿美石油对分离器排液管高度要求，一般取7f t （2134mm）。这个高度大于标准的滞留时间，更能满
足分离效果，但液位超过本体50%时，液面可能会淹掉部分分离折流板，反而会影响分离效果。因此，在实际使用时，要保证排液管高度不能低于1.76m，否则液位过低使泥浆停留时间将小于1min，影响分离效果。
3 工作压力关系分析与计算
分离器的压力首先是含气钻井液进入罐内后膨胀分离产生，这部分带压气体要经过罐顶Π形管、地面绕障弯管和直管以及点火火炬排出。依据管道流体力学，这个气体的压力排放过程必须克服这条路线形成的背压。
根据管道流体和设备设计原理[2]，对背压影响最大的是弯管和防回火装置，由于弯管产生流速和方向的变化以及涡流，会造成比较集中的能量损失；防回火装置结构产生的损失更大。背压越大说明排气阻力越大，排气越不顺畅，会使分离器内压升高，造成二次混合，影响分离效率。
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起点压力限制：指计算出的放空管线其起点压力不得大于与其相连的安全泄压阀的最大允许背压[3]。
从排气系统的组成看，排气管路的总阻力值P由下式计算。
P= Pf+Pi+Ph （3）式中：pf——直管阻力损失，Pa；Pj——弯管阻力损失，Pa；Ph——防回火背装置压，22.7Pa，一般由厂家提供。
（1）气体流经直管中产生的阻力损失可按下计算：
黄纪宪Pf=f
f=f ）
（4）
式中：f——摩擦系数；f 取值0.018；L——直管长度，m；Dh——水力直径，mm；v——气体速度，m／s；ρ--气体密度，0.75kg／m 3 。
第十届全运会（2）气体流经弯管中产生的阻力损失可按下式计算 [4]：
Chinese go to publc wc
Pj=
（5）
式中：—— 局部阻力系数，取值0.36
根据排量（气体处理量1200m 3/h ）和管径（200mm），算得分离器排气流速v=9.8 m ／s，安全阀最大允许排气背压 800 kPa。分离器排气系统由以下构件组成：
液气分离器现场安装要点分析
张岩 陈金国
中石化华东石油工程有限公司江苏钻井公司 江苏 扬州 225261
摘要：液气分离器是石油钻井行业中井控装置的重要组成部分，用来净化受侵钻井液。在实际应用中，经常由于液气分离器排液口高度安装不当，会影响分离器气液分离效果，甚至会导致短路，气体从出液管排出，当含易燃易爆气体或含硫化氢时，会造成火灾、爆炸及人员中毒等严重事故发生。本文从分离器进液管与出液管和排气管关联因素，各管径的尺寸大小、安装高差、形成的液位高度、工作流量和工作压力对分离效果影响，以及技术参数的计算等方面进行分析，以达到安全快速安装的目的，对生产具有现实的指导意义。
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关键词：液气分离器 出液管 液位高度 处理量 压力
