Вертикальные сепараторы имеют четыре секции. Основная сепарационная секция служит для интенсивного выделения газа от нефти. На работу сепарационной секции большое влияние оказывают степень снижения давления, температура в сепараторе, физико-химические свойства нефти, особенно ее вязкость, конструктивное оформление ввода продукции скважин в сепаратор (радиальное, тангенциальное, использование различных насадок — проволочной сетки).
Осадительная секция //, в которой происходит дополнительное выделение пузырьков газа, увлеченных нефтью из сепарационной секции. Для более интенсивного выделения пузырьков газа из нефти ее направляют тонким слоем по наклонным плоскостям, увеличивая тем самым длину пути движения нефти, т. е. эффективность ее сепарации.
Секция сбора нефти ///, занимающая самое нижнее положение в сепараторе и предназначенная как для сбора, так и для вывода нефти из сепаратора. Нефть может находиться здесь или в однофазном состоянии, или в смеси с газом — в зависимости от эффективности работы сепарационной и осадительной секций и времени пребывания нефти в сепараторе.
Каплеуловительная секция IV, расположенная в верхней части сепаратора, служит для улавливания мельчайших капелек жидкости, уносимых потоком газа.
В составе групповых замерных установок применение вертикальных аппаратов обеспечивает большую точность замеров расхода жидкости в широком диапазоне дебитов скважин, включая малодебитные.
Однако вертикальные сепараторы имеют и существенные недостатки:
1) меньшая пропускная способность по сравнению с горизонтальными при одном и том же диаметре аппарата;
2) меньшая устойчивость процесса сепарации при поступлении пульсирующих потоков;
3) меньшая эффективность сепарации.
Обслуживание вертикальных сепараторов сводится к поддержанию в них установленного давления и исправного состояния регулятора уровня, предохранительного клапана, манометра. В случае использования уровнемерных стекол в замерном сепараторе, особенно при вязких нефтях и низких температурах, требуется время от времени промывать соляровым маслом загрязненные стекла, отключая их соответствующими кранами от сепаратора.
Горизонтальные сепараторы имеют большую пропускную способность по газу и жидкости, чем вертикальные. По некоторым данным, пропускная способность горизонтального сепаратора при одинаковых размерах примерно в 2,5 раза больше, чем вертикального. Это объясняется тем, что в горизонтальном сепараторе капли жидкости под действием силы тяжести падают вниз, перпендикулярно к потоку газа, а не навстречу, как это происходит в вертикальных сепараторах.
Горизонтальные сепараторы имеют большую пропускную способность по газу и жидкости, чем вертикальные. По некоторым данным, пропускная способность горизонтального сепаратора при одинаковых размерах примерно в 2,5 раза больше, чем вертикального Это объясняется тем, что в горизонтальном сепараторе капли жидкости под действием силы тяжести падают вниз, перпендикулярно к потоку газа, а не навстречу, как это происходит в вертикальных сепараторах.
Большинство горизонтальных сепараторов изготавливается из одной горизонтальной емкости со сферическими днищам (одноемкостные сепараторы), иногда применяют двухъемкостные, горизонтальные сепараторы.
Область применения горизонтальных сепараторов весьма обширна. Они используются для оснащения дожимных насосных станций, для первой, второй и третьей ступеней сепарации на центральных пунктах сбора и подготовки нефти, газа и воды. Пропускная способность горизонтальных сепараторов, применяемых для первой, второй и третьей ступеней сепарации, может достигать 30 000 т/сут по жидкости на каждой ступени.
Горизонтальные сепараторы широко применяются также для отделения и сбора свободной воды из продукции скважин на первой или последующих ступенях сепарации, что исключает попадание значительных объемов воды на установку по подготовке нефти. В этом случае они выполняют роль трехфазных сепараторов.
Рис. 13. Вертикальный сепаратор:
I— основная сепарационная секция; II— осадительная секция: III— секция сбора нефти; IV— секция каплеуловительная; 1 — ввод продукции скважин; 2 — раздаточный коллектор; 3 — регулятор уровня «до себя»; 4—каплеуловительная насадка; 5 — предохранительный клапан; о — наклонные полки; 7 —„ датчик регулятора уровня поплавкового, типа; о — исполнительный механизм; 9 — сливной патрубок; 10 — перегородки; 11— уровнемерное стекло: 12 — отключающие вентили; 13—дренажная трубка