セパレーター（石油生産）

油田用語における 「セパレーター」とは、油井やガス井から生産された流体をガスと液体の成分に分離するために使用される圧力容器を指します。石油生産用のセパレーターは、生産流体を構成成分である油、ガス、水に分離するように設計された大型容器です。分離容器は、次のように呼ばれる場合があります：油ガスセパレーター、セパレーター、ステージセパレーター、トラップ、ノックアウト容器（ノックアウトドラム、ノックアウトトラップ、ウォーターノックアウト、または液体ノックアウト）、フラッシュチャンバー（フラッシュ容器またはフラッシュトラップ）、膨張セパレーターまたは膨張容器、スクラバー（ガススクラバー）、フィルター（ガスフィルター）。これらの分離容器は通常、油井やガス井から生産された流体を油とガス、または液体とガスに分離するために、坑口、マニホールド、またはタンクバッテリーの近くの生産リースまたはプラットフォームで使用されます。油ガスセパレーターには、一般的に次の必須コンポーネントと機能が含まれます。

  1. (a) 一次分離装置および/またはセクション、(b) 二次「重力」沈殿（分離）セクション、(c) ガスから小さな液体粒子を除去するミスト抽出器、(d) ガス出口、(e) 油からガスまたは蒸気を除去する液体沈殿（分離）セクション（三相ユニットでは、このセクションでは油から水も分離します）、(f) 油出口、および (g) 水出口（三相ユニット）を含む容器。
  2. 井戸やフローラインからの液体の急増（スラグ）を処理するのに十分な容積の液体容量。
  3. ミスト抽出装置が浸水しないように、ほとんどの液体をガスから分離できる適切な容器の直径と高さまたは長さ。
  4. セパレータ内のオイル レベルを制御する手段。通常、液面コントローラとオイル出口のダイヤフラム モーターバルブが含まれます。
  5. 容器内の圧力を一定に保つためにガス出口に背圧弁を設置します。
  6. 圧力緩和装置。

セパレーターは、3つの成分の密度が異なるという原理に基づいて動作します。そのため、ゆっくりと移動すると、ガスが上部、水が下部、油が中央に層状に分離します。砂などの固形物もセパレーターの底に沈殿します。オイルセパレーターとガスセパレーターの機能は、後ほど説明する一次機能と二次機能に分けられます。

油ガス分離器の分類

操作構成により

オイルおよびガスセパレーターには、垂直、水平、球形の3 つの一般的な構成があります。垂直セパレーターのサイズは、直径10 インチまたは 12 インチで継ぎ目から継ぎ目まで (S から S) 4 ～ 5 フィートから、直径 10 フィートまたは 12 フィートで S から S まで 15 ～ 25 フィートまでさまざまです。水平セパレーターのサイズは、直径 10 インチまたは 12 インチでSから S まで 4 ～ 5 フィートから、直径 15 ～ 16 フィートで S から S まで 60 ～ 70 フィートまでさまざまです。球形セパレーターは通常、直径 24 インチまたは 30 インチから 66 ～ 72 インチまでで使用できます。水平オイルおよびガスセパレーターは、モノチューブおよびデュアルチューブ シェルで製造されます。モノチューブ ユニットには 1 つの円筒形シェルがあり、デュアルチューブ ユニットには上下に並んだ 2 つの円筒形シェルがあります。どちらのタイプのユニットも、2 相および 3 相サービスに使用できます。通常、モノチューブ式水平型油ガス分離器は、デュアルチューブ式ユニットよりも好まれます。モノチューブ式ユニットは、同価格帯のデュアルチューブ式セパレーターよりもガス流路面積が広く、油ガス界面積も大きいです。モノチューブ式セパレーターは、大型のシングルチューブ式容器がデュアルチューブ式セパレーターよりも多くの油を保持するため、通常、より長い保持時間を実現します。また、デュアルチューブ式ユニットよりも洗浄が容易です。寒冷地では、モノチューブ式ユニットでは液体がセパレーターを流れる温かいガス流と密接に接触するため、凍結によるトラブルは少なくなります。モノチューブ式は通常、デュアルチューブ式ユニットよりも低いシルエットで設計されており、スペースが限られたオフショアプラットフォームでは、複数段の分離を行うために積み重ねが容易です。Powersら(1990) [ 1 ]は、垂直型セパレーターは、水平型セパレーターとは異なり、競合製品ではないものの、流体が上部付近から流入し、ガス/液体分離室を通過するように構築する必要があることを示しました。

機能別

分離器には、2 相操作と 3 相操作の 3 つの構成があります。2 相ユニットでは、ガスが液体から分離され、ガスと液体は別々に排出されます。油ガス分離器は、Arnoldら(2008)によると、特定の温度と圧力で液体とガスの成分が炭化水素蒸気から分離されるように機械的に設計されています。[ 2 ]三相分離器では、坑井流体はガス、油、水に分離され、3 つの流体は別々に排出されます。分離器のガス - 液体分離セクションは、適切な K 係数を使用したSouders-Brown 式を使用して最大除去液滴サイズによって決定されます。油水分離セクションは、実験室テスト データ、パイロット プラントの操作手順、または操作経験によって提供される保持時間の間保持されます。保持時間が入手できない場合は、API 12J の三相分離器の推奨保持時間が使用されます。K 係数と保持時間によるサイジング方法により、適切な分離器のサイズが得られます。 Song et al (2010)によると、 [ 3 ]技術者は、ミスト抽出装置の液体負荷、原油脱水装置/脱塩装置の水分含有量、水処理の油分含有量など、下流の装置の設計条件に関するさらなる情報を必要とする場合がある。

作動圧力により

油・ガス分離器は、高真空から4,000～5,000psiまでの圧力範囲で作動します。ほとんどの油・ガス分離器は20～1,500psiの圧力範囲で作動します。分離器は、低圧、中圧、高圧と呼ばれることもあります。低圧分離器は通常、10～20psiから180～225psiまでの範囲の圧力で作動します。中圧分離器は通常、230～250psiから600～700psiまでの範囲の圧力で作動します。高圧分離器は通常、750～1,500psiの広い圧力範囲で作動します。

アプリケーション別

石油・ガス分離器は、用途に応じて、テスト分離器、生産分離器、低温分離器、計量分離器、高架分離器、ステージ分離器（第 1 ステージ、第 2 ステージなど） に分類できます。

テストセパレーター
テストセパレーターは、坑井流体を分離・計量するために使用されます。テストセパレーターは、坑井テスターまたは坑井チェッカーとも呼ばれます。テストセパレーターは、垂直型、水平型、球形などがあります。二相流または三相流に対応しています。恒久設置型または可搬型（スキッドまたはトレーラー搭載型）のものがあります。テストセパレーターには、電位試験、定期生産試験、限界坑井試験などにおいて、油、ガス、水を測定するための様々なメーターを装備できます。
生産セパレーター
生産分離装置は、油井、油井群、またはリース油井から生産された流体を毎日または継続的に分離するために使用されます。生産分離装置は、垂直型、水平型、または球形にすることができます。二相式または三相式があります。生産分離装置のサイズは直径12インチから15フィートまでで、ほとんどのユニットは直径30インチから10フィートです。長さは6フィートから70フィートまでで、ほとんどのユニットは10フィートから40フィートです。小規模な陸上油田用途では、生産分離装置を蒸気密閉タンクパッケージに組み込むことができます。
低温分離器
低温分離器は特殊な装置であり、高圧の坑井流体をチョークまたは減圧弁を通して容器内に噴射することで、分離器の温度を坑井流体温度よりも大幅に下げます。この温度低下は、坑井流体が減圧チョークまたは減圧弁を通って分離器に流入する際にジュール・トムソン効果によって膨張することによって引き起こされます。分離器内の動作温度が低いため、本来であれば蒸気のまま分離器から排出されるはずの蒸気が凝縮します。このように回収された液体は、貯蔵タンク内で過剰な蒸発を防ぐため、安定化させる必要があります。
計量セパレーター
油井流体を油、ガス、水に分離し、計量する機能は、1つの容器で実現できます。これらの容器は一般に計量分離器と呼ばれ、二相式と三相式があります。これらのユニットには、泡沫油や高粘度油の正確な計量に適した特殊モデルも用意されています。

油ガス分離器の主な機能

石油とガスの分離は、流体が生産層を通って坑井に流入する時点で始まり、配管、フローライン、そして地上処理装置を経て徐々に進行します。特定の条件下では、流体は油ガス分離器に到達する前に完全に液体とガスに分離されることがあります。このような場合、分離器はガスを一方の出口に上昇させ、液体をもう一方の出口に下降させるための「拡張部」のみを備えています。

ガスからの油の除去

液体炭化水素と気体炭化水素の密度差により、油ガス分離器において適切な分離が達成される場合があります。しかし、場合によっては、油ガスを分離器から排出する前に、ガスから液体ミストを除去するために、一般に「ミスト抽出器」と呼ばれる機械装置を使用する必要があります。また、油ガスを分離器から排出する前に、油ガスから非溶解性ガスを除去するための何らかの手段を用いることが望ましい場合、あるいは必要な場合もあります。

石油からのガスの除去

油の物理的・化学的特性、および圧力と温度の条件によって、溶解したガスの量が決定されます。特定の油からガスが放出される速度は、圧力と温度の変化に左右されます。油ガス分離器が原油から除去するガスの量は、(1) 原油の物理的・化学的特性、(2) 運転圧力、(3) 運転温度、(4) 処理速度、(5) 分離器のサイズと構成、(6) その他の要因に依存します。

攪拌、加熱、特殊なバッフル、凝集パック、そして濾過材を用いることで、油の粘性と表面張力によって油中に残留する可能性のある非溶解ガスの除去を促進できます。ガスはガスであるため、ドラムの上部から除去できます。油と水は分離器の端部にあるバッフルによって分離されます。バッフルは油水接触面に近い高さに設置されており、油は反対側へ流出し、水は手前側に捕捉されます。その後、2つの流体はバッフルのそれぞれの側から分離器から配管で排出されます。生成された水は、油層に再注入するか、廃棄するか、または処理されます。バルクレベル（ガス‐液体界面）と油水界面は、容器に固定された計測機器を用いて測定されます。 油と水の出口にあるバルブは、界面が分離に最適なレベルに維持されるように制御されます。分離器はバルク分離のみを行います。小さな水滴は重力によって沈降せず、油流中に残ります。通常、分離器からの油はコアレッサーに送られ、水分含有量がさらに低減されます。

油から水を分離する

石油と水の混合生産は、技術者や石油生産者にとって依然として問題となっている。1865年に炭化水素と水が混合生産されて以来、有用な炭化水素を廃棄可能な水から分離することは、石油産業にとって課題であり、悩みの種となってきた。Rehmら（1983）によると、[ 4 ]長年にわたる技術革新により、スキムピットからストックタンクの設置、ガンバレル、フリーウォーターノックアウト、干し草パックコアレッサー、そして最近では改良型重力沈降分離器であるPerformaxマトリックスプレートコアレッサーへと発展してきた。水処理の歴史は、大部分が不完全で質素なものである。生産水に経済的価値はほとんどなく、生産者にとってはその処分を手配するための追加コストとなる。

今日、油田は石油よりも多くの水を生産しています。水の生産量の増加に伴い、処理がより困難なエマルジョンや分散液が発生します。最後の一滴の石油を貯留層から回収する際、分離プロセスは無数の汚染物質と絡み合うようになります。場合によっては、チョークやバルブなどによる圧力低下を通過する前に、井戸流体から水を分離して除去することが望ましい場合があります。このような水除去により、水が下流で引き起こす可能性のある問題、たとえば、ガスまたは液体が露出した金属表面を化学的に攻撃するたびに発生する化学反応である腐食などを防ぐことができます。[ 5 ]腐食は通常、温度が高いと加速され、同様に酸や塩の存在によっても加速されます。

油から水分を除去する際に影響する他の要因としては、水和物の形成や、油と水に分離しにくいタイトエマルジョンの形成などが挙げられます。三相分離器では、薬品と重力分離を用いて水分を油から分離することができます。三相分離器の容積が小さく、水分を十分に分離できない場合は、分離器の上流または下流に設置された自由水ノックアウト容器で水分を分離することができます。

二次機能

セパレータへの最適圧力の維持

石油ガス分離器が主要な機能を果たすには、液体とガスをそれぞれの処理システムまたは集積システムに排出できるよう、分離器内の圧力を維持する必要があります。分離器の圧力は、各分離器にガス背圧弁を設置するか、または2台以上の分離器の圧力を制御するマスター背圧弁1つを使用することで維持されます。分離器に維持すべき最適な圧力とは、液体炭化水素とガス炭化水素の販売から得られる経済的な収益が最大となる圧力です。

セパレーターの液体シールのメンテナンス

分離器の圧力を維持するために、容器の下部に液体シールを施す必要があります。この液体シールは、油とともにガスが失われるのを防ぐため、液面コントローラーとバルブの使用が必要です。

ガスから油を取り除く方法

効果的な油ガス分離は、必要な輸出品質を確実に達成するためだけでなく、下流のプロセス機器やコンプレッサーでの問題を防ぐためにも重要です。バルク液体をノックアウトすると（これはさまざまな方法で達成できます）、残りの液滴はデミスト装置で分離されます。最近まで、このアプリケーションで使用されていた主な技術は、逆流サイクロン、メッシュパッド、ベーンパックでした。最近では、ガス処理能力の高い新しい装置が開発され、スクラバー容器のサイズを小さくできる可能性があります。現在開発中の新しいコンセプトは、流体が一次分離器の上流で脱ガスされるというものがいくつかあります。これらのシステムは遠心力とタービン技術に基づいており、コンパクトで動きの影響を受けないという利点もあり、浮体式生産施設に最適です。[ 6 ]以下は、分離器で油がガスから分離される方法の一部です。

密度差（重力分離）

天然ガスは液体炭化水素よりも軽い。天然ガス流中に一時的に浮遊する液体炭化水素の微粒子は、ガス流の速度が十分に遅い場合、密度差または重力によってガス流から沈降する。大きな炭化水素の液滴はガスからすぐに沈降するが、小さな液滴はより長い時間を要す。標準圧力および温度条件下では、液体炭化水素の液滴の密度は天然ガスの 400 ～ 1,600 倍になる可能性がある。しかし、動作圧力および動作温度が上昇するにつれて、密度の差は減少する。800 psig の動作圧力では、液体炭化水素の密度はガスの 6 ～ 10 倍にしかならない可能性がある。したがって、動作圧力は、液体とガスを適切に分離するために必要な分離器のサイズ、およびミスト抽出器のサイズとタイプに大きく影響する。液滴の密度がガスの 6 ～ 10 倍になる可能性があるという事実は、液滴がガスからすぐに沈降して分離することを示しているのかもしれない。しかし、液体粒子が非常に小さいためガス中に「浮遊」し、ガスが油ガス分離器内に存在する短時間ではガス流から沈殿しない可能性があるため、この現象は起こらない可能性があります。分離器の運転圧力が上昇すると、液体とガスの密度差は減少します。このため、油ガス分離器は、他のプロセス変数、条件、および要件と整合する限り低い圧力で運転することが望ましいです。

衝突

液体ミストを含むガス流が表面に衝突すると、液体ミストは表面に付着して合体することがあります。ミストが合体して大きな液滴になった後、液滴は容器の液体部分へと重力で移動します。ガス中の液体含有量が多い場合、またはミスト粒子が非常に微細な場合は、ミストを十分に除去するために 、複数の連続した衝突面が必要になる場合があります。

流れの方向の変化

液体ミストを含むガス流の流れ方向が急激に変化すると、慣性により液体は元の流れ方向を継続します。これにより、ガスは流れ方向の変化に容易に対応し、液体ミスト粒子から離れて流れていくため、ガスから液体ミストを分離することができます。このようにして除去された液体は、表面で凝集するか、または下層の液体層に落下します。

流速の変化

液体と気体の分離は、ガス流速の急激な増加または減少によって起こります。どちらの条件も、気体と液体の慣性の違いを利用しています。流速が低下すると、液体ミストの高い慣性により、ミストはガスから遠ざかって前方へ移動します。[ 7 ]その後、液体は表面で凝集し、分離器の液体部分へと重力で移動します。ガス流速が増加すると、液体の慣性によりガスが液体から離れ、液体が容器の液体部分へと落下する可能性があります。

遠心力

液体ミストを含んだガス流が十分に高速で円運動をすると、遠心力によって液体ミストが容器の壁に向かって外側に投げ出されます。ここで液体は徐々に大きな液滴に凝集し、最終的に下の液体部分へと重力で移動します。遠心力は、液体ミストをガスから分離する最も効果的な方法の1つです。しかし、ケプリンガー（1931）[8]によると、分離器の設計者の中には、自由表面を持つ液体全体が回転すると、その表面が回転軸上にある最低点の周りで湾曲するという欠点を指摘する人もいます。この誤った液面レベルにより、分離器の液面制御が困難になる場合があります。この問題は、分離器の底部から出口の上まで延びる垂直の静音バッフルを配置することで、ほぼ克服できます。このタイプのミスト抽出器の効率は、ガス流の速度が増加するほど高くなります。したがって、一定の処理量であれば、より小型の遠心分離器で十分です。

石油からガスを除去する方法

天然ガス価格の高騰、液体炭化水素の計量法への広範な依存、その他様々な理由から、油田処理中に原油から非溶解性ガスをすべて除去することが重要です。油ガス分離装置における原油からのガス除去方法については、以下で説明します。

攪拌

原油を急激な力で動かすことと定義される、適度で制御された撹拌[ 9 ]は、表面張力と油の粘度によって油中に機械的に閉じ込められている可能性のある非溶解ガスを除去するのに役立ちます。撹拌により、通常、ガス泡は凝集し、撹拌を行わない場合よりも短時間で油から分離します。

熱

熱は、ある物体から別の物体へ伝達されるエネルギーの一種であり、温度差を生じます。[ 10 ]これにより、油の表面張力と粘度が低下し、油中に水力学的に保持されているガスの放出が促進されます。原油を加熱する最も効果的な方法は、原油を温水浴に通すことです。スプレッダープレートを用いて油を小さな流れや細流に分散させることで、温水浴の効果を高めることができます。油が温水浴を上昇することで、わずかな攪拌が生じ、混入したガスを油から分離・凝集させるのに役立ちます。温水浴は、発泡性原油から泡を除去する最も効果的な方法と言えるでしょう。温水浴は、ほとんどの油・ガス分離装置では実用的ではありませんが、直火式または間接式のヒーターや熱交換器を用いて油に熱を加えることができます。また、加熱式自由水ノックアウトやエマルジョン処理装置を用いて温水浴を実現することも可能です。

遠心力

遠心力は、円軌道上を移動する粒子に特有の仮想的な力として定義され、粒子を円軌道上に維持する力（向心力） [ 11 ]と同じ大きさと大きさを持ち、反対方向を向いています。この遠心力は、ガスと油の分離に効果的です。重い油は渦保持器の壁に向かって外側に投げ出され、ガスは渦の内側部分を占めます。適切な形状と大きさの渦は、ガスを上昇させ、液体をユニットの底部へと流します。

流量測定

分離器内および分離器周りの流れの方向は、通常、他の流量計とともに配管計装図(P&ID) に示されます。これらの流量計には、流量指示計 (FI)、流量トランスミッター (FT)、流量コントローラー (FC) などがあります。主要なプロセス変数としての流量は、それを理解することでエンジニアがより優れた設計を考え出すのに役立ち、自信を持って追加の研究を実施できるため、石油およびガス業界では極めて重要です。 Mohanら(1999) [ 12 ]は、三相フローシステムの分離器の設計と開発に関する研究を実施しました。この研究の目的は、三相石油およびガス分離器内の複雑な多相流体力学的流動挙動を調査することでした。機械モデルは、数値流体力学(CFD) シミュレータと並行して開発されました。次に、これらを使用して三相分離器の詳細な実験を実施しました。実験と CFD シミュレーションの結果は、機械モデルに適切に統合されました。実験のシミュレーション時間は20秒で、油の比重は0.885、セパレーター下部の長さと直径はそれぞれ4フィートと3インチでした。最初の一連の実験は、詳細な調査に基づく基礎となり、その後、異なる流速やその他の運転条件についても同様のシミュレーション研究を実施しました。

フローキャリブレーション

前述のように、石油・ガス環境でセパレータとともに機能する流量計には、フローインジケータ、フロートランスミッタ、フローコントローラなどがあります。メンテナンス（後述）や使用頻度が高いため、これらの流量計は定期的に校正する必要があります。[ 13 ]校正とは、必要な測定範囲に合わせて事前に設定された既知の量の信号を参照するプロセスと定義できます。また、校正は数学的な観点からも捉えられ、所定の基準からの偏差を求めることで適切な補正係数を確定し、流量計を標準化します。所定の基準からの偏差を求める際には、まず、高精度に校正されたマスターメータを使用して実際の流量を測定するか、流量を計量して質量流量の重量測定値を取得することで、実際の流量を測定します。

使用される別のタイプのメータはトランスファーメータです。しかし、Tingら(1989) [ 14 ]によると、トランスファーメータは動作条件が元の校正点と異なる場合、精度が低下することが証明されています。Yoder (2000) [ 15 ]によると、マスターメータとして使用される流量計の種類には、タービンメータ、容積式流量計、ベンチュリメータ、コリオリメータなどがあります。米国では、マスターメータは、米国国立標準技術研究所(NIST)によって認定されたフローラボで校正されることがよくあります。流量計ラボの NIST 認定は、その方法が NIST によって承認されていることを意味します。通常、これには NIST トレーサビリティが含まれており、流量計の校正プロセスで使用される標準がNIST によって認定されているか、NIST によって承認された標準に因果関係があることを意味します。しかし、業界では、校正手順中に実際にメータを通過して容器に流入または流出する流体（液体または気体）の量を重量法で計量する2番目の方法が、実際の流量を測定する最も理想的な方法であると一般的に考えられています。この方法で使用される計量器も、米国国立標準技術研究所（NIST）にトレーサブルでなければならないようです。[ 16 ]

適切な補正係数を確定するには、流量計の指示値を正しく開始させるための単純なハードウェア調整が不可能な場合が多くあります。その代わりに、様々な流量における正しい指示値からの偏差を記録します。データポイントは、流量計の出力と、米国国立標準技術研究所（NIST）の標準化されたマスターメーターまたは計量器によって測定された実際の流量を比較してプロットされます。

コントロールと機能

コントロール

石油およびガス分離器に必要な制御装置は、油および油/水界面（三相動作）用の液面制御装置と、圧力制御装置付きのガス背圧制御弁である。制御装置の使用は高価であるため、分離器を備えた油田の運用コストは非常に高いが、Fair（1968）が確認したワイオミング州ビッグパイニーの70のガス井のケースのように、装置によって全体的な運用経費が大幅に削減された。[ 17 ]分離器を備えた油井は標高7,200フィート以上、上は9,000フィートに及んでいた。制御装置は十分に自動化されており、制御装置周辺の油田操作は、分散制御システムを使用して現場事務所の遠隔制御ステーションから操作できた。全体として、これによって人員と油田の運用効率が向上し、それに応じてその地域の生産量も増加した。

バルブ

油ガス分離装置に必要なバルブには、油排出制御弁、水排出制御弁（三相作動）、ドレン弁、ブロック弁、圧力逃し弁、緊急遮断弁（ESD）があります。ESDバルブは通常、作動指令信号を待つ間、数ヶ月から数年間開位置で保持されます。これらのバルブは、定期点検時以外ではほとんど注意が払われません。連続生産の圧力により、これらの間隔がさらに長くなることがよくあります。その結果、これらのバルブに堆積物や腐食が生じ、バルブが動かなくなります。安全性が極めて重要な用途では、バルブが要求に応じて作動することを保証する必要があります。[ 18 ]

アクセサリー

油ガス分離器に必要な付属品は、圧力計、温度計、減圧調整器（制御ガス用）、レベルサイトグラス、破裂板付き安全ヘッド、配管、チューブです。

安全機能

油ガス分離装置は、他のリース機器から安全な距離を置いて設置する必要があります。洋上プラットフォームや他の機器に近接して設置する場合は、分離装置またはその制御装置や付属品が故障した場合に人員の負傷や周辺機器への損傷を防ぐための予防措置を講じる必要があります。ほとんどの油ガス分離装置には、以下の安全対策が推奨されています。

高液面および低液面制御
高液位および低液位制御は通常、フロート操作式パイロットで、分離器の入口にあるバルブを作動させたり、分離器の周囲のバイパスを開いたり、警告アラームを鳴らしたり、分離器内の高液位または低液位によって生じる可能性のある損傷を防止するためのその他の関連機能を実行します。
高圧および低圧制御
高圧および低圧制御装置は、過度の高圧または低圧による通常運転への影響を防ぐために、分離機に設置されています。これらの高圧および低圧制御装置は、機械式、空気圧式、または電気式で、警告音を鳴らしたり、遮断弁を作動させたり、バイパスを開いたり、その他作業員、分離機、および周辺機器を保護するための適切な機能を実行したりできます。
高温・低温制御
温度制御装置は、分離器に取り付けられ、ユニットを密閉したり、ヒーターへのバイパスを開閉したり、分離器内の温度が高すぎたり低すぎたりした場合に警告音を鳴らしたりするために用いられることがあります。このような温度制御装置は通常分離器には使用されませんが、特殊な場合には適切な場合があります。フランシス（1951）によると、分離器における低温制御装置は、ガス生産者が使用するもう一つのツールであり、通常「気相」貯留層と呼ばれる高圧ガス田で応用されています。これらの高圧ガス流の膨張によって得られる低温は、収益性を高めるために利用されます。従来のヒーターと分離器の設置と比較して、炭化水素コンデンセートのより効率的な回収とガスのより高い脱水度は、石油・ガス分離器における低温制御装置の大きな利点です。[ 19 ]
安全リリーフバルブ
全ての油・ガス分離装置には、通常、バネ式安全リリーフ弁が取り付けられています。これらの弁は通常、容器の設計圧力に設定されます。安全リリーフ弁は主に警告として機能し、多くの場合、分離装置の定格流体容量全体を処理するには小さすぎます。全容量安全リリーフ弁を使用することもできますが、特に分離装置に安全ヘッド（破裂板）が使用されていない場合は、全容量安全リリーフ弁の使用が推奨されます。
安全ヘッドまたは破裂ディスク
安全ヘッドまたはラプチャーディスクは、分離器内の圧力が所定の値を超えた場合に破裂するように設計された薄い金属膜を備えた装置です。この圧力は通常、分離器容器の設計圧力の1.5倍から1%の範囲です。安全ヘッドディスクは通常、安全リリーフ弁が開き、分離器内の過度の圧力上昇を防止できなくなるまで破裂しないように選定されます。

運用と保守に関する考慮事項

生産システムの寿命全体を通して、分離器は幅広い生産流体を処理することが期待されます。水攻法による破砕とガスリフト循環の拡大により、生産流体の水分率とガスと油の比率は常に変化します。多くの場合、分離器への流体負荷は、容器の当初の設計容量を超える可能性があります。その結果、多くの事業者は、分離器が必要な油および水の排出基準を満たせなくなったり、Powerら（1990）によると、ガス中の液体のキャリーオーバーが著しく増加したりすることに気づきます。[ 20 ]以下では、いくつかの運転保守と考慮事項について説明します。

定期検査

製油所や処理プラントでは、すべての圧力容器と配管について、腐食や浸食の検査を定期的に実施するのが一般的です。しかし、油田ではこの方法は一般的には採用されておらず（検査は事前に定められた頻度で行われ、通常はRBI（英国石油・ガス規制委員会）の評価によって決定されます）、機器は実際に故障した後にのみ交換されます。この方針は、運転員や周囲の機器に危険な状態をもたらす可能性があります。不必要な故障を防ぐため、すべての圧力機器について定期的な検査スケジュールを策定し、遵守することが推奨されます。

安全装置の設置

すべての安全装置（安全逃し装置）は、可能な限り容器の近くに設置し、排出流体の反力によって安全装置が破損したり、ねじが緩んだり、その他の方法で外れたりしないようにする必要があります。安全装置からの放出によって、人や他の機器が危険にさらされることのないようにする必要があります。

低温

分離装置は、水和物生成温度以上で運転する必要があります。そうでないと、容器内に水和物が生成され、容器の一部または全体が閉塞し、分離装置の容量が低下する可能性があります。液体またはガスの出口が閉塞または閉塞されている場合、安全弁が開いたり、安全ヘッドが破裂したりすることがあります。油・ガス分離装置の液体部に蒸気コイルを設置することで、そこに生成される可能性のある水和物を溶融することができます。これは特に低温分離装置に適しています。

腐食性流体

腐食性流体を扱うセパレーターは、定期的に点検を行い、補修が必要かどうかを判断する必要があります。腐食が著しくひどい場合は、容器の定格作動圧力を下げる必要がある場合があります。特に腐食性流体を扱う場合は、定期的な水圧試験を実施することをお勧めします。消耗型陽極は、セパレーターを電食から保護するために使用できます。一部の事業者は、超音波厚さ計を用いてセパレーターのシェルとヘッドの厚さを測定し、残存金属厚から最大許容作動圧力を計算しています。これは、海上では毎年、陸上では2～4年に1回実施する必要があります。

固形物の分離

上流から流入する砂やその他の固形物は、分離機の底部に沈殿する傾向があります。固形物が堆積すると、油・ガス・水の分離に利用できる容積が減少し、効率が低下します。容器をオフラインにして排水し、固形物を手作業で掘り出すことで除去することも可能です。あるいは、分離機底部に散水管を設け、砂を流動化させ、底部の排水バルブから排出することも可能です。  

参照

参考文献

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