В стандартном (не комбинированном) сепараторе любого типа различают четыре секции.

I — основная сепарационная секция, служащая для отделения нефти от газа.

На работу этой секции большое влияние оказывает конструкция ввода продукции скважин. Тангенциальный, радиальный. Использование насадок-диспергаторов, делающих входящую струю - газожидкостный поток – плоским, и создающих, тем самым, высокую поверхность раздела фаз, увеличивая дисперсность системы. В результате всего этого, происходит интенсивное выделение газа из нефти (жидкости).

II — осадительная секция, в которой происходит дополнительное выделение пузырьков газа, увлеченных нефтью из I секции. Для более интенсивного выделения окклюдированных пузырьков газа, нефть направляют тонким слоем по наклонным плоскостям, увеличивая тем самым длину пути движения нефти и эффективность ее сепарации. Наклонные плоскости могут быть изготовлены с небольшим порогом, способствующим выделению газа из нефти (это происходит благодаря разрушению газо-жидкостных структур за счет волнового движения).

III — секция сбора нефти, занимающая самое нижнее положение в сепараторе и предназначенная для сбора и вывода нефти из сепаратора; нефть может находиться здесь или в однофазном состоянии или в смеси с газом — в зависимости от эффективности работы I и II секций, рабочего давления и времени пребывания нефти в аппарате.

Секции могут разделять (или – нет) перегородки, предназначенные для гашения волн и пены.

Слой пены оказывает значительное сопротивление выделению газа из всплывающих пузырьков. Поэтому продолжительность пребывания нефти в сепараторе при наличии слоя пены в сепараторе может быть увеличена в несколько раз. При достижении определенной высоты пена может подхватываться потоком газа и уноситься из сепаратора. Замечено, что тяжелые нефти более склонны к пенообразованию, чем легкие.

IV — каплеуловительная секция расположена в верхней части сепаратора и служит для улавливания мельчайших капелек жидкости, уносимых потоком газа. Каплеуловительная секция конструктивно может быть разной, и работа ее может основываться на одном или нескольких принципах.

Например: столкновение потока газа с различного рода препятствиями: прилипание капель жидкости, силы адгезии; изменение направления потока: силы инерции; изменение скорости потока; использование центробежной силы; использование коалесцирующей набивки (металлические сетки), способствующие слиянию мелких капель жидкости в крупные.

Из цеха добычи нефти по трубам разного размера движется в ППН смешанный поток жидкости и газа. Перемещаясь по трубе, в сторону пониженного давления, газ в виде пузырьков, расширяющихся и соединяющихся в более крупные, увлекает нефть. И, в то же время, опережает ее. Дело в том, что при снижении давления (а оно снижается) жидкий пропан/бутан становится собственно – газом. Процесс увеличения газовой составляющей продолжается до входа в сепараторы и в них самих. Перед входом в сепаратор продукция скважины всегда состоит из двух фаз - жидкой и газовой. Соотношение между объемами фаз зависит от состава нефти в пластовых условиях, давления насыщения и давления в сепараторе.

Если, например, в скважину поступает из пласта нефть, то к нефтегазовому сепаратору подойдут: газ, выделившийся из нефти вследствие снижения давления от давления насыщения до давления, установленного в сепараторе, и оставшаяся нефть с окклюдированным газом, т. е. с пузырьками газа, захваченными нефтью или не успевшими из нее выделиться. Основной процесс в «НГС» – отделение свободного газа и выделение из нефти окклюдированного газа. Кроме сепарации газа в сепараторе происходят и другие процессы: очистка газа от частиц жидкости и подъем пузырьков газа, окклюдированных в слое нефти, находящейся в секции сбора жидкости. Отстой воды. Накопление мех/примесей. Из всех типов сепараторов (гравитационные, инерционные – жалюзийные, центробежные и ультразвуковые) сравнительно легко поддаются расчету только гравитационные, жалюзийные и гидроциклонные.

На рисунке КДС – концевой делитель фаз. Это комбинированный аппарат, в котором предусмотрено отделение свободной воды. Качество этой воды будет низким.