当地层流体进入三相分离器时，首先遇到入口分流器，使液体与气体得到初步分离，夹带大量液滴的气体经聚结板进一步分离后，三相分离器报价，再经过消泡器和除雾器，得到更进一步的净化，使其成为干气而从出气口排出。排气管线上设有气控阀控制气体排放量，以维持容器内所需的压力。在重力作用下，由于油水密度差，自由水沉到容器底部，油浮到上面，并翻越油水挡板进入油室，浮子式液位调控器通过操纵排油阀控制原来的油的排放量，以保持油面的稳定。分离出的游离水通过油水界面调控器操纵的排水阀排出，以保持油水界面的稳定。
三相分离器的基本工作原理是将油气水混合物高速进入预脱气室，靠旋流分离及重力作用脱出大量的原1油伴生气，三相分离器，预脱气后的油水混合物经导流管高速进入分配器与水洗室，在含有破乳剂的活性水层内洗涤破乳，进行稳流，降低来液的雷诺系数，再经聚结整流后，流入沉降分离室进一步沉降分离，脱气原1油翻过隔板进入油室，并经流量计计量，控制后流出分离器，水相就是靠着压力平衡经导管进入水室，从而达到油气水三相分离的目的。
三相分离器的结构分为分离沉降室和油室。油、气、水混合物来液进入三相分离器，气液固三相分离器，经整流器、波纹板组、斜板组等后大部分液体沉降到分离沉降室的液相区，少部分液体靠液体重力继续沉降，剩余的液体经除雾器进一步分离后，气体通过压力调节阀进入天然器系统。沉降下来的油、水混合液停留一段时间后因密度的差别逐渐进行分层，水沉积在集水包和液相区的底部，液相区的上部为油层。当油层的液位高出隔油板顶部时则慢慢流入油室内，然后由油室下部的出油口排出。液相区的水沉降分离到沉降室的底层，并且经过出水阀排出。
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