CN101559291A - 一种油气水三相分离器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油气水三相分离器。本体内分隔成沉淀室、水室和油室；沉淀室、水室和油室的底部分别设有排污口、水出口和出油口；本体的两端分设有油气水入口、螺旋状的能量分能器和气出口；在水室中还设有迷宫型油气分离板，它是由数块圆形并设有若干凸槽的波纹板通过螺栓相连而成，在每块波纹板上均设有若干均匀分布的通孔，并且相邻波纹板上的通孔位置相互错开；在油气分离板的前部设有加热管及与控制柜相连的温度探头；所述水室和油室内分别设有均与控制柜相连的水位探测头和油位探测头。本发明有效地提高了油气水的分离效果和分离效率，实现了水油界面的自动控制，使油气计量结果与井口能量保持同步，实时反映井口产量的瞬间变化。

Description

一种油气水三相分离器

技术领域

本发明涉属于石油开采技术领域，特别是一种油气水三相分离器。

背景技术

在石油开采过程中，开采的原油中含有伴生油、天然气和水，需将它们分离出来。现有的油气水三相分离器，其通常结构为：卧式的筒形本体内通过溢液板和溢油板分隔成沉淀室、水室和油室；沉淀室、水室和油室的底部分别设有排污口、水出口和油出口；本体的一端设有油气水入口及能量分离器，另一端设有出气口；在水室中还设有带有若干通孔的油气分离板，并在气液进口处设有能量分离器。同时，在本体上还设有液位、水位和油位观察口，通过观察各观察口的液位情况，启闭油出口和水出口上的阀门以控制本体内的液位、水位和油位。工作时，油气水混合液从油气水入口进入本体内，首先由能量分离器进行液、气两相初步分离，分离出的液相即油水混合液落入沉淀室内，泥砂等杂质沉积在沉淀室的底部，经排污口排出，而清洁的油水混合液从溢液板的上端溢入水室中；分离出的气相由经油气分离板使其中的微小液雾聚集成液滴落入水室内，分离出的气体则通过气出口输出；水室中的油水混合液上层的油从溢油板的上端溢入油室中，由油出口输出；下层的水则从水出口输出。

现有的油气水三相分离器，由于其能量分离器通常为底表面开设有若干分离孔的管状，因而对油气水混合液的初步液、气两相分离的效果较差。此外，由于其油气分离板的隔板孔是直通式，油气水通过隔板时阻力小，行程短，造成油气水分离不清，分离较果差。再则，由于油出口和水出口上的阀门的启闭采用人工控制，因而精确性、可靠性较差，开度大小不能自动控制而影响分离效果。

发明内容

为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种结构合理、分离效果好、自动化程度高的油气水三相分离器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：卧式的筒形本体内通过溢液板和溢油板分隔成沉淀室、水室和油室；沉淀室、水室和油室的底部分别设有排污口、带有控水阀的水出口和带有控油阀的出油口；本体的一端设有带能量分离器的油气水入口，另一端设有气出口；在水室中还设有油气分离板；其特征在于：所述的能量分离器为螺旋管状，在螺旋管的底部开设有若干分离孔；这样，油气水混合液从油气水入口进入本体内，首先由螺旋状的能量分离器进行液、气两相初步分离，通过螺旋的离心分离原理，质量轻的气体、油雾从能量分离器的出口端进入后续的油气分离板进行再次分离；而质量较大的液体和杂质，则通过分离孔落入沉淀室内；所述的油气分离板为迷宫型分离板，它是由数块圆形并设有若干凸槽的波纹板通过螺栓相连而成，在每块波纹板上均设有若干均匀分布的通孔，并且相邻波纹板上的通孔位置相互错开；因而增加了流体阻力及流体行程，提高了分离效果，使流体油气水混合物充分分离。

上述油气水入口上接有单向阀，以防止进入本体内的油气水混合液产生回流而返回进液管线中，造成排出管线已分离带压的天然气倒流。

为了防止油气水混合物中H2S、CO2等有害物质对筒体的腐蚀，提高产品使用寿命，在本体内壁采用铬钼离子渗镍工艺而设有1～5mm的梯度防腐层；这样，虽然产品的制造成本增加了2％左右，但产品的使用寿命提高了3倍以上。

上述水室和油室内分别设有均与控制柜相连的高低位的水位探测头和高低位的油位探测头，控制柜还分别与控油阀和控水阀相连。所述的控油阀和控水阀采用孔板结构，开度大小任意调节；这样，通过高低位的水位探测头及高低位的油位探测头所测得的水位及油位信号传输到控制器，再由控制器发出指令自动调节控水阀和控油阀的开度大小，以保证本体内适当的水位及油位，不受上游流量的影响。

为进一步提高分离效率，上述油气分离板的前部设有加热管，并设有温度探头，该温度探头及加热管均与控制柜相连；当温度低于60℃时，通过控制柜启动加热管工作；而当温度高于80℃时，加热管停止工作。这是由于油气流在分离器内的分离过程是一个内蒸过程，在产能一定的情况下，分离效果主要取决于分离器压力、温度和烃组分。在60～80℃温度下，轻烃的含量高、且其黏度适宜，因此油气水分离效果最佳。

本发明的有益效果在于：有效地提高了油气水的分离效果和分离效率；并且，实现了水油界面的自动控制，使油气计量结果与井口能量保持同步，实时反映井口产量的瞬间变化，提高产品使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明中所采用的油气分离板的结构示意图。

图中：1为单向阀、2为油气水入口、3为安全阀接口、4为本体、5为水位观察口、6为水位探测头、7为压力表接口、8为油气分离板、8-1为波纹板、8-2为螺栓、9为液位观察口、10为备用接口、11为油位探测头、12为气出口、13为除沫器、14为人孔、15为电脑控制柜、16为排污口、17为水出口、18为控水阀、19为油出口、20为控油阀、21为溢液板、22为溢油板、23为能量分离器、23-1为分离孔、24为红外线加热管、25为温度探头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。

本发明所述的油气水三相分离器，其卧式的筒形本体4加工制作完毕后首先对本体4进行正火处理，消除残余应力，然后本体4内壁进行铬钼离子渗镍工艺形成1～5mm的梯度防腐层。在本体4内通过溢液板21和溢油板22分隔成沉淀室、水室和油室；在沉淀室、水室和油室的底部分别设有排污口16、带有控水阀18的水出口17和带有控油阀20的出油口19；本体4的一端上部设有油气水入口2，该油气水入口2的内外侧分别接有能量分离器23和单向阀1；所述的能量分离器23为螺旋管状，在螺旋管的底部开设有若干分离孔23-1。本体4的另一端设有人孔14，该端的顶部设有气出口12，该出气口12的下方设有除沫器13。在本体4顶部还设有安全阀接口3、压力表接口7和备用接口10；在本体4上还设有高、低的水位口5和高、低的液位口9。在水室中还设有两道油气分离板8；所述的油气分离板8为迷宫型分离板，它是由数块圆形并设有若干凸槽的波纹板8-1通过螺栓8-2相连而成，在每块小组纹板8-1上均设有若干均匀分布的通孔，并且相邻波纹板8-1上的通孔位置相互错开。在油气分离板8的前部设有红外线加热管24，并设有温度探头25，该温度探头25及红外线加热管24均与电脑控制柜15相连。在水室和油室内分别设有均与电脑控制柜15相连的高、低位的水位探测头6和高、低位的油位探测头11，电脑控制柜15还分别与控油阀20和控水阀18相连。

工作时，油气水混合液经单向阀1、从油气水入口2进入本体4内，首先由能量分离器23进行液、气两相初步分离，分离出的液相即油水混合液落入沉淀室内，泥砂等杂质沉积在沉淀室的底部，经排污口16排出，而清洁的油水混合液从溢液板21的上端溢入水室中；分离出的气相在红外线加热管24和温度探头25的共同作用下，温度控制在60～80℃，再经油气分离板8使其中的微小液雾聚集成液滴落入水室内，由于油气分离板8为迷宫型分离板，波纹板8-1上的通孔错开，增加了流体阻力，使流体通过迷宫型分离板时环绕“S”形路径，提高了分离效果，使流体油气水混合物充分分离。分离出的气体则经除沫器13除沫后从气出口12输出；水室中的油水混合液其上层的油从溢油板22的上端溢入油室中，由油出口19经控油阀20输出；下层的水则从水出口17经控水阀18输出。电脑控制柜15根据高低位的油位探测头11和高低位的水位探测头6所探测的油、水位的实时情况，及时调节控油阀20和控水阀18的启闭或开度，保证本体4适当的水位及油位。同时，电脑控制柜15发出警示信号，提醒操作人员注意，以防自动操作功能失灵时，由人工进行控制控油阀20和控水阀18的启闭或开度。当油气分离板8前部的温度低于60℃时，通过电脑控制柜15启动红外线加热管24工作；而当油气分离板8前部的温度高于80℃时，红外线加热管24停止工作。

Claims (5)

1、一种油气水三相分离器，卧式的筒形本体内通过溢液板和溢油板分隔成沉淀室、水室和油室；沉淀室、水室和油室的底部分别设有排污口、带有控水阀的水出口和带有控油阀的出油口；本体的一端设有带能量分离器的油气水入口，另一端设有气出口；在水室中还设有油气分离板；其特征在于：所述的能量分离器为螺旋管状，在螺旋管的底部开设有若干分离孔；所述的油气分离板为迷宫型分离板，它是由数块圆形并设有若干凸槽的波纹板通过螺栓相连而成，在每块波纹板上均设有若干均匀分布的通孔，并且相邻波纹板上的通孔位置相互错开。

2、根据权利要求1所述的一种油气水三相分离器，其特征在于：上述油气水入口上接有单向阀，以防止进入本体内的油气水混合液产生回流而返回进液管线中，造成排出管线已分离带压的天然气倒流。

3、根据权利要求1所述的一种油气水三相分离器，其特征在于：在本体内壁采用铬钼离子渗镍工艺而设有1～5mm的梯度防腐层。

4、根据权利要求1所述的一种油气水三相分离器，其特征在于：上述水室和油室内分别设有均与控制柜相连的高低位的水位探测头和高低位的油位探测头，控制柜还分别与控油阀和控水阀相连。

5、根据权利要求1所述的一种油气水三相分离器，其特征在于：在上述油气分离板的前部设有加热管及温度探头，该温度探头及加热管均与控制柜相连。

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