CN103657158B - 仰角式油气水三相分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仰角式油气水三相分离器，主要由罐体(1)组成，罐体(1)轴线与水平面有一定夹角；罐体(1)下方设置排水管(16)；罐体(1)内从下到上依次设置油水分离聚结器(8)、挡板(10)和气液分离聚结器(13)；油水分离聚结器(8)下方水平安置两根交叉互通的收油管(3)；挡板(10)上方设有气液进口(12)，安全阀(11)设置于挡板(10)上方上；气液分离聚结器(13)设置在气液进口(12)上方罐体(1)内；罐体(1)顶部设置有排气口(15)。主要应用于油田开发产液中含水含气的油井，利用油气水的密度差以及仰角式油气水三相分离器的强化分离设施实现油气水的分离。

Description

仰角式油气水三相分离器

技术领域

本发明涉及一种油气水三相分离的装置。

背景技术

目前，国内外油田通常采用重力沉降方式进行油气水三相分离处理，在油田生产过程中，重力分离器的原理是基于不同介质的密度差实现的。现场常用的重力分离器主要有两种类型：卧式分离器和立式分离器，均属压力储罐式沉降器。卧式分离器的分离性能优于立式分离器，由于卧式分离器有较大的集液区体积，适合处理发泡原油和伴生气的分离，来液流量变化大时，卧式分离器的液位变化小，缓冲能力强，卧式分离器还有易于安装、检查、保养等优点；立式分离器适宜处理含固体杂质较多的油气混合物，立式分离器占地面积小，有利于在海洋采油领域的应用。

在油田实际应用中，立式分离器内气液分离界面小，气液分离效果相对较差；卧式分离器气液分离界面较大，气液分离效果较好，但液面高度小，排水口和油水界面距离短，油水分离效果差，且罐底面积大，占地面积大，同时在立式和卧式分离器中容易出现“死油区”和“死水区”，使得有效分离空间降低。

针对卧式和立式分离器在处理技术及现场生产上存在的局限性，造成分离效果不理想，分离出的水中含油量偏高等因素。通过研究先进适应技术，基于重力分离原理，开发出具有效率高，占地面积小等特点的仰角式的三相重力分离器，以适应满足油田生产需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种仰角式油气水三相分离器，解决卧式和立式分离器中出现的分离效率低，分离效果不理想，设备体积大等问题。

为解决上述技术问题，本发明仰角式油气水三相分离器，主要由罐体1组成，罐体1呈中空圆柱形，两端设有椭圆形封头，其中，上述罐体1轴线与水平面夹角为15°～45°；上述罐体1底端轴线下方设置排水管16；上述罐体1内从下到上依次设置有与罐体1轴线垂直的油水分离聚结器8、挡板10和气液分离聚结器13；上述油水分离聚结器8下侧有通口；上述油水分离聚结器8下方水平安置两根交叉互通的收油管3，收油管3顶部均开槽，收油管3交叉处设有一根接管22，接管22下端和收油管3交叉处相连通，接管22上端和排油接管23相连通，排油接管23与罐壁上的排油口4相连通，排油接管23焊接在罐壁支架21上；上述挡板10下侧半圆形上均布小孔；上述挡板10上方设有气液进口12，安全阀11设置于挡板10上方罐壁上；上述气液分离聚结器13沿圆周方向布置在气液进口12上方的罐体1内；上述罐体1顶部设置有排气口15。

作为本发明的进一步优选是上述罐体1轴线与水平面夹角为20°～30°。

作为本发明的进一步优选是上述罐体1轴线与水平面夹角为25°。

作为本发明的另一种改进，上述罐体1呈非等径圆柱，从底部到顶部依次为大直径圆柱段，变直径锥形段，小直径圆柱段。

上述收油管3下方设有与罐体1轴线垂直的斜梯2。上述斜梯2上、下端分别焊接在罐体1上、下侧内壁。

上述斜梯2上端上方设置有第一人孔5。

上述油水分离聚结器8和斜梯2之间上侧罐壁设有油水界面仪6。

上述油水界面仪6和油水分离聚结器8之间设有就地液位计7。

上述罐体1下侧焊接第一支座17和第二支座18，第二支座18长度大于第一支座17。

上述挡板10下部设有第二人孔20。上述第二人孔20上设有盖板。

与现在技术方案相比，本发明仰角式油气水三相分离器与水平面呈一定的角度，既可以避免立式分离器油水分离界面面积小以及卧式三相分离器油水界面同排水口的距离较短的不足，又可以防止分离器内部“死油”或“死水”的出现，实现油气水的高效分离，最大程度的降低分离出的污水中的含油量。该装置采用仰角式设计，结构紧凑，分离效率高，占地面积小。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本发明仰角式油气水三相分离器的结构示意图；

图2为收油系统结构左视图；

图3收油系统结构俯视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的主体是一具轴线与水平面呈一定角度的钢制罐体1，本实施例中的罐体1轴线与水平面夹角为25°，仰角式油气水三相分离器与地面呈一定角度放置，可以克服立式分离容器油水界面面积小以及卧式分离容器油水界面距离排水口小的不足，可以降低分离后的污水含油量，从而提高油水分离的质量。罐体1下侧焊接有第一支座17和第二支座18，第二支座18的长度大于第一支座17。

罐体1呈非等径的中空圆柱形状，从底部到顶部可依次分为大直径圆柱段、变直径锥形段和小直径圆柱段，罐体1的两端为椭圆形封头。

罐体1底部、罐体1轴线的下侧设有水平方向的排水管16，排水管16焊接在罐体1上并深入罐体1内部，排水管16的作用是将仰角式分离器分离后的污水排出罐体1。

罐体1顶部的椭圆形封头上设有排气口15，排气口15与罐体1的轴线同向，排气口15与排气管道相连通以排出仰角式油气水三相分离器分离出的气体。

罐体1的变直径锥形段的中上侧部位设有气液进口12，气液进口12与气液进口管道相连通，气液进口12是气液混合物进入罐体1内部的入口。

罐体1后侧罐壁的中上部位设有排油口4，排油口4与罐体1外的排油管道相连通，排油口4是仰角式油气水三相分离器分离出的油相的排出口。

罐体1内部、所述气液进口12的斜下方设有沿圆周方向布置的挡板10，挡板10为一圆形钢板，挡板10的下侧半圆形上均布小孔，挡板10的下侧半圆形正中央设有第二人孔20，第二人孔20上设有盖板，盖板上设有把手，盖板可以打开，以便于操作人员穿过挡板10。

挡板10的上方、小直径圆柱段的内部设有沿圆周方向布置的气液分离聚结器13，气液分离聚结器13可以吸附气相中的小液滴，吸附后的小液滴不断的积聚变大，最后在重力的作用下沉降下来。

挡板10和气液分离聚结器13形成的空间为气液分离区19，气液分离聚结器13和罐体1顶部罐壁形成的空间为集气区14，挡板10的下方罐体1空间为油水分离区9。

气液混合物通过气液进口12进入罐体1内部的气液分离区19后，挡板10可以缓解气液混合物的冲击力，降低气液混合物的流速，延长分离时间，气液在重力的作用下初步分离后，分离出的液相经挡板10下部的小孔进入油水分离区9，挡板10上的小孔可以起到整流的作用，分离出的气相经气液分离聚结器13后进入集气区14，气液分离聚结器13可以吸附沉降气相中的小液滴，集气区14内的气相经排气口15排出罐体1。

罐体1内部、所述挡板10的斜下方设有沿圆周方向布置的油水分离聚结器8，油水分离聚结器8和罐体1下侧罐壁之间设有液体流通通道，油水分离聚结器8为油水分离聚结器，经过特殊的亲水憎油处理，油水混合物流经油水分离聚结器8时，油水分离聚结器8可以吸附油水混合物中的水相，水相的小液滴不断积聚变大，最后在重力的作用下沉降至罐体1底部，油水混合物中的油相可以通过油水分离聚结器8。

经油水分离聚结器8分离出的油相可以被设置在油水分离聚结器8下方的收油管3收集，如图3所示，两根收油管3在水平方向呈90°交叉，收油管3的顶部开有收油槽且收油管3互相连通，在两根收油管3的交叉处，如图2所示，有一根竖直方向的接管22，接管22的下端和两根收油管3的交叉处相连通，接管22的上端和排油接管23相连通，排油接管23与排油口4相连通，排油接管23通过焊接在罐壁上的支架21支撑。收油管3收集的油相在罐内压力的作用下经竖直方向的接管22、排油接管23以及排油口4排出罐体1。

罐体1上侧靠近罐体1底部的位置设置有第一人孔5，第一人孔5下方的罐体1内部设有与罐体1轴线垂直的斜梯2，斜梯2的上端和下端分别与罐体1的上壁和下壁焊接，工作人员可以通过第一人孔5和斜梯2进入罐体1内部。第一人孔5的上方设有油水界面仪6，油水界面仪6的上方设有就地液位计7，就地液位计7测量管的下端在罐体1下侧，安全阀11设置于挡板10上方罐壁上。

本发明的工作过程如下：

油气水混合物经罐体1外壁的气液进口12进入罐体1内部，第一支座17和第二支座18支撑罐体1，挡板10可以缓解油气水混合物的冲击，降低油气水混合物的流速以延长沉降分离时间，油气水混合物在气液分离区19实现气液分离；分离出的气体经气液分离聚结器13进入集气区14，气液分离聚结器13可以去除气体中夹带的小液滴，气体经排气口15排出罐体1；油水混合物经挡板下部的小孔进入油水分离区9，经过油水分离聚结器8时，通过油水分离聚结器8的吸附、聚结和沉降的作用实现油水分离，分离出的油经收油管3收集后，经竖直方向的接管22、排油接管23和排油口4排出罐体1，分离出的水经排水管16排出罐体1；工作人员可通过第一人孔5和斜梯2进入罐体1内部进行必要的作业，可以通过打开第二人孔20处的盖板进入气液分离区19，工作人员可以通过油水界面仪6以掌握油水界面情况，通过就地液位计7掌握罐体1内部的液位，通过安全阀11控制罐体1内部的压力不超过0.65MPa。

因为仰角式油气水三相分离器有一定的倾角，在重力的作用下，水相会自动的向排水管流动，这样在分离器中不易形成死区，使得分离空间得到充分的利用，有利于提高油水分离效率。

同立式分离器相比，仰角式分离器的油滴浮升面积较大，有利于提高分离效率。

Claims (12)

1.一种仰角式油气水三相分离器，主要由罐体(1)组成，罐体(1)呈中空圆柱形，两端设有椭圆形封头，其特征是：所述罐体(1)轴线与水平面夹角为15°～45°；

所述罐体(1)底端轴线下方设置排水管(16)；

所述罐体(1)内从下到上依次设置有与罐体(1)轴线垂直的油水分离聚结器(8)、挡板(10)和气液分离聚结器(13)；

所述油水分离聚结器(8)下侧有通口；

所述油水分离聚结器(8)下方水平安置两根交叉互通的收油管(3)，收油管(3)顶部均开槽，收油管(3)交叉处设有一根接管(22)，接管(22)下端和收油管(3)交叉处相连通，接管(22)上端和排油接管(23)相连通，排油接管(23)与罐壁上的排油口(4)相连通，排油接管(23)焊接在罐壁支架(21)上；

所述挡板(10)下侧半圆形上均布小孔；

所述挡板(10)上方设有气液进口(12)，安全阀(11)设置于挡板(10)上方罐壁上；

所述气液分离聚结器(13)沿圆周方向布置在气液进口(12)上方的罐体(1)内；

所述罐体(1)顶部设置有排气口(15)。

2.根据权利要求1所述的仰角式油气水三相分离器，其特征是：所述罐体(1)轴线与水平面夹角为20°～30°。

3.根据权利要求2所述的仰角式油气水三相分离器，其特征是：所述罐体(1)轴线与水平面夹角为25°。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的仰角式油气水三相分离器，其特征是：所述罐体(1)呈非等径圆柱，从底部到顶部依次为大直径圆柱段，变直径锥形段，小直径圆柱段。

5.根据权利要求1所述的仰角式油气水三相分离器，其特征是：所述收油管(3)下方设有与罐体(1)轴线垂直的斜梯(2)。

6.根据权利要求5所述的仰角式油气水三相分离器，其特征是:所述斜梯(2)上、下端分别焊接在罐体(1)上、下侧内壁。

7.根据权利要求5或6所述的仰角式油气水三相分离器，其特征是:所述斜梯(2)上端上方设置有第一人孔(5)。

8.根据权利要求5所述的仰角式油气水三相分离器，其特征是：所述油水分离聚结器(8)和斜梯(2)之间上侧罐壁设有油水界面仪(6)。

9.根据权利要求8所述的仰角式油气水三相分离器，其特征是：所述油水界面仪(6)和油水分离聚结器(8)之间设有就地液位计(7)。

10.根据权利要求1所述的仰角式油气水三相分离器，其特征是：所述罐体(1)下侧焊接第一支座(17)和第二支座(18)，第二支座(18)长度大于第一支座(17)。

11.根据权利要求1所述的仰角式油气水三相分离器，其特征是：所述挡板(10)下部设有第二人孔(20)。

12.根据权利要求11所述的仰角式油气水三相分离器，其特征是：所述第二人孔(20)上设有盖板。