CN104694156A - 一种偏心沉降预脱水器和油田油水混合液分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种偏心沉降预脱水器，包括外管和固接在外管内壁的多层斜板，多层斜板位于外管中部；一种油田油水混合液分离方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、对油田油水混合液中的原油和水进行初步分离；(2)、对步骤(1)中沉降的污水和上浮的原油进行二次分离。本发明的有益效果为：该偏心沉降预脱水器即保证了偏心沉降预脱水器的小型化，又保证了脱水质量的稳定性，使重力沉降的效率大幅度提高。将偏心沉降预脱水器可广泛地应用于油田产出物的油水分离、水砂分离及污水处理过程，可大幅度降低目前分离设施的工程造价并减少运行成本，且不需要很大的罐容和占地面积，经济实用。该油田油水混合液分离方法操作简单，成本较低。

Description

一种偏心沉降预脱水器和油田油水混合液分离方法
技术领域
本发明涉及油田油水混合液预处理技术领域，具体涉及一种偏心沉降预脱水器和油田油水混合液分离方法。
背景技术
目前油田常规的脱水工艺是“热化学沉降”，即加温、加药后的来液再进大罐或三相偏心沉降预脱水器进行沉降脱水，如果来液含水较高，则很大一部分热能及加药量消耗在给水做无用功上，会使脱水成本很高。为降低脱水成本，需要采取预脱水工艺，即在不加温不加药的情况下，先将产出液中在的大部分水分出，以利于低含水油的有效加温。但是较为有效的预脱水设备需要很大的罐容及占地面积，而小型化的预脱水设备因分离效率还不尽人意，因此在油田预脱水工艺中还未能得到大面积应用。
发明内容
为解决现有技术中有效的预脱水设备需要很大的罐容及占地面积，而小型化的预脱水设备分离效率低下的技术缺陷，本发明设计出一种偏心沉降预脱水器和油田油水混合液分离方法，实现了减小罐容及占地面积的目的，同时也避免了小型化的预脱水设备分离效率低下的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种偏心沉降预脱水器，包括外管和固接在外管内壁的多层斜板，且多层斜板位于外管中部。多层斜板的上端材料具有憎水亲油性，下端材料具有亲水憎油性。采用密度法对进入到外管内的油田油水混合液中的原油和水进行初步分离，初步分离过程中来液中的污水很容易地从多层斜板上部“漏”到下部；由于多层斜板上端镀有憎水亲油材料，而下端镀有憎油亲水材料，使多层斜板具有选择性润湿的功能，所以多层斜板上部的油滴不容易进到下部，而下部的油滴却很容易浮到多层斜板上部。
进一步的，外管内位于多层斜板上方位置安装有上内管，且上内管上端开设有收油口。上内管两端的管口位置均安装有盲板，且上内管尾端开设有出油口。上内管的中轴线位于外管的中轴线的垂直上方。外管内位于多层斜板上部“偏心放置”有上内管，(即上内管的中轴线位于外管的中轴线的垂直上方)。收油口为收油孔/收油细缝，可使外管内空间的油及时进入上内管。因上内管收油口偏心环空处具有“月牙型”流道的横截面积逐渐变小，雷诺数也随之变小的特点，在窄小的缝隙处形成层流，更容易使油进入到上内管。
进一步的，外管内位于多层斜板下方位置安装有下内管，且下内管底端开设有收水口。下内管的前端管口位置安装有盲板。下内管的中轴线位于外管的中轴线的垂直下方。外管内位于多层斜板下方位置“偏心放置”有下内管，(即下内管的中轴线位于外管的中轴线的垂直下方)。下内管的底端开设有收水口。收水口为收水孔/收水细缝，可将外管内空间的水及时排出。因下内管收水孔偏心环空处具有“月牙型”流道的横截面积逐渐变小，雷诺数也随之变小的特点，在窄小的缝隙处形成层流，更容易使水进入到下内管。
一种油田油水混合液分离方法，包括以下步骤：
(1)、采用“重力沉降法”对油田油水混合液中的原油和水进行初步分离；
(2)、采用“选择性润湿法”对步骤(1)中沉降的污水和上浮的原油进行二次分离，二次分离过程中分别收集上浮的较为纯净的原油和沉降的较为纯净的水。
进一步的，步骤(1)和步骤(2)中的初步分离和二次分离过程同步进行，且统一收集初步分离和二次分离过程中上浮的原油和沉降的水。此处的二次分离过程实际上是一个持续的多次分离的过程，在流体沿管向前流动过程中，较重的水会沉降，而较轻的油会上浮。
本发明的有益效果为：该偏心沉降预脱水器即保证了偏心沉降预脱水 器的小型化，又保证了脱水质量的稳定性，使重力沉降的效率大幅度提高。将偏心沉降预脱水器可广泛地应用于油田产出物的油水分离、水砂分离及污水处理过程，可大幅度降低目前分离设施的工程造价并减少运行成本，且不需要很大的罐容和占地面积，经济实用。该油田油水混合液分离方法操作简单，成本较低。
附图说明
图1为本发明所述偏心沉降预脱水器的结构示意图；
图2为本发明所述偏心沉降预脱水器的纵向剖视图；
图3为本发明所述偏心沉降预脱水器的横向剖视图。
图中，
1、外管；2、多层斜板；3、上内管；31、收油口；4、下内管；41、收水口；5、固定杆；6、盲板；7、出油口。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构进行详细解释说明。
如图1所示，示出了本发明所述偏心沉降预脱水器的第一实施例，一种偏心沉降预脱水器，包括外管1和固接在外管内壁的多层斜板2，且多层斜板位于外管中部。多层斜板材料的上端具有憎水亲油性，下端具有亲水憎油性。进入到外管内的油田油水混合液中的原油和水因密度差进行初步分离，来液进入外管上部以后向前流动，流动过程中的密度较大的污水很容易地从多层斜板上部“漏”到多层斜板下部；由于多层斜板上端镀有憎水亲油材料，而下端镀有憎油亲水材料，使多层斜板具有选择性润湿的功能，所以多层斜板上部的油滴不容易进到下部，而下部的油滴却很容易浮到多层斜板上部，进而在外管中完成了初步分离过程。
如图2-3所示，示出了本发明所述偏心沉降预脱水器的第二实施例，一种偏心沉降预脱水器，包括外管1和固接在外管内壁的多层斜板2，且多层斜板位于外管中部。外管内位于多层斜板上方位置安装有上内管3，且上 内管上端开设有收油口31。上内管两端的管口位置均安装有盲板6，且上内管尾端开设有出油口7。上内管的中轴线位于外管的中轴线的垂直上方。上内管的顶端和底端分别通过两个固定杆5与外管和多层斜板相连接。外管内位于多层斜板下方位置安装有下内管4，且下内管底端开设有收水口41。下内管的前端管口位置安装有盲板。下内管的中轴线位于外管的中轴线的垂直下方。下内管的顶端和底端分别通过两个固定杆与多层斜板和外管相连接。
本发明提供的一种偏心沉降预脱水器，外管内安装上内管且上内管的中轴线位于外管的中轴线的垂直上方,使其内外管间的环型空间成为尖点向上的“月牙型”流道。上内管的顶端开设有收油口。收油口为收油孔/收油细缝。用“偏心放置”方式出现雷诺数变化，以解决流速快容易产生紊流，致使分离效率较低的问题，该偏心沉降预脱水器根据“流态理论”，采取管中套管并将上内管偏心放置，利用偏心环空的横截面积逐渐变小，雷诺数也随之变小的特点，在窄小的缝隙处形成层流。
本发明提供的一种偏心沉降预脱水器，外管内安装下内管且下内管的中轴线位于下外管的中轴线的垂直下方，使其内外管间的环型空间成为尖点向下的“月牙型”流道。下内管底端开设有收水口，收水口为收水孔/收水细缝。用“偏心放置”方式限制雷诺数变化，以解决因流速快容易产生紊流，致使分离效率较低的问题。该分离装置根据“流态理论”，采取管中套管并将下内管偏心放置，利用偏心环空的横截面积逐渐变小，雷诺数也随之变小的特点，在窄小的缝隙处形成层流。
本发明提供的一种偏心沉降预脱水器工作原理如下：油田油水混合液从外管上部(即多层斜板上部位置)进入并向前流动，流动过程中低密度原油在外管顶端形成浮油，进入到上内管向前流出后进入原油罐。高密度水经过具有亲水阻油作用的多层斜板进入外管下部，经下内管的收水口进入下内管后向前流出后进入水罐。此时因收水口处的环空截面积较小，可防止进入下 内管中的水带原油。
本发明提供的一种油田油水混合液分离方法，包括以下步骤：
(1)、采用“重力沉降法”对油田油水混合液中的原油和水进行初步分离；
(2)、采用“选择性润湿法”对步骤(1)中沉降的污水和上浮的原油进行二次分离，二次分离过程中分别收集上浮的较为纯净的原油和沉降的较为纯净的水。
本发明提供的一种油田油水混合液分离方法，步骤(1)和步骤(2)中的初步分离和二次分离过程同步进行，且统一收集初步分离和二次分离过程中上浮的原油和沉降的水。此处的二次分离过程实际上是一个持续的多次分离的过程，在流体沿管向前流动过程中，较重的水会沉降，而较轻的油会上浮。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种偏心沉降预脱水器，其特征在于，包括外管(1)和固接在外管内壁的多层斜板(2)，多层斜板位于外管中部。
2.根据权利要求1所述的偏心沉降预脱水器，其特征在于，外管内位于多层斜板上方位置安装有上内管(3)，且上内管上端开设有收油口(31)。
3.根据权利要求2所述的偏心沉降预脱水器，其特征在于，上内管两端的管口位置均安装有盲板(6)，且上内管尾端开设有出油口(7)。
4.根据权利要求3所述的偏心沉降预脱水器，其特征在于，上内管的中轴线位于外管的中轴线的垂直上方。
5.根据权利要求1所述的偏心沉降预脱水器，其特征在于，外管内位于多层斜板下方位置安装有下内管(4)，且下内管底端开设有收水口(41)。
6.根据权利要求5所述的偏心沉降预脱水器，其特征在于，下内管的前端管口位置安装有盲板。
7.根据权利要求6所述的偏心沉降预脱水器，其特征在于，下内管的中轴线位于外管的中轴线的垂直下方。
8.一种油田油水混合液分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、采用“重力沉降法”对油田油水混合液中的原油和水进行初步分离；
(2)、采用“选择性润湿法”对步骤(1)中沉降的污水和上浮的原油进行二次分离，二次分离过程中分别收集上浮的较为纯净的原油和沉降的较为纯净的水。
9.根据权利要求8所述的油田油水混合液分离方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中的初步分离和二次分离过程同步进行，且统一收集初步分离和二次分离过程中上浮的原油和沉降的水。
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