CN106336893A - 一种新型一体化热复合三相分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型一体化热复合三相分离器，由分离器、燃气净化器、除砂及清除机械杂质系统、计量仪表、调节阀、燃烧器依次连接而成，所述的分离器采用双火筒直接加热方式，共设两组，并分别配置单独的烟囱和燃烧器，采用本发明油田低温采出的气-油-水流体在进行三相分离时，避免了因温度过低而造成的分离不完全。

Description

一种新型一体化热复合三相分离器

技术领域

本发明属于石油、化工技术领域，特别涉及一种新型一体化热复合三相分离器。

背景技术

CN203855553U《油气水三相分离器》，该三相分离器包括卧式罐体和罐体内依次分隔设置的稳流舱、分离沉降舱、油舱和水舱，稳流舱内的进料撞击器作为入口形式，分离沉降舱内的取样管群实现罐内部油水界面的直接测定，以及油水的实时取样，阻流器顶部内侧设置有油面过滤器，进一步分离油中气体。该三相分离器对油水的分离效率不高，且不适用于高寒地区流体温度较低的环境。

CN1204948C《三相分离器》，在罐槽中形成一个液体分离区域和一个气体分离区域，具有一个入口端和一个出口端，该装置还包括了一个布置在气体区域的初级分离器和斜面回流盘。该设备结构简单，内件少，在罐体积较小的情况下，分离效率低。

CN203899209U《三相分离器》、CN204193568U《一种三相分离器》、CN204411781U《一种三相分离器》、CN101559291B《一种油气水三相分离器》等均介绍了不同结构的三相分离器，但其均不带有自加热功能，不适用于高寒地区油田采出流体温度低的工况。

发明内容

本发明用于针对高寒地区，油田气（天然气 ）-油（石油）-水（采出水）的三相分离过程。解决油田低温采出的气-油-水流体在进行三相分离时，因温度过低而造成的分离不完全的问题。

本发明解决所述问题的技术方案是：一种新型一体化热复合三相分离器，由分离器、燃气净化器、除砂及清除机械杂质系统、计量仪表、调节阀、燃烧器依次连接而成，所述的分离器采用双火筒直接加热方式，共设两组，并分别配置单独的烟囱和燃烧器。

所述的分离器并行配置两个功率较小的加热火筒来确保加热效果均匀。

所述的火焰筒位于乳液介质中，为U型。有益效果：能根据给药要求，自动配置一定浓度的药剂，自动注入规定剂量的药剂。装置集上剂、配剂、药剂加注、流量标定、流量调节于一体，适宜于石油和化工等流程工业无人值守、自动加药的需求。装置可将所有设备集成在一个底盘上，构成橇装，方便安装、使用。

含水原油及伴生气于一体化热复合三相分离器的火筒一侧进入分离器，并在双火筒的加热作用下进行气、油、水三相分离。

分离出的伴生气体由分离器顶部引出后大部分通过伴生气管线外输出橇。伴生气管线上设置孔板流量计对伴生气进行计量，并通过调压阀组控制三相分离器内伴生气气压以维持装置稳定运行。

小部分伴生气在离开净化器后被引至燃气净化器进行再次气液分离，以作为热复合三相分离器燃烧加热的燃料气使用，分离所得凝液通过排水管线排出，燃烧气由净化器顶部引出后经由调压阀调压至100kPag左右并进入燃烧器燃烧。燃烧器与三相分离器上的温度仪表联动，以自动调节燃烧功率，保持三相分离器内加热温度稳定。

进入三相分离器的含水原油混合物在火筒作用下加热至40 ℃左右并在三相分离器主分离区内进行油水分离，分离出的油相经过堰板进入集油区，并在原油外输管线上液位调节阀的控制下从集油区底部稳定外输出装置。

分离出的水相直接从三相分离器主分离区底部引出的采出水外输管线排出，并由相应液位调节阀与主分离区的水位调节器联动，以控制主分离区内的油水界位稳定。

分离器底部分别设有排水、排砂管线用于排水排砂。并设置一路洗涤管线用于分离器内部清洗。

三相分离器上设置双安全阀，燃气净化器上设置安全阀，当容器内部超压时释放的超压介质进入安全汇管泄压。

1）一体化热复合三相分离器

装置采用集成直接加热功能的一体化热复合三相分离器对输入介质进行三相分离，以便在相对较高的操作温度下实现更好的分离效果。

分离器采用双火筒直接加热方式，共设两组，并分别配置单独的烟囱和燃烧器。燃料在火筒内燃烧，通过辐射和对流传热方式将热量传递给火筒外侧的原油。

分离器通过并行配置两个功率较小的加热火筒来确保加热效果均匀，并尽量减小火筒对原油进行直接加热时火筒表面温度过高容易结焦结垢的问题。

火焰筒位于乳液介质中，专门设计为U型，确保了加热面积。火焰筒的一端与燃烧嘴相连，燃烧嘴上装有消焰罩。按下点火按钮，即可实现燃烧嘴点火，此时打开火花点火装置；火花点火装置启动5-10秒钟后，打开通往燃烧嘴的燃气进气管线上的截止阀，控制柜显示器上可显示是否已出现火焰。待火焰出现后，打开通往燃烧嘴的燃气进气管线上的调节阀。一般使用自装置进入的伴生气体作为燃气。燃气流经调节阀、流量计、流向气体分离器，以分离出游离水，随后进入加热部件的加热盘管。加热气体可预防燃烧系统管线中形成冷凝液。为避免火焰筒被烧毁，火焰筒壁上设计有热电偶，当温度超过规定范围时可报警，并自动切断通往主燃烧嘴的燃气进气管线上的阀门。石油乳液通过进油管接头与节流阀（节流阀可调节液体流量）进入到位于石油处理制备装置下部的火焰筒周围。通过火焰筒壁的导热作用， 石油乳液被加热。而燃烧产物通过火焰筒的另一端向上排出。石油乳液的加热温度由专门传感器控制，传感器信号可传输至燃气进气管线上的调节阀。进行加热可达到两个目的：增大石油与水的密度差，降低石油粘度。根据斯托克斯定律公式，石油与水的密度差增大、石油粘度降低可提高速度，让石油中水分子沉降，低密度石油浮升到水面之上。石油液面以及油-水分界液面可通过液位传感器自动监控测量。液位传感器可将相应信号传送给入口阀及排水阀。在进行这一工艺过程时，气体也可同时进行分离，可直接向上排放至气体组件中。

2）燃气净化器

装置配置燃气净化器，燃料气在输往燃烧器前进入燃气净化器进行第二次气液分离，以尽可能降低伴生气和燃烧用燃料气的含水量。

3）高效絮凝填料

石油经过火焰筒，去除掉大部分水分子后，进入到絮凝填料中。絮凝填料由若干絮凝件组成，絮凝件是由不锈钢丝制成的具有一定计算面积的絮凝网。对絮凝填料进行计算，絮凝填料的数量及尺寸可根据待加工处理的石油的理化特性及三相分离器装置的工作条件确定。石油流经筛孔，可增加雷诺数，促进小分子水融合成大一点的水滴。筛网上也会沉积一些小分子水，可融合形成大水滴并从石油中脱落出来。使用絮凝网非常经济有效，可避免沙子、沉淀物及沥青烯污染石油。

4）除砂及清除机械杂质系统

除砂及清除机械杂质的系统。处理石油时，容器中沉淀下大量砂子及其他金属杂质。该系统用于定期手动清除砂子及其他杂质，且无需中断正在进行的工艺操作。高压水从一排喷头中喷出，流向分布于整个设备长度上的管线。水流冲散沉积的砂子，使其变成悬浊液，在排泄阀打开时，悬浊液通过排砂管道排出。

5）计量仪表

装置采用孔板流量计对外输的伴生气、原油和水分别进行计量。

6）调节阀

压力调节阀采用自力式调节阀、液位调节阀采用电动式调节阀。电动调节阀采用法兰安装，执行机构采用防爆电动执行机构，防爆等级为EX dIIBT4，防护等级为IP65，电动执行机构电源电压为220V、50Hz。

7）燃烧器

燃烧器整体铸铝外壳，风机有很强耐压的特殊结构设计，特殊构造的燃烧头使燃烧器在其运行范围内的每个点都能得到最好的燃烧配比，从而为三相分离器提供稳定的热源。

本发明的有益效果

1）设备橇装供货；

2）火管和排气管设计为可拆卸结构；

3）铭牌固定在设备醒目位置，采用304不锈钢制作。

4）火筒、烟管设计温度大于700℃。

5）分离器液位、界位检测具备就地读取及数据上传功能和高、低液位报警功能。

6）分离器具备安全保护措施。

7）分离器橇带操作平台。

8）设计时考虑火筒、烟管在工作过程中能够沿轴向自由伸展。

附图说明

图1、本发明结构示意图。

具体实施方式

一种新型一体化热复合三相分离器，由分离器、燃气净化器、除砂及清除机械杂质系统、计量仪表、调节阀、燃烧器依次连接而成，所述的分离器采用双火筒直接加热方式，共设两组，并分别配置单独的烟囱和燃烧器。

所述的分离器并行配置两个功率较小的加热火筒来确保加热效果均匀。

所述的火焰筒位于乳液介质中，为U型。

Claims (3)

1.一种新型一体化热复合三相分离器，其特征在于，由分离器、燃气净化器、除砂及清除机械杂质系统、计量仪表、调节阀、燃烧器依次连接而成，所述的分离器采用双火筒直接加热方式，共设两组，并分别配置单独的烟囱和燃烧器。

2.根据权利要求1所述的一种新型一体化热复合三相分离器，其特征在于所述的分离器并行配置两个功率较小的加热火筒来确保加热效果均匀。

3.根据权利要求1所述的一种新型一体化热复合三相分离器，其特征在于所述的火焰筒位于乳液介质中，为U型。