CN107158808A - 一种原油脱水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原油脱水处理装置，属于原油处理技术领域。该装置包括压力容器、气液聚结分离装置、油水聚结分离装置、管式油水界面调节装置、气体排出装置和液相出口，其中，在压力容器内部形成预分离腔、气液分离腔和油水分离腔，使得气液混合物中的气相经过四级分离处理，液相经过三级分离处理，且管式油水界面调节装置可以灵活的调节油水界面，保证了经处理后的气体和原油均满足相关的排放标准。本发明的处理装置结构简单，操作方便，便于后期的维护管理。

Description

一种原油脱水处理装置

技术领域

本发明涉及原油处理技术领域，具体地涉及一种原油脱水处理装置。

背景技术

经地下采出的原油混合物从井口流出时，一般都要含有不同成份的天然气、原油和水等三相成份，此原油混合物采出后必须经加热进行一定的分离处理，脱除原油中的天然气和水的成份，使处理后的原油含水≤0.5％或达到一定的原油脱水处理标准，经处理后的原油再经计量后进入原油净化储罐或外输至相应的集油站。

早期和目前的一些原油处理设备，大多是在一个容器内进行足够时间的沉降分离后，将其中的气、油、水三相物质从不同的出口排出；但排出的气相中均含有大量的液滴，排出的水相中其含油指标也达不到规定的要求，排出的油相中其含水也难以达到外输原油的指标要求。此外，常规的原油处理设备体积庞大，处理效率较低，对其油水分离界面控制也存在一定的困难。为了解决上述问题，大多以增加设备、加大设备以延长沉降时间来实现排出物相的质量要求，或在容器内投加一定的药剂来提高其设备的分离效果，但这些处理方式操作较麻烦，大大的增加了人工成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种原油脱水处理装置，该装置能使原油中的气相经过四级分离处理，液相完成三级分离，使得分离出的各物相满足排放标准，且该装置结构简单，操作方便，且便于维护和管理。

为实现上述目的，本发明提供了一种原油脱水处理装置，该装置包括压力容器，所述压力容器包括中间筒体、与中间筒体左端相连的左端封头、和中间筒体右端相连接的右端封头，所述右端封头、中间筒体和左端封头保持内部相通，在中间筒体的外壁上端开有工质进入口，所述工质进入口的正下方设有工质消能挡板，所述工质消能挡板的右端设有竖直放置在中间筒体内部的气液聚结分离装置和油水聚结分离装置，所述气液聚结分离装置的一端固定在中间筒体的内壁上端，所述油水聚结分离装置设置在气液聚结分离装置的右下方，所述油水聚结分离装置的右端设有竖直放置的管式油水界面调节装置，所述管式油水界面调节装置的右上方设有安装在中间筒体上的气体排出装置，所述气体排出装置的右下方设有安装在右端封头上的智能液位控制器连接口和液相出口，所述液相出口置于智能液位控制器连接口的下方，所述中间筒体的外壁下端设有排污口。

进一步地，所述中间筒体内还设有横向挡板和纵向隔板，所述纵向隔板的一端与横向挡板垂直连接，所述纵向隔板的另一端向右端封头延伸并与右端封头的内壁连接，所述横向挡板的一端有直角缺口，在所述直角缺口上设有齿形堰板，所述横向挡板、齿形堰板和纵向隔板将中间筒体与右端封头所构成的内部空间分为集水室和集油室。

再进一步地，所述集水室内安装有管式油水界面调节装置，所述管式油水界面调节装置包括调节丝杆和控制调节丝杆运动的调节轮，所述调节轮的下端依次设有支承和连接支承的可上下移动管堰，所述可上下移动管堰上开设有出水堰口，所述出水堰口可随可上下移动管堰上下运动，所述可上下移动管堰的下端连有垂直导水管，所述垂直导水管的底端开有水平连通槽，所述水平连通槽由水平连接板和右垂直挡板构成。

更进一步地，所述集水室对应的右端封头上设有水室液位控制器连接口和水室液相出口，所述集油室对应的右端封头上设有油室液位控制器连接口和油室液相出口。

更进一步地，所述气液聚结分离装置上设有若干个波浪形叶片。

更进一步地，油水聚结分离装置上设有若干个波浪形叶片，在波浪形叶片上对称分布有通孔。

更进一步地，所述工质消能挡板为开口朝向左端封头的“L”形板，所述工质消能挡板的一端固定在中间筒体的内壁上端，另一端向中间筒体的内壁延伸。

更进一步地，所述中间筒体的外壁上端还设有压力表接口、温度表接口、油水界面检测仪接口、安全阀泄放装置接口，在中间筒体的外壁下端安装有鞍座。

有益效果：

1、本发明的原油脱水处理装置保证了气液混合物中的气相经过四级分离处理，液相经过三级分离处理，经处理后的气体和原油均满足相关的排放标准；

2、本发明的原油脱水处理装置中安装有管式油水界面调节装置，该调节装置可根据进入到压力容器内的混合物中气、油、水的物性和比例含量以及相关排出物相的要求来确定油水界面，操作方便及可靠。

3、本发明的原油脱水处理装置结构简单，操作方便，便于后期的维护管理。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为图1的C-C面局部剖视图；

图3为图1的A向视图；

图4为图1中气液聚结分离装置的俯视图；

图5为图1中气液聚结分离装置的主视图；

图6为图1中油水聚结分离装置的主视图；

图7为图1中油水聚结分离装置的俯视图；

图中各部件的标号如下：

压力容器1：中间筒体1.1、左端封头1.2、右端封头1.3、人孔1.4、压力表接口1.5、温度表接口1.6、油水界面检测仪接口1.7、安全阀泄放装置接口1.8；

工质进入分配装置2：工质进入口2.1、工质消能挡板2.2；

气液聚结分离装置3；

油水聚结分离装置4；

管式油水界面调节装置5：调节丝杆5.1、调节轮5.2、支承5.3、可上下移动管堰5.4、密封压板5.5、密封填料5.6、填料盒5.7、垂直导水管5.8、水平连通槽5.9、出水堰口5.10、水平连接板5.11、右垂直挡板5.12；

气体排出装置6：气相出口6.1和除雾器6.2；

智能液位控制器连接口7：水室液位控制器连接口7.1、油室液位控制器连接口7.2；

液相出口8：油室液相出口8.1、水室液相出口8.2；

排污口9：排污管口9.1、排污破涡器9.2；

横向挡板10；

鞍座11；

纵向隔板12；

齿形堰板13。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例和说明书附图进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

本发明公开了一种原油脱水处理装置，如图1所示，该装置包括压力容器1，所述压力容器1包括中间筒体1.1、与中间筒体1.1左端相连的左端封头1.2、和中间筒体1.1右端相连接的右端封头1.3，所述右端封头1.3、中间筒体1.1和左端封头1.2保持内部相通，本实施例优选压力容器1为横卧的罐状体，左端封头1.2和右端封头1.3沿中间筒体1.1对称分布。同时，在中间筒体1.1上设有工质进入分配装置2，所述工质进入分配装置2包括设置在中间筒体1.1外壁上方的工质进入口2.1，所述工质进入口2.1的正下方设有开口朝向左端封头的“L”型工质消能挡板2.2，因此，原油工质从工质进入口2.1中流入后，经“L”型工质消能挡板2.2消能后向左端封头1.2的方向及其圆周向均布；此外，所述工质消能挡板2.2的右端设有竖直放置在中间筒体1.1内部的气液聚结分离装置3和油水聚结分离装置4，且气液聚结分离装置3的一端固定连接中间筒体1.1的内壁上端，所述油水聚结分离装置4设置在气液聚结分离装置3的右下方，且油水聚结分离装置4与中间筒体1.1的内壁相接触。结合图4和图5可知，本实施例优选气液聚结分离装置3为如图5所示的结构，即为半圆柱体，在半圆柱体的顶面与底面之间设有若干个排列方向一致的波浪形叶片，且该波浪形叶片的排列方向与顶面和底面垂直，每相邻两个波浪形叶片之间留有间隙，且该波浪形叶片的排列方向与气相的流动方向保持垂直，使得气相中的微小液滴在波浪形叶片中碰撞、聚结逐步形成较大的液滴；所述油水聚结分离装置4优选为如图6所示的结构，该结构的两端与中间筒体1.1的内壁相接触，该结构的上端面和下端面与中间筒体1.1的内壁之间留有间隙，且在该结构的内部设有若干个排列方向一致的波浪形叶片，且该波浪形叶片的排列方向与该结构的上端面和下端面保持垂直；在该波浪形叶片对称设置有通孔，如图7所示，该结构具有较大的表面积，使得液相中的油滴在该挡板中不断的剧烈运动、改变方向、碰撞、聚结，使小的油滴不断长大，使其分离的效率和分离的效果大大提高。

再次结合图1可知，所述油水聚结分离装置4的右端设有竖直放置的管式油水界面调节装置5，结合图2可知，所述管式油水界面调节装置5安装在集水室内，所述管式油水界面调节装置5包括调节丝杆5.1和控制调节丝杆5.1的调节轮5.2，所述调节轮5.2的下端依次设有支承5.3和可上下移动管堰5.4，其中，调节丝杆5.1、调节轮5.2和支承5.3均设置在中间筒体1.1的外部，其它部件均设置在中间筒体1.1的内部，所述可上下移动管堰5.4上开设有出水堰口5.10，本实施例的出水堰口5.10可随着可上下移动管堰5.4而上下运动，所述可上下移动管堰5.4的外围设有密封压板5.5和填料盒5.7，所述密封压板5.5和填料盒5.7之间填充有密封填料5.6，所述可上下移动管堰5.4的下端连有垂直导水管5.8，所述垂直导水管5.8的底端开有水平连通槽5.9，所述水平连通槽5.9由水平连接板5.11和右垂直挡板5.12构成。

本实施例的管式油水界面调节装置5用于调节油水的界面。

再次结合图2可知，在中间筒体1.1内还设有横向挡板10和纵向隔板12，所述纵向隔板12的一端与横向挡板10垂直连接，所述纵向隔板12的另一端向右端封头1.3延伸并与右端封头1.3的内壁连接，所述横向挡板10的一端与中间筒体1.1的内壁相连，所述横向挡板10的上部有直角缺口，在所述直角缺口的上方设有齿形堰板13，本实施例的齿形堰板13用于调节油层的流量；所述齿形堰板13与中间筒体1.1的内壁相连，所述横向挡板10、齿形堰板13和纵向隔板12将中间筒体1.1与右端封头1.3所构成的内部空间分为集水室和集油室，如图1所示，所述集水室的左端有一与横向挡板10构成的水平油槽，它由齿形堰板13和横向挡板10构成(图1和图2所示)，齿形堰板13的齿口高度要高于横向挡板10直角缺口的高度，保证了油水混合物中上层的油能顺利的流入集油室中。

再次结合图1可知，在所述管式油水界面调节装置5的右上方设有安装在中间筒体1.1上的气体排出装置6，所述气体排出装置6包括气相出口6.1和除雾器6.2，所述除雾器6.2优选为丝网除雾器，气相中的微小雾珠在丝网除雾器中分离拦截，使得从气相出口排出的气体达到排出的指标要求。所述气体排出装置6的右下方设有安装在右端封头1.3上的智能液位控制器连接口7和液相出口8，结合图3可知，所述液相出口8置于智能液位控制器连接口7的下方，所述智能液位控制器连接口7包括分别与集水室相对应的水室液位控制器连接口7.1和与集油室相对应设置的油室液位控制器连接口7.2，其中，水室液位控制器连接口7.1上安装的智能液位计能够控制和监测集水室中的水层高度，油室液位控制器连接口7.2上安装的智能液位计能够控制和监测集油室中的油层高度，结合图3可知，水室液位控制器连接口7.1设置为两个，且竖直方向排列，同理油室液位控制器连接口7.2设置为两个，也是竖直方向排列，所述液相出口8包括分别与集水室相对应设置的水室液相出口8.2和集油室相对应设置的油室液相出口8.1，在所述中间筒体1.1的外壁下端还设有排污口9，所述排污口9包括排污管口9.1和排污破涡器9.2。

再次结合图1可知，在中间筒体1.1的外壁上方还设有压力表接口1.5、温度表接口1.6、油水界面检测仪接口1.7和安全阀泄放装置接口1.8，在中间筒体1.1的外壁下端设有用于支撑整个原油脱水处理装置的鞍座11，在压力容器1的外壁上开有若干个人孔1.4。

本实施例优选将原油脱水处理装置的内部腔体从左向右分为预分离腔、气液分离腔和油水分离腔，再次结合图1可知，预分离腔由气液聚结分离装置3左端面至压力容器的左端封头1.2构成的腔室和油水聚结分离装置4左端面至压力容器的左端封头1.2构成的腔室组成；所述气液分离腔在压力容器的内部上端，由气液聚结分离装置3至气体排出装置6之间的上部空间组成；所述油水分离腔在压力容器的内部下端，由油水聚结分离装置4至横向挡板10之间的下部空间组成。

具体的分离处理过程为：

1、气相的处理过程：当原油工质(气液混合物)通过工质进入口进入工质进入分配装置后，经工质消能挡板消能后向左端封头方向及圆周向均布进入预分离腔进行预分离，完成第一级分离处理，其中，气液混合物中的气相流经气液聚结分离装置，由于气液聚结分离装置具备波形叶片结构，气相中的微小液滴在气液聚结分离装置的叶片中不断的碰撞、聚结，逐渐形成较大的液滴完成第二级分离处理，然后，液滴和未被液化的气相进入气液分离腔，在气液分离腔中由于重力作用的影响，液滴进入油水分离腔中，气相中未被聚结粗粒化的微小雾滴进入气体排出装置中，完成第三级分离处理，进入气体排出装置中的上述未被粗粒化的气相，其主要成分也是天然气，天然气中的微小雾滴经过气体排相装置中设置的丝网除雾器的进一步的分离，微小的雾滴逐渐聚结成较大的液滴并降落到油室中，剩余的气相从气体排出装置的气相出口中排出，从而完成第四级分离处理，经过四级分离处理的气体满足了处理标准。

2、液相的处理过程：当原油工质(气液混合物)通过工质进入口进入工质进入分配装置后，经工质消能挡板消能后向左端封头方向及圆周向均布进入预分离腔进行预分离，完成第一级分离处理，其中，气液混合物中的液相流经油水聚结分离装置，由于油水聚结分离装置为具备若干个孔板的波浪形叶片结构，该结构具有很大的比表面积，液相中的油滴在流经该结构的流道时，不断的进行骤烈运动、改变方向、碰撞、聚结，小的油滴不断长大变成大油滴，使得液相中油和水的分离效率和分离效果有了大大的提高，从油水聚结分离装置中流出的油水混合物进入油水分离腔中完成液相的第二级分离处理；进一步地，由于油水的密度差异，大油滴在油水分离腔中不断的聚结分离，从而从水中分离出来并上浮到水的表面，并形成一定厚度的油层，而水由于重力作用不断的下沉，在油水分离腔中形成一定厚度的水层，因此完成了液相的第三级分离处理，此时，油层中的原油通过安装在横向挡板上的齿形堰板进入集油室中，进入集油室的原油在此达到一定的液位高度后，从油室液相排出口中排出。水层中的水通过横向挡板下部设置的孔与管式油水界面调节装置的水平连通槽进入管式油水界调节装置中，当水位达到一定高度后又从可上下移动管堰的出水堰口中流出进入集水室中，进入集水室的水达到一定的液位后，又从水室液相出口中排出，其中出水堰口的高度可以根据进入到压力容器内的混合物中气、油、水的物性和比例含量以及相关排出物相的要求来确定的，进一步的的(此处取消一个“的”)来调节油水界面的位置，具体的调节过程为：顺时针旋转调节轮时，调节丝杆向上运动，移动管堰也随调节丝杆向上运动，与此同时出水堰口也随之向上运动，此时的水相层厚度增加，油相层厚度减少，油水界面向上移动，反之，若逆时针旋转调节轮时，调节丝杆向下运动，移动管堰也随调节丝杆向下运动，与此同时出水堰口也随之向下运动，此时的水相层厚度减少，油相层厚度增加，油水界面向下移动，从而实现油水界面的灵活调节。此外，对于油水界面的监视和控制还可通过安装在油水界面管口上的智能油水界面仪与管式油水界面调节装置联动实现，本实施例未对智能油水界面仪作相关的描述，但智能油水界面仪与管式油水界面调节装置联动的技术方案也在本实施例的保护范围内。

结合图1可知，a表示气相层，b表示油相层，c表示水相层、d表示油水界面，e表示水从出水堰口中流出；

结合图2可知，c1表示集水室中的水层面，b1表示集油室中的油层面。

再次结合图1可知，本发明的原油脱水处理装置在预分离腔、油水分离腔和集油室、集水室中均相应设有排污口，压力容器内各个腔室形成的沉淀和污水会从相应的排污口中排出。

以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种原油脱水处理装置，该装置包括压力容器(1)，所述压力容器(1)包括中间筒体(1.1)、与中间筒体(1.1)左端相连的左端封头(1.2)、和中间筒体(1.1)右端相连接的右端封头(1.3)，所述右端封头(1.3)、中间筒体(1.1)和左端封头(1.2)保持内部相通，其特征在于：在中间筒体(1.1)的外壁上端开有工质进入口(2.1)，所述工质进入口(2.1)的正下方设有工质消能挡板(2.2)，所述工质消能挡板(2.2)的右端设有竖直放置在中间筒体(1.1)内部的气液聚结分离装置(3)和油水聚结分离装置(4)，所述气液聚结分离装置(3)的一端固定在中间筒体(1.1)的内壁上端，所述油水聚结分离装置(4)设置在气液聚结分离装置(3)的右下方，所述油水聚结分离装置(4)的右端设有竖直放置的管式油水界面调节装置(5)，所述管式油水界面调节装置(5)的右上方设有安装在中间筒体(1.1)上的气体排出装置(6)，所述气体排出装置(6)的右下方设有安装在右端封头(1.3)上的智能液位控制器连接口(7)和液相出口(8)，所述液相出口(8)置于智能液位控制器连接口(7)的下方，所述中间筒体(1.1)的外壁下端设有排污口(9)。

2.根据权利要求1所述的原油脱水处理装置，其特征在于：所述中间筒体(1.1)内还设有横向挡板(10)和纵向隔板(12)，所述纵向隔板(12)的一端与横向挡板(10)垂直连接，所述纵向隔板(12)的另一端向右端封头(1.3)延伸并与右端封头(1.3)的内壁连接，所述横向挡板(10)的一端有直角缺口，在所述直角缺口上设有齿形堰板(13)，所述横向挡板(10)、齿形堰板(13)和纵向隔板(12)将中间筒体(1.1)与右端封头(1.3)所构成的内部空间分为集水室和集油室。

3.根据权利要求2所述的原油脱水处理装置，其特征在于：所述集水室内安装有管式油水界面调节装置(5)，所述管式油水界面调节装置(5)包括调节丝杆(5.1)和控制调节丝杆(5.1)运动的调节轮(5.2)，所述调节轮(5.2)的下端依次设有支承(5.3)和连接支承(5.3)的可上下移动管堰(5.4)，所述可上下移动管堰(5.4)上开设有出水堰口(5.10)，所述出水堰口(5.10)可随可上下移动管堰(5.4)上下运动，所述可上下移动管堰(5.4)的下端连有垂直导水管(5.8)，所述垂直导水管(5.8)的底端开有水平连通槽(5.9)，所述水平连通槽(5.9)由水平连接板(5.11)和右垂直挡板(5.12)构成。

4.根据权利要求2所述的原油脱水处理装置，其特征在于：所述集水室对应的右端封头(1.3)上设有水室液位控制器连接口(7.1)和水室液相出口(8.2)，所述集油室对应的右端封头(1.3)上设有油室液位控制器连接口(7.2)和油室液相出口(8.1)。

5.根据权利要求1或2或3所述的原油脱水处理装置，其特征在于：所述气液聚结分离装置(3)上设有若干个波浪形叶片。

6.根据权利要求4所述的原油脱水处理装置，其特征在于：所述气液聚结分离装置(3)上设有若干个波浪形叶片。

7.根据权利要求1或2或3所述的原油脱水处理装置，其特征在于：所述油水聚结分离装置(4)上设有若干个波浪形叶片，在波浪形叶片上对称分布有通孔。

8.根据权利要求4所述的原油脱水处理装置，其特征在于：所述油水聚结分离装置(4)上设有若干个波浪形叶片，在波浪形叶片上对称分布有通孔。

9.根据权利要求1或2或3所述的原油脱水处理装置，其特征在于：所述工质消能挡板(2.2)为开口朝向左端封头的“L”形板，所述工质消能挡板(2.2)的一端固定在中间筒体(1.1)的内壁上端，另一端向中间筒体(1.1)的内壁延伸。

10.根据权利要求1或2或3所述的原油脱水处理装置，其特征在于：所述中间筒体(1.1)的外壁上端还设有压力表接口(1.5)、温度表接口(1.6)、油水界面检测仪接口(1.7)、安全阀泄放装置接口(1.8)，在中间筒体(1.1)的外壁下端安装有鞍座(11)。