CN107381851A - 一种用于海上气田平台生产水处理的生产分离器及其分离方法 - Google Patents

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杨强
徐道尉
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朱光辉
谢斌
欧世兴
安海重
李毅
杜帅
江陵
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Abstract

本发明涉及一种用于海上气田平台生产水处理的生产分离器，在现有生产分离器内，在整流器和可调油水隔离堰板之间增设聚结内件；所述聚结内件由金属骨架纤维制成；所述聚结内件的竖直高度与可调油水隔离堰板的最高高度相同、聚结内件深度为200～500mm、体积比表面积为15000～25000m2/m3、空隙率0.68～0.75、压降小于40psi。该生产分离器的分离方法通过在生产分离器内安装聚结内件，来降低生产水中的油含量及提高乳化油滴的粒径分布范围；该聚结内件可将生产水中乳化油滴的粒径分布调节在水力旋流器能够分离的精度内，提高了水力旋流器的分离效率，避免新增设备和流程改造的投资，节省了平台空间。

Description

一种用于海上气田平台生产水处理的生产分离器及其分离 方法
技术领域
本发明涉及一种污水除油设备的改造方法及实现该方法所需的生产分离器，属于油类污水处理的环保领域，尤其适用于海上采油、采气平台外排生产水的除油处理。
背景技术
海上气田井下采出物为高温高压的油、水、气三相混合物，采出物先经换热器降温，然后经生产分离器将油、水、气三相分离；分离后的油和气进一步处理后外输存储，分离后的生产水经除油处理后排海。采出物在经换热器降温发生相变的过程中会发生严重的乳化，从而形成水包油型乳状液，而生产分离器中现有内件的主要功能是液体脱气，对油水两相的分离只是简单的重力沉降，因为重力沉降无法有效分离乳化油，所以生产分离器出水中含有大量的乳化油。
海上气田现有生产水处理流程为：生产分离器出水进入水力旋流器，旋流分离后的出水进入闪蒸罐缓冲后排海。因此，水力旋流器的分离性能直接决定了生产水的除油效果，由于旋流分离机理的限制，水力旋流器的分离精度为10um以上，对小于10um的乳化油滴几乎无分离作用。
随着气田开采进入中期以后，井下压力降低、采出物和生产操作压力降低、气相流量增大，在换热相变和管道传输过程中造成的乳化更加严重，生产水中油滴粒径分布变小，出现大量粒径小于10um的油滴，超出了现有工艺和设备的分离能力，从而造成排海生产水油含量严重超标。
发明内容
针对现有设备的不足，本发明运用深度聚结技术，提供了一种生产水处理设备的升级改造方法及所需生产分离器，以达到对生产水的深度除油并达标排放的目的。
本发明中方法部分的技术构思为：保持原生产水处理流程和设备不变，通过在生产分离器内安装聚结内件，来降低生产水的油含量，并将生产水中乳化油滴的粒径分布提升至水力旋流器能够分离的高效分离的精度内，这样也提高了水力旋流器的分离效率，将生产分离器出水油含量稳定控制在30mg/L以内。
具体技术方案如下：
一种用于海上气田平台生产水处理的生产分离器，在现有生产分离器内，在整流器和可调油水隔离堰板之间增设聚结内件，生产水流经聚结内件的过程中乳化油滴聚结长大、脱落分离，从而降低生产分离器出水中的油含量及增大了油滴的粒径分布，使得生产分离器出水所含油滴能够被下游水力旋流器高效分离。
较佳的，所述聚结内件的竖直高度与可调油水隔离堰板的最高高度相同、聚结内件深度为200～500mm、体积比表面积为15000～25000m2/m3、空隙率0.68～0.75、压降小于40psi。
较佳的，所述聚结内件的金属骨架纤维所使用的材质，当生产水中氯离子含量低于1000mg/L时，聚结模块中的骨架纤维材质可使用316L或904L纤维，当生产水中氯离子含油高于2000mg/L时，聚结模块中的骨架纤维材质应为钛合金纤维。
本发明还提供了一种用于海上气田平台生产水处理的生产分离器分离方法，采用在整流器和可调油水隔离堰板之间增设聚结内件的生产分离器，所述聚结内件对油含量500～5000mg/L、油滴粒径分布3～60um的生产水具有至少90％的直接分离效率，并可将油滴粒径分布提升至30～100um。
较佳的，所述生产分离器的操作压力的越低，生产水含油量越高且乳化越严重。
较佳的，所述水力旋流器必须能正常工作，其对15um以上油滴的分离效率不低于95％。
本发明的有益效果在于：通过在现有设备中增加聚结内件，降低了进入水力旋流器的生产水的油含量并提高了油滴粒径分布，从而提高了水力旋流器的分离效率，该方法减少了新增设备和工艺改造的投资，节省了平台空间。
附图说明
图1为实施例1的生产水处理工艺流程示意图；
图2为实施例1的生产分离器11的结构示意图。
符号说明：
11为生产分离器；12为生产水增压泵；13为水力旋流器；14为生产水闪蒸罐；15为凝析油聚结器；16为凝析油闪蒸罐；17为回收油罐；18为回收油传输泵；21脱气芯管；22整流器；23人孔；24聚结内件；25可调油水隔离堰板；26除沫器；27清洁口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
某海上气田平台的生产水处理工艺中，采用了本发明的处理设备升级改造方法及聚结内件，生产水处理工艺流程示意图参阅图1，改造之前该工艺的运行状态为：处理量15m3/h；生产水中不含固体颗粒，氯离子含量2000mg/L；生产分离器操作压力150psi，生产分离器出口油含量3000mg/L、油滴粒径分布范围1～15um；水力旋流器分离效率约50～60％，排海生产水油含量超过1000mg/L。
方案选择：在整流器22与可调油水隔离堰板25之间安装聚结内件24，装置结构示意图参阅图2；聚结内件24的高度为0.86m，与可调油水隔离堰板的最高高度相同；聚结内件24深度为400mm，体积比表面积20000m2/m3、空隙率0.71，金属骨架纤维为钛合金。
采用本发明方法及装置改造后的运行测试效果如下表
结果分析：经改造后的除油设备，排海生产水中油含量能稳定降低至30mg/L以内，保证了生产水达标排放，证明了该设备改造方法及聚结内件具有良好的应用效果。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限制本发明的实施范围；在阅读了本发明的上述讲述内容之后，本领域技术人员可以对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于海上气田平台生产水处理的生产分离器，其特征在于，在现有生产分离器内，在整流器和可调油水隔离堰板之间增设有聚结内件；
所述聚结内件由金属骨架纤维制成；
所述聚结内件的竖直高度与可调油水隔离堰板的最高高度相同、聚结内件深度为200～500mm、体积比表面积为15000～25000m2/m3、空隙率0.68～0.75、压降小于40ps i。
2.根据权利要求1所述的一种用于海上气田平台生产水处理的生产分离器，其特征在于，所述聚结内件的金属骨架纤维所使用的材质，当生产水中氯离子含量低于1000mg/L时，骨架纤维材质使用316L或904L纤维；当生产水中氯离子含油高于2000mg/L时，骨架纤维材质为钛合金纤维。
3.一种用于海上气田平台生产水处理的生产分离器分离方法，采用在整流器和可调油水隔离堰板之间增设聚结内件的生产分离器，所述聚结内件对油含量500～5000mg/L、油滴粒径分布3～60um的生产水直接分离，并将油滴粒径分布提升至30～100um。
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