CN110159248A - 一种油田油水自动分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油田油水自动分离系统，包括除颗粒设备和数组油水分离单元，油水分离单元包括油水分离器和进料管线，进料管线上设有油水比例传感器和多相流阀，油水比例传感器上设有模拟‑数字信号转换器，进料管线上还连接有排水支线和排油支线，排水支线上设有排水阀，排油支线上设有排油阀，多相流阀、排水阀和排油阀上均设有相应的阀门控制器。油水分离单元和排油支线组成油田回注水自动除油系统，用以油田污水自动除油；油水分离单元和排水支线组成油田产液自动分离单元，用以产液自动除水。本发明既能够根据各油田污水情况以及回注水要求进行自动分离油水，又能根据原油使用要求进行含水原油自动除水。

Description

一种油田油水自动分离系统

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，特别是一种用于产液除水和油田回注水除油的油田油水分离系统。

背景技术

注水开发方式是我国各油田主要开采方式之一，注入的水即可弥补油层压力亏空，又能驱动原油向井底推进，从而提高原油的采收率。虽然我国水资源丰富，但从节约资源和保护环境方面考虑，各油田的注入水主要来源于油田采出水、钻井污水、洗井污水等，这些污水大部分都高含油，如果不进行处理直接注入地层，将会堵塞地层，降低地层的渗透率。目前油田污水处理的方法很多，主要分为了物理法、化学法、生物法和物化法四大类，这些处理方法有的处理成本高、有的占地面积大、有的耗时长，但均存在的问题是不能明确保证处理后的流体满足油田回注水要求，处理后的回注水含有率较高。

由于目前我国乃至全世界大多数油田均长时间采用注水开发，油田产出液中含水率较高甚至达到95％以上，需将产出液中的油水进行分离后原油才能进入下一步工序，且由于油井有产量高、连续生产的特点，因此也需要一种能够持续、自动进行油水分离的系统。

为此研发一种油田油水自动分离系统，用以根据各油水分离要求，对含油污水或油井产出液进行油水自动分离是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种既能够根据各油田污水情况以及回注水要求进行自动分离油水、确保回注水的配伍性好、对地层伤害小的油田回注水除油系统，又能根据原油使用要求进行含水原油自动除水的系统。

本发明的技术方案是：一种油田油水自动分离系统，包括除颗粒设备和依次相连的数组自动分离单元，所述自动分离单元包括油水分离器、进料管线及其附属设备，所述除颗粒设备出口连接有进料管线，所述进料管线上依次设有油水比例传感器和多相流阀，油水比例传感器上设有模拟-数字信号转换器，所述多相流阀上设有多相流阀控制器，所述进料管线末端连通油水分离器，所述油水比例传感器和多相流阀之间的管道上还连通有排油支线和排水支线中的一种，所述排水支线上设有排水阀，所述排水阀上设有排水阀控制器，所述排油支线上设有排油阀，所述排油阀上设有排油阀控制器，所述多相流阀控制器、排水阀控制器和排油阀控制器均与模拟-数字信号转换器电连接，所述油水分离器的产出的合格液进入相应的出水管或出油管，剩余多相流进入下一组自动分离单元的进料管线。

所述除颗粒设备的工作方式和分离原理均不固定，可根据具体的情况如价格、工作环境等因素确定，主要用于去除多相流中的固体颗粒，避免颗粒堵塞或损害其他设备；

所述模拟-数字信号转换器将油水比例传感器传来的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号传输给多相流阀控制器、排油阀控制器或排水阀控制器；

所述多相流阀控制器、排油阀控制器和排水阀控制器根据获得的信号判断是否需要打开多相流阀、排油阀和排水阀，多相流阀控制器、排油阀控制器和排水阀控制器判断的依据为根据回注水或产液的要求设定的含水率或含油率；

所述排油阀和排水阀由排油阀控制器和排水阀控制器控制开和关；排油阀和排水阀流出的油和水都不需要再进行分离，可根据不同需求进行使用；

所述多相流阀由多相流阀控制器控制开和关，多相流阀连接有油水分离器，由多相流阀流出的多相流进入油水分离器进行油水分离；

所述油水分离器的分离方式和分离原理均不确定，可根据具体的情况如价格、工作环境、分离精度要求等因素确定，且油水分离器的个数可以是一个循环使用，也可以是多个；

当所需主要产品为高品质的回注水即所需分离系统为油田回注水自动除油系统时，与颗粒分离器相连的第一组自动分离单元上连接有排水支线及其附属设备、排油支线及其附属设备，剩余的自动分离单元上仅连接有排水支线及其附属设备，自动分离单元以及排水支线根据实际需要可以只连接一组也可以连接多组；

当所需主要产品为高品质原油即所需分离系统为油田产液自动除水系统时，与颗粒分离器相连的第一组自动分离单元上连接有排水支线及其附属设备、排油支线及其附属设备，剩余的自动分离单元上仅连接有排油支线及其附属设备，自动分离单元以及排油支线根据实际需要可以只连接一组也可以连接多组；

本发明的有益效果是：

1、本发明能够根据各油田回注水要求以及需要处理的油田污水含油情况进行自动除油，确保回注水与地层的配伍性好，对地层的伤害最小；

2、本发明能够根据产液的含水量以及对原油的使用要求进行产液自动除水，确保原油的含水率满足要求；

3、本发明中含有传感器和信转换器以及阀门控制器等自动控制设备，可以通过电脑自动控制油田回注水除油或产液除水，提高了除水或除油效率，降低了劳动力成本；

4、本发明可以根据不同油田污水中的含油情况、回注水要求、产液含水情况以及原油除水要求进行设置含水率(或含油率)，以及使用的油田回注水自动除油单元或油田产液自动分离单元个数，确保回注水和产液满足要求。

附图说明

图1油田回注水自动除油系统示意图；

图2油田产液自动除水系统示意图；

图中：1-除颗粒设备，2-油水比例传感器，3-模拟-数字信号转换器，4-排油阀控制器，5-除油阀，6-多相流阀控制器，7-多相流阀，8-油水分离器，9-排水阀控制器，10-排水阀，11- 出水管，12-出油管。

具体实施方式

下面将结合附图1-2对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

实施例1是对油田回注水自动除油研究的说明。如图1所示，油田回注水自动除油系统包括除颗粒设备1和三个自动分离单元，第一个自动分离单元包括油水比例传感器2、模拟- 数字信号转换器3、排油阀控制器4、排油阀5、多相流阀控制器6、多相流阀7、排水阀控制器9、排水阀10、油水分离器8，第二个和第三个油水自动分离单元包括油水比例传感器2、模拟-数字信号转换器3、多相流阀控制器6、多相流阀7、排水阀控制器9、排水阀10、油水分离器8。除颗粒设备1出口的进料管线上依次设有油水比例传感器2和多相流阀7，油水比例传感器2上设有模拟-数字信号转换器3，多相流阀7上设有多相流阀控制器6，进料管线末端连通油水分离器2，油水比例传感器2和多相流阀7之间的管道还设有排油支线和排水支线，排水支线上设有排水阀10，排水阀10上设有排水阀控制器9，排油支线上设有排油阀 5，排油阀5上设有排油阀控制器4。

油水比例传感器2将检测到的多相流中的含油率，通过模拟-数字信号转换器3传输给排油阀控制器4、多相流阀控制器6和排水阀控制器9，如果多相流中含油率太高，不值得进行油水分离，则排油阀控制器4控制排油阀5打开，多相流从排油阀5流出，进入下一环节；如果多相流满足油田回注水要求，则排水阀控制器9控制排水阀10打开，多相流从排水阀 10流出，进入下一环节；反之，如果含油量不是太高，但又不能达到油田回注水要求，则多相流阀控制器6控制多相流阀7打开，多相流进入油水分离器8进行油水分离，分离出的油经出油管12直接流出进入下一环节，剩余多相流经进入下一组自动分离单元，重复以上流程，直到分离出的流体满足油田回注水要求为止。

值得一提的是，第二组和第三组自动分离单元上不设有排油支线及其附属设备，因此，当剩余多相流经进料管线上的油水比例传感器2监测油水比例并将信号传输至排水阀控制器 9和多相流阀控制器6后，经过预先设定的含油比例打开排水阀10或多相流阀7，使剩余多相流进入相应的环节，第三组自动分离单元的油水分离器8上不仅设有出油管12，同时还设有出水管11，剩余多相流在经过第三组自动分离单元的油水分离器8进行油水分离后，油相经出油管12排出，水相经出水管11排出。

实施例2：

实施例2是对油田产液自动除水研究的说明。如图2所示，油田产液自动除水系统包括除颗粒设备1和三个自动分离单元，第一个自动分离单元包括油水比例传感器2、模拟-数字信号转换器3、排油阀控制器4、排油阀5、多相流阀控制器6、多相流阀7、排水阀控制器9、排水阀10、油水分离器8，第二组和第三组自动分离单元包括油水比例传感器2、模拟-数字信号转换器3、排油阀控制器4、排油阀5、多相流阀控制器6、多相流阀7、油水分离器8。除颗粒设备1出口连接的进料管线上依次设有油水比例传感器2和多相流阀7，油水比例传感器2上设有模拟-数字信号转换器3，多相流阀7上设有多相流阀控制器6，进料管线末端连通油水分离器2，油水比例传感器2和多相流阀7之间的管道还设有排油支线和排水支线，排水支线上设有排水阀10，排水阀10上设有排水阀控制器9，排油支线上设有排油阀5，排油阀5上设有排油阀控制器4。

油水比例传感器2将检测到的多相流中的含水率，通过模拟-数字信号转换器3传输给排油阀控制器4、多相流阀控制器6和排水阀控制器9，如果多相流中含水率太低，满足油田产液的含水率要求，则排油阀控制器4控制排油阀5打开，多相流从排油阀5流出，进入下一环节；如果多相流中含水率过高，不值得进行油水分离，则排水阀控制器9控制排水阀10打开，多相流从排水阀10流出，进入下一环节；反之，如果含水量不是太高，但又不能达到油田产液要求，则多相流阀控制器6控制多相流阀7打开，多相流进入油水分离器8进行油水分离，分离出的水经出水管11直接流出进入下一环节，剩余多相流经进入下一组自动分离单元，重复以上流程，直到分离出的流体满足油田产液要求为止。

值得一提的是，第二组和第三组自动分离单元上不设有排水支线及其附属设备，因此，当剩余多相流经进料管线上的油水比例传感器2监测油水比例并将信号传输至排油阀控制器 4和多相流阀控制器6后，经过预先设定的含水比例打开排油阀10或多相流阀7，使剩余多相流进入相应的环节，第三组自动分离单元的油水分离器8上不仅设有出水管11，同时还设有出油管12，剩余多相流在经过第三组自动分离单元的油水分离器8进行油水分离后，油相经出油管12排出，水相经出水管11排出。

本发明可根据油田的具体要求控制所需液体的含水率或含油率，根据实际情况设置排油单元的数量，找到分离精度和分离成本二者之间的平衡，在满足生产的条件下更加经济；由于排油阀控制器、多相流阀控制器和排水阀控制器三者均和油水比例传感器连接，使得整个生产过程更加自动化和智能化，减少了人工需求，降低劳动力成本。综上，本发明明显优于市面上现有的油水分离系统。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种油田油水自动分离系统，包括除颗粒设备和自动分离单元，其特征在于，所述自动分离单元依次连接有数组，所述自动分离单元包括油水分离器、进料管线及其附属设备，所述除颗粒设备出口连接有进料管线，所述进料管线上依次设有油水比例传感器和多相流阀，油水比例传感器上设有模拟-数字信号转换器，所述多相流阀上设有多相流阀控制器，所述进料管线末端连通油水分离器，所述油水比例传感器和多相流阀之间的管道上还连通有排油支线或/和排水支线，所述排水支线上设有排水阀，所述排水阀上设有排水阀控制器，所述排油支线上设有排油阀，所述排油阀上设有排油阀控制器，所述多相流阀控制器、排水阀控制器和排油阀控制器均与模拟-数字信号转换器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种油田油水自动分离系统，其特征在于，所述自动分离单元每一组至少设有一根排油支线或排水支线、至多同时设置一根排油支线和一根排水支线，同时排水支线和排油支线上均设有相应的附属设备。

3.根据权利要求1所述的一种油田油水自动分离系统，其特征在于，所述油水分离器上还设有排水管和排油管中的至少一种。