CN110237573A - 模块化组合的分离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化组合的分离器，属于石化设备领域。所述模块化组合的分离器包括分离模块和缓冲模块，分离模块能够将气液两相或油气水三相分离，分离模块上设有第一油相出口，第一油相出口与缓冲模块的进口连通，缓冲模块上设有第二油相出口，第二油相出口与泵的进口端连通，缓冲模块架高至进泵所需高度。本发明采用模块化的结构，在分离模块中主要进行分离，将需要泵送的油相输入缓冲模块，只将缓冲模块架高，整体施工工程量较小，方便运输和检修。

Description

模块化组合的分离器

技术领域

本发明涉及石化设备领域，尤其涉及一种模块化组合的分离器。

背景技术

石油石化和环境化工等领域对油水进行分离时，常常要用到分离器等设备容器，尤其是三相分离器。当油水处理量很大，或者油水之间的性质相差不大、难以分离，进而需要较长的停留时间时，往往会导致所需分离器的体积很大，且充水后的分离器总重将达数百吨。而分离器的体积和重量又直接关系到分离器的运输、安装和维修等多个方面。

如图1所示，在某些场合，需要从分离器1000的油腔直接与泵3000相连。为满足进泵的安装高度要求，一般要把分离器1000整体架高到支架2000上，架设高度一般为3到4米，以防止进泵液体发生气蚀。此时，分离器1000体积和重量较大必然会使得设备基础工程量巨大。进一步地，随着石油开采越来越趋向边远、难开发油田，站场周边地形愈发复杂，通往站场的道路情况也越来越复杂，很难满足大尺寸设备的转弯半径、限高等运输要求，且在这些站场也很难满足大重量设备的吊装要求，从而使得整个分离器1000的运输及吊装都十分困难。而且，将分离器1000整体安装在高处，也不便于检修。如果建造足够大的梯子平台，会增加投资。如果分离器1000上的梯子平台没有足够大的空间，需要另外搭建脚手架来满足检修要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化组合的分离器，方便架高安装、运输及检修，减小基础工程量，并降低投资。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种模块化组合的分离器，包括分离模块和缓冲模块，所述分离模块能够将气液两相或油气水三相分离，所述分离模块上设有第一油相出口，所述第一油相出口与所述缓冲模块的进口连通，所述缓冲模块上设有第二油相出口，所述第二油相出口与泵的进口端连通，所述缓冲模块架高至进泵所需高度。

进一步地，所述第一油相出口与所述缓冲模块的进口之间设有第一流量调节阀，用于使所述分离模块中的油相与所述缓冲模块中的油相始终连通。

进一步地，所述分离模块上设有第一气相出口，所述第一气相出口处设置有捕雾器。

进一步地，所述分离模块的进口处设有进口分离装置。

进一步地，所述分离模块为油气水三相分离器，所述分离模块内设有堰板，用于将集油区和集液区分隔。

进一步地，所述分离模块的水相出口设有第二流量调节阀，用于控制所述集液区的液面高度。

进一步地，所述第一气相出口设有第一压力调节阀，用于控制所述分离模块内的压力。

进一步地，所述缓冲模块上设有第二气相出口，所述第二气相出口设有第二压力调节阀，用于控制所述缓冲模块内的压力。

进一步地，所述第一气相出口和所述第二气相出口接入同一管路系统。

进一步地，所述缓冲模块为两相分离器或三相分离器。

与现有技术相比，本发明提供的模块化组合的分离器中，分离模块能够将气液或油气水三相进行初步分离，分离模块即相当于分离器；分离模块的第一油相出口与缓冲模块的进口相连，初步分离后的油相进入缓冲模块中；单独将缓冲模块架高，即只将初步分离后的油相单独架设到进泵高度，便可实现进泵输送，并能防止产生汽蚀。本发明采用模块化的结构，只把需要进泵输送的油相单独架高，而不用将整个分离模块及其内部的两相或三相混合物全部架高，大大减少了架设所需的基础工程量，且运输、检修方便。进一步地，分离模块的第一油相出口和缓冲模块的进口之间设有第一流量调节阀，第一流量调节阀能够调节分离模块内油相的输出速度，防止分离模块中已分离的气相进入缓冲模块，保证分离模块中的油相和缓冲模块中的油相始终连通。

附图说明

图1为现有分离器的架设示意图；

图2为本发明实施例提供的模块化组合的分离器的结构及架设示意图。

附图标记：

1000-分离器；2000-支架；3000-泵；

4000-分离模块；5000-缓冲模块；100-集液区；200-集油区；300-重力沉降区；

1-进口；2-第一油相出口；3-第一气相出口；4-水相出口；5-油相；6-水相；7-堰板；8-第一流量调节阀；9-第一压力调节阀；

1’-进口；2’-第二油相出口；3’-第二气相出口；5’-油相；10-第二压力调节阀；12-泵；13-支架。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步地详细描述，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。

如图2所示，本实施例提供一种模块化组合的分离器。该模块化组合的分离器可选择性地包括分离模块4000和缓冲模块5000。分离模块4000主要用于将气液两相或油气水三相进行分离，即分离模块4000相当于一个两相或三相分离器。本实施例以分离模块4000作为三相分离器进行解释说明。分离模块4000的第一油相出口2与缓冲模块5000的进口1’相连通，分离模块4000和缓冲模块5000为一个连通的整体存在。分离模块4000内经过初步分离后的油相5进入缓冲模块5000内进一步分离。缓冲模块5000的出口与泵12的进口连通。进入缓冲模块5000中的油相5’被泵12输送至指定管路。

本实施例中，通过多设置一个缓冲模块5000，将分离模块4000中的油相5单独输送至缓冲模块5000中，分离模块4000不架设，而单独将缓冲模块5000架设在支架13上，即只将需要泵送的体积和质量较小的油相5’架设，通过缓冲模块5000出口与泵12入口的高度差，产生静压能，便可防止在泵12入口处发生汽蚀，保证输送，使得架设所需的基础工程量较小，容易运输和架设，且缓冲模块5000尺寸较小，也使得支架13上能够有足够的检修空间，检修方便。

需要说明的是，在分离模块4000中发生气液分离后，缓冲模块5000内的油相5’中仍含有一定量的水相和气相。含有一定水相和气相的油相5’在缓冲模块5000中会进一步发生气液或者油气水分离，所以缓冲模块5000也相当于一个两相或三相分离器。当缓冲模块5000为三相分离器时，缓冲模块5000可以和分离模块4000的结构相同。本实施例中以缓冲模块5000作为两相分离器进行解释说明。在该模块化组合的分离器中，分离模块4000和缓冲模块5000作为一个连通的整体，整个分离过程的前段主要在分离模块4000内进行，分离过程的后段则主要在缓冲模块5000内进行，即一个分离过程在两个模块内分段完成，因此，分离模块4000的整体体积(主要是分离模块4000内集油区200的尺寸和体积)也可做的小一些，即使分离模块4000中的分离效率不高，也可在缓冲模块5000中进行进一步的分离。进一步地，分离模块4000和缓冲模块5000的体积都较小，也使得设备的高度和转弯半径较小，对场地情况和运输设备的要求较低，运输吊装更加方便。

具体地，分离模块4000内主要包括集液区100、重力沉降区300和集油区200。

从油井收集的油水汽混合物从分离模块4000的进口1处进入分离模块4000。进口1处可选择性地安装有进口分离装置(图中未示出)，使油水汽的流速和流向突然发生变化，从而使油水气得到初步的分离。进口分离装置优选为折流板，且为现有技术，在此不再赘述。油水液相被进口分离装置引至集液区100。

集液区100具有一定的体积，使原油在分离器内有足够的停留时间，以确保气液有充分的时间达到相平衡，实现原油中气泡的分离。同时，油水两相依靠油水密度差分层，底部为分出的水相6，上部为油相5和含有分散水珠的乳化液。

油和乳化液从堰板7上方流至集油区200，并经第一油相出口2流出。第一流量调节阀8始终处于打开状态，用于控制集油区200的液位，防止气相进入缓冲模块5000，使分离模块4000和缓冲模块5000始终作为一个连通的整体存在。

水相6从水相出口4流出。第二流量调节阀(图中未示出)设于水相出口4处，用于控制水油界面保持一定高度。

经进口分离装置分离出的气体水平通过重力沉降区300，气相中直径较大的油水液滴，在该区域依靠重力沉降至气液界面。第一气相出口3处设有捕雾器(图中未示出)，气相中靠重力未沉降且粒径较小的油水，在捕雾器内以碰撞和凝聚为主的方式加以捕集，然后在重力作用下流入集液区100。捕雾器的具体结构和安装方式，均为现有技术，在此不做赘述。

气相经第一气相出口3流出分离模块4000，第一压力调节阀9控制分离模块4000内的压力。当分离模块4000内压力超过设定值时，开大阀门，气相排放量增大，从而降低分离模块4000内的压力；反之则关小阀门，减少气相排放量，使分离模块4000内的压力回升，始终确保分离模块4000在设定压力下工作。

含有一定水相和气相的油相5进入缓冲模块5000后，发生进一步地油气水分离。由于缓冲模块5000单独架设，可以得知，为使集油区200中含有一定的水相和气相的油相5能够顺利流入缓冲模块5000中，分离模块4000内的操作压力必须高于缓冲模块5000内的操作压力。本实施例中，分离模块4000内的操作压力高于缓冲模块5000内的压力0.2MPa以内，优选为0.05MPa。上述压力差值的调节，具体是通过第一压力调节阀9和第二压力调节阀10分别对分离模块4000和缓冲模块5000内的气相压力调节来实现的，并最终使第一气相出口3处的压力高于第二气相出口3’处的压力。本实施例中，第一气相出口3与第二气相出口3’处的压力差值为：油相5’和油相5的液位差产生的静压能与管路压力降之和，再加上0.05MPa。对于管路的具体结构和设置方式，均为现有技术，可根据具体施工情况进行调整，在此不做限定。

缓冲模块5000内的气相由第二气相出口3’流出，第二压力调节阀10调节缓冲模块5000内的压力。

可选地，第二气相出口3’和第一气相出口3接入同一管路，即从缓冲模块5000流出的气相和从分离模块4000流出的气相流入同一管路系统，作为一个系统统一输送和处理，不用再单独输送从缓冲模块5000流出的气相，节省生产成本。为确保从第二气相出口3’流出的气相和第一气相出口3流出的气相能够顺利进入同一管路，流经第一压力调节阀9后的气相与流经第二压力调节阀10后的气相，两者压力相同，即分别从第一气相出口3和第二气相出口3’流出的不同压力的气相，分别经第一压力调节阀9和第二压力调节阀10发生一定的压力降后，两者的压力变为相同。

缓冲模块5000内的油相5’由第二油相出口2’流出，并被泵送至指定管路。

本实施例采用模块化的方式，现在分离模块4000内进行主要分离，之后把需要泵送的油相5’单独输送至缓冲模块5000，将体积和重量较小的缓冲模块5000单独架设即可满足进泵12安装高度，而不需要把容纳所有三相混合物的整个分离模块4000架高，大大减少了架设所需的基础工程量。进一步地，由于缓冲模块5000还兼具进一步分离的作用，使得分离模块4000的体积可以整体减小，从而降低分离模块4000的长度和重量，满足载重和转弯半径等运输要求，对场地和运输设备要求较低。另外，由于缓冲模块5000体积较小，也使得支架13上足够的检修空间，方便检修。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种模块化组合的分离器，其特征在于，包括分离模块(4000)和缓冲模块(5000)，所述分离模块(4000)能够将气液两相或油气水三相分离，所述分离模块(4000)上设有第一油相出口(2)，所述第一油相出口(2)与所述缓冲模块(5000)的进口(1’)连通，所述缓冲模块(5000)上设有第二油相出口(2’)，所述第二油相出口(2’)与泵(12)的进口端连通，所述缓冲模块(5000)架高至进泵所需高度。

2.根据权利要求1所述的模块化组合的分离器，其特征在于，所述第一油相出口(2)与所述缓冲模块(5000)的进口(1’)之间设有第一流量调节阀(8)，用于使所述分离模块(4000)中的油相(5)与所述缓冲模块(5000)中的油相(5’)始终保持连通。

3.根据权利要求1所述的模块化组合的分离器，其特征在于，所述分离模块(4000)上设有第一气相出口(3)，所述第一气相出口(3)处设置有捕雾器。

4.根据权利要求1所述的模块化组合的分离器，其特征在于，所述分离模块(4000)的进口(1)处设有进口分离装置。

5.根据权利要求1所述的模块化组合的分离器，其特征在于，所述分离模块(4000)为油气水三相分离器，所述分离模块(4000)内设有堰板(7)，用于将集油区(200)和集液区(100)分隔。

6.根据权利要求5所述的模块化组合的分离器，其特征在于，所述分离模块(4000)的水相出口(4)设有第二流量调节阀，用于控制所述集液区(100)的液面高度。

7.根据权利要求3所述的模块化组合的分离器，其特征在于，所述第一气相出口(3)设有第一压力调节阀(9)，用于控制所述分离模块(4000)内的压力。

8.根据权利要求7所述的模块化组合的分离器，其特征在于，所述缓冲模块(5000)上设有第二气相出口(3’)，所述第二气相出口(3’)设有第二压力调节阀(10)，用于控制所述缓冲模块(5000)内的压力。

9.根据权利要求8所述的模块化组合的分离器，其特征在于，所述第一气相出口(3)和所述第二气相出口(3’)接入同一管路系统。

10.根据权利要求1所述的模块化组合的分离器，其特征在于，所述缓冲模块(5000)为两相分离器或三相分离器。