CN111961510A - 三相分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天然气开采过滤装备领域，尤其是一种可以进一步提高油水分离效率的三相分离装置，包括储污罐，包括设置于储污罐上方且依次连通的旋流器、整流器和气液分离构件，所述旋流器、整流器和气液分离构件均通过各自底部的排污管与储污罐连通，所述旋流器设置有进气口，所述气液分离构件设置有出气口。本发明采用卧罐驼峰式设计，大幅度的提高了油水分离效率，尤其适用于天然气过滤净化处理工艺中。
Description
技术领域
本发明涉及天然气开采过滤装备领域，尤其是一种三相分离装置。
背景技术
随着我国天然气开采和油田采油不断深入，部分区域油气水混合问题日趋严重。在天然气开采集输过程中，气中带油，对地面集输及处理系统造成了很大危害，如引起下游管线、地面分离设备、仪器仪表堵塞、腐蚀，分离设备分离出的油水混合物不利于回收处理，极大增加管线维修工作量、危害人体健康、造成污染环境等一系列问题。在油田采油工艺中，油水气的分离更是必须工艺，需要进行深度分离，将油分离出来进行提炼利用。
三相分离器在天然气开采集输工艺中主要运用于试气工艺和污水处理工艺，在试气工艺中，由于产物成分不明确，部分地区需要用到三相分离器，对油水气进行初步分离，然后进行分类收集处理。在天然气集输过程中，三相分离器主要用于分离其他分离器分离出的油水混合物及夹带天然气的状况，将油气水分别分离出来分类处理。
三相分离器已经广泛的应用于油田采油.三相分离器能够净化油与水中的杂质，大大降低其中的杂质的概率.主要解决了净化油的含水以及污水含油、含杂质超标问题。杂质含量的减少，降低了后续工作的难度，减少了油田采油的流程，缩短了油田采油的周期，减轻了技术人员的负担，节约了油田的成本。同时，三相分离器的运行效果直接决定了油田采出水的质量，决定其是否符合国家标准，是否能够回注。深度水的净化在油田采油过程中一直是一个令技术人员头疼的流程，三相分离器的工作效率应当从本质上提高，减轻深度水的净化的负担。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以进一步提高油水分离效率的三相分离装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：三相分离装置，包括储污罐，包括设置于储污罐上方且依次连通的旋流器、整流器和气液分离构件，所述旋流器、整流器和气液分离构件均通过各自底部的排污管与储污罐连通，所述旋流器设置有进气口，所述气液分离构件设置有出气口。
进一步的是，包括储气罐，所述储气罐与气液分离构件的出气口连通。
进一步的是，所述储气罐和气液分离构件的出气口之间设置有缓冲罐。
进一步的是，所述整流器内设置有消泡构件。
进一步的是，包括设置于储污罐内底部壁面上的挡泥板，其中，所述挡泥板将储污罐内腔分割为固体杂质储腔和油水杂质储腔，所述旋流器底部的排污管设置于固体杂质储腔上方。
进一步的是，所述固体杂质储腔通过冲砂管与外界连通，其中，固体杂质储底部设置有排渣口。
进一步的是，包括设置于储污罐内底部壁面上的油水挡板，所述油水挡板将油水杂质储腔分割为油储腔和水储腔，其中，所述气液分离构件底部的排污管设置于水储腔上方，整流器底部的排污管设置于油储腔上方。
进一步的是，所述水储腔处设置有玻璃板液位计。
进一步的是，所述水储腔外壁面设置有液位计。
进一步的是，所述油储腔内设置有油储腔排出口，所述油储腔排出口处设置有防旋流器。
本发明的有益效果是：在实际使用时，待处理的天然气首先通过进气口进入旋流器，并通过旋流器强制改变气流方向形成气旋，利用不同密度物质的惯性、离心力、重力等力学性能不一，对固体和液体杂质进行初步分离。其次，天然气进入整流器，整流器使气流平稳，降低流速，同时多次改变气流方向，利用不同介质重力、惯性不同和碰撞凝结原理对固体和液体杂质进行二次分离。随后，天然气进入气液分离构件，气液分离构件可以高效的对气相中的水和油起补充精细分离作用，并最终通过出气口排出。本发明采用卧罐驼峰式设计，大幅度的提高了油水分离效率，尤其适用于天然气过滤净化处理工艺中。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的管线输送原理结构示意图。
图中标记为：旋流器1、整流器2、消泡构件3、气液分离构件4、液位计5、玻璃板液位计6、油水挡板7、隔离器8、油水界面仪9、防旋流器10、挡泥板11、冲砂管12、储污罐13、去放空31、去下游管网32、去放空33、接上游管网34、接冲洗用水35、去污水管线36、去集油管线37、控制柜输入电源41、控制柜输出信号42、控制柜43、储气罐51、缓冲罐52。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1、图2所示的三相分离装置，包括储污罐13，包括设置于储污罐13上方且依次连通的旋流器1、整流器2和气液分离构件4，所述旋流器1、整流器2和气液分离构件4均通过各自底部的排污管与储污罐13连通，所述旋流器1设置有进气口，所述气液分离构件4设置有出气口。在实际使用时，可以将三相分离装置整体成橇，便于运输和安装。本发明由于构建出卧罐驼峰式设计，并实现了多级分离，提高了气液两相分离效率，从而提高了油水分离效率。
在实际使用时，为了对过滤精华后的气体进行存储，可以选择增设储气罐51，所述储气罐51与气液分离构件4的出气口连通。其中，为了降低高速气体对储气罐51的冲击，还可以进一步在储气罐51和气液分离构件4的出气口之间增设缓冲罐52。
为了消除在整流器2内流体碰撞时液相产生的泡沫，同时对气相中的小颗粒油水等物质起深层次的聚结分离作用，优选在所述整流器2内设置消泡构件3。
为了充分利用固体杂质沉积快的特性，拦截液相中砂砾等固体杂质，防止污水排放管线堵塞，可以选择这样的方案：包括设置于储污罐13内底部壁面上的挡泥板11，其中，所述挡泥板11将储污罐13内腔分割为固体杂质储腔和油水杂质储腔，所述旋流器1底部的排污管设置于固体杂质储腔上方。进一步的，优选所述固体杂质储腔通过冲砂管12与外界连通，其中，固体杂质储底部设置有排渣口。还可以优选这样的方案：包括设置于储污罐13内底部壁面上的油水挡板7，所述油水挡板7将油水杂质储腔分割为油储腔和水储腔，其中，所述气液分离构件4底部的排污管设置于水储腔上方，整流器2底部的排污管设置于油储腔上方。
在实际使用时，为了观察累计的油水液面高度，优选所述水储腔处设置有玻璃板液位计6。基于同样的构思，可以选择所述水储腔外壁面设置有液位计5。为了防止污水排放时形成旋流带走上层油液，所述油储腔内设置有油储腔排出口，所述油储腔排出口处设置有防旋流器10。
结合图1，本三相分离装置的旋流器1通过强制改变气流方向形成气旋，利用不同密度物质的惯性、离心力、重力等力学性能不一，对固体和液体杂质进行初步分离。整流器2使气流平稳，降低流速，同时多次改变气流方向，利用不同介质重力、惯性不同和碰撞凝结原理对固体和液体杂质进行二次分离。消泡构件3消除一二级碰撞时液相产生的泡沫，同时对气相中的小颗粒油水等物质起深层次的聚结分离作用。气液分离构件4高效的对气相中的水和油起补充精细分离作用。油水挡板7利用油水密度不同，使油漫过挡板进行收集。挡泥板11利用固体杂质沉积快的特性，拦截液相中砂砾等固体杂质，防止污水排放管线堵塞。其中旋流器1、整流器2、消泡构件3、气液分离构件4位于储污罐13的峰部，分离出的液相及固体杂质通过排污管通入液封面以下，该峰部设计极大的增加了液相容积腔容积，让液相拥有更长的停留时间，提高油水分离效率。峰部均采用可拆卸封头，方便对内部构件进行清洗更换。另外，油水界面控制通过液位计5、玻璃板液位计6、隔离器8和油水界面仪9实现。油水界面仪9通过参数设定控制油水界面，保证油水分离效果。隔离器8使水进入隔离器中，油挡在隔离器外，利用油水密度不同形成液位差。玻璃板液位计6通过玻璃板液位计可之间观察油水液面及界面，观察分离效率。液位计5可直接检测油位和隔离器中水位信息，通过参数限定控制隔离器中液位低于油水挡板平面，对油水界面仪器补充高位限定作用，确保油水分离效率。而防旋流器10则防止污水排放时形成旋流带走上层油液。冲砂管12是用于当排砂过程中出现堵塞情况时，可通过冲砂管进行冲洗。冲砂管12末端位置可以设置手孔，出现堵塞时可通过手孔进行疏通。
结合图2，本装置所有元件可以限制整体成橇形成橇装式的三相分离装置。如图2所示的气相出口管线、污水排放管线、排油口管线均可以设置流量计对气水油产量进行实时监控，污水排放管线和排油口管线的流量计前优选设置管道过滤器，从而有效的延长了流量计的使用寿命。放空系统优选采用安全阀和爆破片装置结合使用，当安全阀失效时爆破片装置会破裂完成放空泄压工作，更加有效的进行安全防护。污水管道上优选增设排砂管线，可单独进行排砂操作，同时排砂过程中可用冲沙管进行冲洗辅助排砂。该装置的控制系统还可以实现自动化，系统根据油水界面仪和液位计反馈信息控制油和水的排放，确保三相分离装置的连续运行。系统可以设置压力表、温度计、压差表实时对系统工作状态进行监控。优选缓冲罐52和储气罐51分别设置放空阀和压力表，实时监控仪表风工作状态和确保仪表风系统安全工作。进口与出口、各个污水口、排油口之间均优选各自设有旁通，可根据现场实际使用状况进行流程切换。进口与冲洗口之间设置旁通，可接入口介质直接搅动砂砾辅助排砂。
本发明与传统的装置相比，由于采用多级分离，提高了气液两相分离效率，从而提高了油水分离效率，技术优势十分明显，市场推广前景十分广阔。
Claims (10)
1.三相分离装置，包括储污罐(13)，其特征在于：包括设置于储污罐(13)上方且依次连通的旋流器(1)、整流器(2)和气液分离构件(4)，所述旋流器(1)、整流器(2)和气液分离构件(4)均通过各自底部的排污管与储污罐(13)连通，所述旋流器(1)设置有进气口，所述气液分离构件(4)设置有出气口。
2.如权利要求1所述的三相分离装置，其特征在于：包括储气罐(51)，所述储气罐(51)与气液分离构件(4)的出气口连通。
3.如权利要求2所述的三相分离装置，其特征在于：所述储气罐(51)和气液分离构件(4)的出气口之间设置有缓冲罐(52)。
4.如权利要求1、2或3所述的三相分离装置，其特征在于：所述整流器(2)内设置有消泡构件(3)。
5.如权利要求1、2或3所述的三相分离装置，其特征在于：包括设置于储污罐(13)内底部壁面上的挡泥板(11)，其中，所述挡泥板(11)将储污罐(13)内腔分割为固体杂质储腔和油水杂质储腔，所述旋流器(1)底部的排污管设置于固体杂质储腔上方。
6.如权利要求5所述的三相分离装置，其特征在于：所述固体杂质储腔通过冲砂管(12)与外界连通，其中，固体杂质储底部设置有排渣口。
7.如权利要求5所述的三相分离装置，其特征在于：包括设置于储污罐(13)内底部壁面上的油水挡板(7)，所述油水挡板(7)将油水杂质储腔分割为油储腔和水储腔，其中，所述气液分离构件(4)底部的排污管设置于水储腔上方，整流器(2)底部的排污管设置于油储腔上方。
8.如权利要求7所述的三相分离装置，其特征在于：所述水储腔处设置有玻璃板液位计(6)。
9.如权利要求7所述的三相分离装置，其特征在于：所述水储腔外壁面设置有液位计(5)。
10.如权利要求7所述的三相分离装置，其特征在于：所述油储腔内设置有油储腔排出口，所述油储腔排出口处设置有防旋流器(10)。
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