CN112899019B - 一种全中心重力流油气水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田油气水处理技术领域，为了实现简易的、高效的进行原油油气水分离，本发明提供了一种全中心重力流油气水处理装置，包括第一罐体和第二罐体，第一罐体内设有油气水分离腔，第二罐体内设有互不相通的沉降净水腔、沉降净油腔和交直流电脱腔，第一罐体与第二罐体间通过降液管连接，降液管包括净油腔降液管和净水腔降液管，净油腔降液管两端连通油气水分离腔和沉降净油腔，净水腔降液管两端连通油气水分离腔和沉降净水腔，本发明采用上下双层腔设计，完成原油分水、加热和净化处理，采用全中心压力平衡技术，本装置完全采用井口来液的压能，不需要额外加压，就能完成原油脱水，能耗节约50%以上，实现高含水油田的原油净化短流程处理工艺。

Description

一种全中心重力流油气水处理装置

技术领域

本发明涉及油田油气水处理技术领域，具体地说就是一种全中心重力流油气水处理装置。

背景技术

油气水三相分离器是目前油田开发生产过程中最常用油气水处理装置。三相分离器工作原理：油气水混合物高速进入预脱气室,靠旋流分离及重力作用脱出大量的原油伴生气,预脱气后的油水混合物经导流管高速进入分配器与水洗室,在含有破乳剂的活性水层内洗涤破乳,进行稳流,降低来液的雷诺系数,再经聚结整流后,流入沉降分离室进一步沉降分离,脱气原油翻过隔板进入油室,并经流量计计量,控制后流出分离器,水相靠压力平衡经导管进入水室,从而达到油气水三相分离的目的。

气液混合流体经气液进口进入分离器进行基本相分离，气体进入气体通道并经过整流器和重力沉降，分离出液滴；液体进入液体空间分离出气泡后油向上流动、水向下流动得以分离，气体在离开分离器之前经捕雾器除去小液滴后从出气口流出，油从顶部经过溢流隔板进入油槽并从出油口流出，水经溢流档板进入水槽并从排水口流出。

国内传统的中质油处理流程需要经过一系列的原油处理工艺，才能处理到净化油的程度，传统工艺设备多、流程长、能耗高、原油处理系统的生产和维护费用高。

发明内容

为了实现简易的、高效的进行原油油气水分离，本发明提供了一种全中心重力流油气水处理装置。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种全中心重力流油气水处理装置，包括第一罐体和第二罐体，第一罐体设于第二罐体上方，所述的第一罐体内设有油气水分离腔，所述第二罐体内设有互不相通的沉降净水腔、沉降净油腔和交直流电脱腔，所述第一罐体与第二罐体间通过降液管连接，所述降液管包括净油腔降液管和净水腔降液管，所述的净油腔降液管两端连通油气水分离腔和沉降净油腔，所述的净水腔降液管两端连通油气水分离腔和沉降净水腔，所述的第一罐体上方还设有气出口管道，所述的气出口管道上设有用于调节气压的调压装置。

作为优化，所述的降液管包括上连接管、下连接管、金属软管和气浮口，所述的上连接管连通上端连接第一罐体，所述的上连接管的下端连接金属软管，所述的金属软管下端连接气浮口，所述的气浮口下端连接下连接管，所述的下连接管的下端连接第二罐体。

作为优化，所述的气浮口包括外圆管，所述的外圆管内设有注入器，所述的注入器通过若干个毛细管与外圆管连接，所述的外圆管上还连接有破乳剂输入管，所述的毛细管连通外圆管与注入器，所述的注入器上端连接金属软管，注入器下端连接下连接管。

作为优化，所述的金属软管为波纹管补偿器。

作为优化，所述的外圆管包括第一外圆管和第二外圆管，所述的第一外圆管与第二外圆管间通过端部的法兰连接。

作为优化，所述的一种全中心重力流油气水处理装置，其特征在于：所述的毛细管沿外圆管内圆周向均匀分布。

作为优化，所述的降液管的长度为10~50cm。

作为优化，所述的油气水分离腔内设有第一溢流堰板和第二溢流堰板，所述第二溢流堰板的高度大于第一溢流堰板的高度。

作为优化，所述的调压装置包括压力调节阀和压力变送器，所述的压力调节阀和压力变送器均通过管路连接气出口管道，所述的压力调节阀与压力变送器间通过导线连接，所述的压力调节阀后端设有排气口。

本方案的有益效果是：（1）本发明设有上下两个处理罐体，能够进行两步处理，而降液管结构能够连通第一罐体与第二罐体，能够实现整套装置上下腔体内的压力平衡；（2）本发明利用全中心重力流技术，采用井口来液的压能解决了在无需额外施加外力的情况下，凭借设备的独特的连通双层腔构造，实现整个设备为一个压力平衡体，双层腔设计可以实现井流物重力流动；（3）上层为油气水分离腔，下层由沉降净水腔、沉降净油腔、交直流脱水腔组成。井流物由于上下层腔体之间存在的高差，经过初步处理的井流物经上层油气水分离腔，在完全凭借重力的作用下，通过双层腔之间的连接补偿器即可流入下层腔内进一步实现沉降和脱水；（4）本发明的油气水分离腔为气相空间，只需在气相出口管路上设置一个压力稳定器，根据设置在出口位置的压力变送器控制调节电动压力调节阀门，保证气相出口的压力稳定，各工艺腔室设置气相平衡连通管，保持整体设备在一个压力系统，保持上层空间气相压力稳定就可确保整个处理中心设备的压力保护，实现全中心压力平衡；（5）另外为便于上下层腔体对接安装，减轻振动、热膨胀等位移影响，提高连接部位密封可靠性，降液管采用金属软管结构；降液管设置为便于拆解上下两层腔体，有利于单独进行运输，且现场组装方便，无需焊接，直接法兰连接即可，缩短工期，维护简单。

附图说明

附图1为本发明的整体结构示意图。

附图2为本发明降液管结构示意图。

附图3为本发明气浮口结构示意图。

其中，1、第一罐体，2、第二罐体，3、油气水分离腔，4、沉降净水腔，5、沉降净油腔，6、交直流电脱腔，7、降液管，8、上连接管，9、下连接管，10、金属软管，11、气浮口，12、外圆管，13、注入器，14、毛细管，15、第一外圆管，16、第二外圆管，17、法兰，18、破乳剂输入管，19、净油腔降液管，20、净水腔降液管，21、气出口管道，22、调压装置，23、第一溢流堰板，24、第二溢流堰板，25、压力调节阀，26、压力变送器，27、排气口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示实施例中，一种全中心重力流油气水处理装置，包括第一罐体1和第二罐体2，第一罐体1设于第二罐体2上方，所述的第一罐体1内设有油气水分离腔3，所述第二罐体2内设有互不相通的沉降净水腔4、沉降净油腔5和交直流电脱腔6，所述第一罐体1与第二罐体2间通过降液管7连接，所述降液管7包括净油腔降液管19和净水腔降液管20，所述的净油腔降液管19两端连通油气水分离腔3和沉降净油腔5，所述的净水腔降液管20两端连通油气水分离腔3和沉降净水腔4，所述的第一罐体1上方还设有气出口管道21，所述的气出口管道21上设有用于调节气压的调压装置22。

所述的降液管7包括上连接管8、下连接管9、金属软管10和气浮口11，所述的上连接管8连通上端连接第一罐体1，所述的上连接管8的下端连接金属软管10，所述的金属软管10下端连接气浮口11，所述的气浮口11下端连接下连接管9，所述的下连接管9的下端连接第二罐体2。

所述的气浮口11包括外圆管12，所述的外圆管12内设有注入器13，所述的注入器13通过若干个毛细管14与外圆管12连接，所述的外圆管12上还连接有破乳剂输入管18，所述的毛细管14连通外圆管12与注入器13，所述的注入器13上端连接金属软管10，注入器13下端连接下连接管9。

所述的金属软管10为波纹管补偿器。

所述的外圆管12包括第一外圆管15和第二外圆管16，所述的第一外圆管15与第二外圆管16间通过端部的法兰17连接。

所述的一种油气水处理设备沉降净水腔4降液管7，其特征在于：所述的毛细管14沿外圆管12内圆周向均匀分布。

所述的降液管7的长度为10~50cm。

所述的油气水分离腔3内设有第一溢流堰板23和第二溢流堰板24，所述第二溢流堰板24的高度大于第一溢流堰板23的高度。

所述的调压装置22包括压力调节阀25和压力变送器26，所述的压力调节阀25和压力变送器26均通过管路连接气出口管道21，所述的压力调节阀25与压力变送器26间通过导线连接，所述的压力调节阀25后端设有排气口27。

工作原理：井流物进入油气水分离腔3，首先对井流物中的油气水进行初步的分离，伴生气通过通过排气口27排出经分气包计量后进入站内系统。初步分离的采出水和原油在重力的作用下，分别进入上下层之间的净油腔降液管19和净水腔降液管20，进而流入下层的沉降净油腔5和沉降净水腔4进行进一步分离，从而实现油水分离的效果。

在设备的气出口管道21设置压力调节阀25，进行压力调节阀25阀前定压，保证设备稳定运行压力；设备压力升高时，压力调节阀25出口开度变大，及时进行降压，使压力降为设定值，设备运行压力降低时，压力调节阀25出口开度变小或者关闭，使压力升为设定值；各处理腔室设置气相平衡连通管，使设备整体处于一个压力平衡系统。

净水腔降液管20的作用：上层的油气水分离腔分出游离水利用位势差靠重力自流通过降液管进入下层结构沉降净水腔，竖向空间的延伸大大增加了采出水沉降距离和时间，在沉降过程中油滴通过上下层连通的降液管上浮进入上层腔体，水滴下降至沉降净水腔，通过底部出口输至水处理系统。

净油腔降液管19的作用：上层油气水分离腔分出乳化原油利用位势差靠重力自流通过降液管进入下层结构沉降净油腔，原油深度脱水过程中需加入破乳剂，通过在沉降净油腔降液管的环状管壁上均匀布置多处小孔（气浮口），破乳剂通过小孔喷入降液管中，使得乳化原油和破乳剂在该空间内均匀、充分的混合，大大提高了原油脱水的效率。

本发明采用上下双层腔设计，完成原油分水、加热和净化处理，采用全中心压力平衡技术，本装置完全采用井口来液的压能，不需要额外加压，就能完成原油脱水，能耗节约50%以上，实现高含水油田的原油净化短流程处理工艺。具有一体化处理效率高，全重力流程，全平衡系统，油水分离的长流道技术，操作简单，功能组合灵活，节能措施完善，可靠性高，系统自净除砂，系统出液质量能够保障等优势。有利于在停电的状态下实现低含水品质的操作，有利于在失压状态下实现净化油的完整操作，实现低能耗、高效、安全的处理效果。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种全中心重力流油气水处理装置且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种全中心重力流油气水处理装置，其特征在于：包括第一罐体和第二罐体，第一罐体设于第二罐体上方，所述的第一罐体内设有油气水分离腔，所述第二罐体内设有互不相通的沉降净水腔、沉降净油腔和交直流电脱腔，所述第一罐体与第二罐体间通过降液管连接，所述降液管包括净油腔降液管和净水腔降液管，所述的净油腔降液管两端连通油气水分离腔和沉降净油腔，所述的净水腔降液管两端连通油气水分离腔和沉降净水腔，所述的第一罐体上方还设有气出口管道，所述的气出口管道上设有用于调节气压的调压装置；所述的降液管包括上连接管、下连接管、金属软管和气浮口，所述的上连接管连通上端连接第一罐体，所述的上连接管的下端连接金属软管，所述的金属软管下端连接气浮口，所述的气浮口下端连接下连接管，所述的下连接管的下端连接第二罐体。

2.根据权利要求1所述的一种全中心重力流油气水处理装置，其特征在于：所述的气浮口包括外圆管，所述的外圆管内设有注入器，所述的注入器通过若干个毛细管与外圆管连接，所述的外圆管上还连接有破乳剂输入管，所述的毛细管连通外圆管与注入器，所述的注入器上端连接金属软管，注入器下端连接下连接管。

3.根据权利要求1所述的一种全中心重力流油气水处理装置，其特征在于：所述的金属软管为波纹管补偿器。

4.根据权利要求2所述的一种全中心重力流油气水处理装置，其特征在于：所述的外圆管包括第一外圆管和第二外圆管，所述的第一外圆管与第二外圆管间通过端部的法兰连接。

5.根据权利要求2所述的一种全中心重力流油气水处理装置，其特征在于：所述的毛细管沿外圆管内圆周向均匀分布。

6.根据权利要求1~5所述的任意一种全中心重力流油气水处理装置，其特征在于：所述的降液管的长度为10~50cm。

7.根据权利要求1所述的一种全中心重力流油气水处理装置，其特征在于：所述的油气水分离腔内设有第一溢流堰板和第二溢流堰板，所述第二溢流堰板的高度大于第一溢流堰板的高度。

8.根据权利要求1所述的一种全中心重力流油气水处理装置，其特征在于：所述的调压装置包括压力调节阀和压力变送器，所述的压力调节阀和压力变送器均通过管路连接气出口管道，所述的压力调节阀与压力变送器间通过导线连接，所述的压力调节阀后端设有排气口。

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