CN113800592A - 一种连续聚结与分离器和连续聚结除油装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种连续聚结与分离器和连续聚结除油装置，该连续聚结除油装置具有连续聚结与分离器，该连续聚结与分离器包括：多个聚结介质，聚结介质沿流体的流动方向延伸，聚结介质之间同向重叠排列并具有间距，聚结介质与水平面具有倾斜角；其中，聚结介质包括上表面和下表面，上表面具有沿流体的流动方向分布的多个聚结区，下表面为亲油材料；聚结介质被设置为，使流体在两聚结介质之间沉降，并在流动方向上先后在各个聚结区内形成涡流，以使小油珠在聚结区内聚结形成较大的油珠，该较大的油珠上浮到相邻聚结介质的下表面进行去除，水相在重力作用下从聚结区的顶部流向底部。实现了去除细小油珠，提高了除油效率，并避免了聚结填料的堵塞。

Description

一种连续聚结与分离器和连续聚结除油装置

技术领域

本申请涉及油气田采出水压力除油技术领域，尤其涉及一种连续聚结与分离器和连续聚结除油装置。

背景技术

油气田采出水处理是油气田开发过程中重要的环节之一，采出水处理技术多种多样以适应不同的水质需求，压力除油技术是应用较广的技术之一，约20％的油气田采出水目前采用压力除油沉降工艺，提高压力除油工艺的除油效率，解决其工艺生产中存在的问题具有非常重要的意义。

相关技术中，压力除油工艺主要有聚结工艺及高效分离工艺组合而成。其原理是先对含油污水进行填料碰撞聚结，使细小油珠变为较大油珠达到容易分离的目标，后端工艺则是利用浅池理论，增设斜板或斜管，减少沉降距离，增大沉降面积。本申请发明人发现，相关技术聚结填料为纤维状材料或粒状材料等，存在聚结填料堵塞的问题。另外，相关技术中的聚结工艺除油效率不高。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种连续聚结与分离器和连续聚结除油装置。

第一方面，本申请提供了一种连续聚结与分离器，包括：多个聚结介质，聚结介质沿流体的流动方向延伸，多个聚结介质之间同向重叠排列并具有预定间距，聚结介质与水平面具有预设倾斜角，流体包括油相和水相；其中，聚结介质包括上表面和下表面，其中，上表面具有沿流体的流动方向分布的多个聚结区，以及下表面为亲油材料；其中，聚结介质被设置为，使流体在两聚结介质之间沉降，并在流动方向上先后在各个聚结区内形成涡流，以使小油珠在聚结区内聚结形成较大的油珠，该较大的油珠上浮到相邻聚结介质的下表面进行去除，水相在重力作用下从聚结区的顶部流向底部。

在某些实施例中，聚结区由设置在上表面的挡板分隔形成，挡板沿聚结介质的顶部向底部延伸。

在某些实施例中，聚结区的下表面为光滑平面。

在某些实施例中，预定倾斜角为聚结区的下表面与水平面的夹角，且该夹角的大小为60°。

在某些实施例中，聚结介质的上表面与相邻的聚结介质的下表面之间的间距为L，聚结区的深度为2/3L，以及聚结区的宽度为1.5L。

第二方面，本申请提供了一种连续聚结除油装置，包括：入口单元、整流单元、连续聚结与分离器、集油单元和出水单元，流体经整流单元整流后流经连续聚结与分离器，其中，连续聚结与分离器，包括：多个聚结介质，聚结介质沿流体的流动方向延伸，多个聚结介质之间同向重叠排列并具有预定间距，聚结介质与水平面具有预设倾斜角，流体包括油相和水相；其中，聚结介质包括上表面和下表面，其中，上表面具有沿流体的流动方向分布的多个聚结区，以及下表面为亲油材料；聚结区的顶部与集油单元连通，聚结区的底部与出水单元连通；其中，聚结介质被设置为，使流体在两聚结介质之间沉降，并在流动方向上先后在各个聚结区内形成涡流，以使小油珠在聚结区内聚结形成较大的油珠，该较大的油珠上浮到相邻聚结介质的下表面进行去除，并进入集油单元；以及水相在重力作用下从聚结区的顶部流向底部，并经出水单元排出。

在某些实施例中，聚结区由设置在上表面的挡板分隔形成，挡板沿聚结介质的顶部向底部延伸。

在某些实施例中，聚结介质的下表面为光滑平面。

在某些实施例中，预定倾斜角为聚结介质的下表面与水平面的夹角，且该夹角的大小为60°。

在某些实施例中，聚结介质的上表面与相邻的聚结介质的下表面之间的间距为L，聚结区的深度为2/3L，以及聚结区的宽度为1.5L。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的该技术方案，在聚结介质的上表面设置沿流体的流动方向分布的多个聚结区，多个聚结介质之间同向重叠排列并具有预定间距。使流体在流动方向上先后在其各个聚结区内形成涡流，以使小油珠在聚结区内聚结形成较大的油珠，较大的油珠上浮到相邻聚结介质的下表面进行去除，水相在重力作用下从聚结区的顶部流向底部。由此，通过连续聚结并在聚结的同时进行分离，实现了将细小的油珠去除，从而提高了除油效率，并避免了相关技术中聚结填料的堵塞。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的连续聚结与分离器一种实施方式的俯视图；

图2为本申请实施例提供的连续聚结与分离器一种实施方式的侧视图；

图3为本申请实施例提供的连续聚结除油装置一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

图1和图2分别为本申请实施例提供的连续聚结与分离器一种实施方式的俯视图和侧视图，参考图1和图2所示，本申请实施例的连续聚结与分离器1，包括：多个聚结介质(附图中标记为10a、10b和10c)，聚结介质10a、10b和10c沿流体的流动方向14延伸，多个聚结介质之间同向重叠排列并具有预定间距，聚结介质10a、10b和10c与水平面具有预设倾斜角α。聚结介质包括上表面11和下表面12，其中，上表面11具有沿流体的流动方向14分布的多个聚结区(附图中标记为13a至13k)，下表面12为亲油材料。

在本申请实施例中，聚结介质，使流体在两聚结介质之间沉降，并在流动方向14上先后在其各个聚结区内形成涡流15，以使小油珠在聚结区内聚结形成较大的油珠，该较大的油珠上浮到相邻聚结介质的下表面12进行去除，水相在重力作用下从聚结区的顶部131流向底部132。参考图1和图2所示，流体在聚结介质10b的多个聚结区13a至13k内聚结形成较大的油珠，油珠上浮到聚结介质10a的下表面12进行去除。

需要说明的是，聚结介质在图1和图2中示出为10a、10b和10c，聚结区在图1和图2中示出为13a至13k，在非特别说明的情况下，聚结介质表示10a、10b和10c中至少之一，聚结区表示13a至13k中至少之一。应当理解，尽管图1和图2中示出了特定数量的聚结介质和聚结区，但这不是对其数量的限定，本申请实施例中，可以具有更多或更少的聚结介质和聚结区，本申请实施例对此不做限定。

在某些实施例中，流体为含油污水，其中，含油污水包括含油一定的原油和其他杂质。在某些实施例中，流体包括油相和水相。在某些实施例中，流体中还包含泥沙等固体颗粒物。

在某些实施例中，聚结介质10a、10b和10c为板状，沿流体的流动方向延伸，形成从流体上游到下游的连续聚结与分离段。

在本申请实施例中，聚结区的深度为H，宽度为S，长度为M。其中，深度H为上表面11的垂向上的长度，宽度S为流体的流动方向上的长度，长度M为聚结区的顶部向底部方向上的长度。在某些实施例中，聚结区顶部向底部的方向与流体的流动方向14垂直，但不限于此。

在某些实施例中，聚结区由设置在上表面11的挡板111分隔形成，挡板111沿聚结介质的顶部131向底部132延伸。在某些实施例中，聚结区的顶部131和/或底部132为开口。聚结区为横截面为矩形的空间。应当理解，本申请实施例不限于此，其他形状的空间也是可行的，只要在聚结介质上表面11上具有一定深度的空间都是可以被构想的。

在某些实施例中，聚结介质的下表面12为光滑平面。

在某些实施例中，预定倾斜角为聚结介质的下表面12与水平面的夹角α，且该夹角α的大小为60°。

在某些实施例中，参考图1和图2所示，聚结介质的上表面11与相邻的聚结介质的下表面12之间的间距为L，聚结区的深度H为2/3L，以及聚结区的宽度S为1.5L。

图3示出了本申请实施例的连续聚结除油装置一种实施方式的结构示意图，参考图3所示，以卧式压力聚结除油装置为例，结合图1至图3对本申请实施例的连续聚结除油装置进行描述。

参考图3所示，本申请实施例的连续聚结除油装置100包括连续聚结与分离器1(参考图1和图2所示)：入口单元2、整流单元3、集油单元4和出水单元5，流体经整流单元3整流后流经连续聚结与分离器1，油和水经连续聚结与分离器1分离，水相进入出水单元5，油相进入集油单元4。

在某些实施例中，流体还包括其他杂质(例如泥沙等)。参考图3所示，连续聚结除油装置还包括集泥单元6。在某些实施例中，参考图3所示，集泥单元6与出水单元5之间设置有出水挡板7。

在某些实施例中，参考图3所示，集油单元4设置在连续聚结除油装置100的顶部，出水单元5以及集泥单元6设置在连续聚结除油装置100的底部。出水单元5设置在连续聚结与分离器1的下游。出水挡板7设置在出水单元5和集泥单元6之间。

参考图1至图3所示，连续聚结与分离器1中，聚结介质被设置为，使流体在两聚结介质之间沉降，并在流动方向14上先后在其各个聚结区13a至13k内形成涡流15，以使小油珠在聚结区内聚结形成较大的油珠，该较大的油珠上浮到相邻聚结介质的下表面12进行去除，水相在重力作用下从聚结区的顶部131流向底部132。参考图1和图2所示，流体在聚结介质10b的多个聚结区内聚结形成较大的油珠，油珠上浮到聚结介质10a的下表面12进行去除，并进入集油单元4；以及水相在重力作用下从聚结区的顶部131流向底部132，并经出水单元5排出。

应当理解，连续聚结与分离器1参见本文前述说明，在此不再赘述。

在某些实施例中，入口单元2为挡板式入口或蝶形入口，本申请实施例对此不做限定，入口单元2可参见相关技术。

在某些实施例中，整流单元3，设置为稳定流体流态，消除或减缓流场中的沟流、短路流和涡流现象。整流单元3为栅格式或穿孔板式，本申请实施例对此不做限定。

在某些实施例中，连续聚结除油装置100或其连续聚结与分离器1采用非金属耐腐蚀性材料，以保证使用寿命，为油气田采出水处理提供技术支持。

通过本申请实施例，在聚结介质的上表面设置沿流体的流动方向分布的多个聚结区，多个聚结介质之间同向重叠排列并具有预定间距。使流体在流动方向上先后在其各个聚结区内形成涡流，以使小油珠在聚结区内聚结形成较大的油珠，较大的油珠上浮到相邻聚结介质的下表面进行去除，水相在重力作用下从聚结区的顶部流向底部。由此，通过连续聚结并在聚结的同时进行分离，实现了将细小的油珠去除，从而提高了除油效率，并避免了相关技术中聚结填料的堵塞。

本申请实施例的技术方案，采用连续聚结、连续除油技术及通体非金属材料，解决油气田采出水处理中聚结填料堵塞、设备腐蚀、看冲击能力差等问题，同时提高了除油效率，可达95％以上。在油气田采出水领域具有良好的应用前景及良好的经济效益。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种连续聚结与分离器，其特征在于，包括：

多个聚结介质，所述聚结介质沿流体的流动方向延伸，多个聚结介质之间同向重叠排列并具有预定间距，所述聚结介质与水平面具有预设倾斜角，所述流体包括油相和水相；

其中，所述聚结介质包括上表面和下表面，其中，所述上表面具有沿所述流体的流动方向分布的多个聚结区，以及所述下表面为亲油材料；

其中，所述聚结介质被设置为，使流体在两聚结介质之间沉降，并在流动方向上先后在各个所述聚结区内形成涡流，以使小油珠在聚结区内聚结形成较大的油珠，所述较大的油珠上浮到相邻聚结介质的下表面进行去除，以及水相在重力作用下从所述聚结区的顶部流向底部。

2.根据权利要求1所述的连续聚结与分离器，其特征在于，所述聚结区由设置在所述上表面的挡板分隔形成，所述挡板沿所述聚结介质的顶部向底部延伸。

3.根据权利要求1或2所述的连续聚结与分离器，其特征在于，所述下表面为光滑平面。

4.根据权利要求1或2所述的连续聚结与分离器，其特征在于，所述预定倾斜角为所述下表面与水平面的夹角，且所述夹角的大小为60°。

5.根据权利要求1或2所述的连续聚结与分离器，其特征在于，所述聚结介质的上表面与相邻的聚结介质的下表面之间的间距为L，所述聚结区的深度为2/3L，以及所述聚结区的宽度为1.5L。

6.一种连续聚结除油装置，其特征在于，包括：入口单元、整流单元、连续聚结与分离器、集油单元和出水单元，流体经所述整流单元整流后流经所述连续聚结与分离器，其中，所述连续聚结与分离器，包括：

多个聚结介质，所述聚结介质沿流体的流动方向延伸，多个聚结介质之间同向重叠排列并具有预定间距，所述聚结介质与水平面具有预设倾斜角，所述流体包括油相和水相；

其中，所述聚结介质包括上表面和下表面，其中，所述上表面具有沿所述流体的流动方向分布的多个聚结区，以及所述下表面为亲油材料；所述聚结区的顶部与所述集油单元连通，所述聚结区的底部与所述出水单元连通；

其中，所述聚结介质被设置为，使流体在两聚结介质之间沉降，并在流动方向上先后在各个所述聚结区内形成涡流，以使小油珠在聚结区内聚结形成较大的油珠，所述较大的油珠上浮到相邻聚结介质的下表面进行去除，并进入所述集油单元；以及水相在重力作用下从所述聚结区的顶部流向底部，并经所述出水单元排出。

7.根据权利要求6所述的连续聚结除油装置，其特征在于，所述聚结区由设置在所述上表面的挡板分隔形成，所述挡板沿所述聚结介质的顶部向底部延伸。

8.根据权利要求6或7所述的连续聚结除油装置，其特征在于，所述下表面为光滑平面。

9.根据权利要求6或7所述的连续聚结除油装置，其特征在于，所述预定倾斜角为所述下表面与水平面的夹角，且所述夹角的大小为60°。

10.根据权利要求6或7所述的连续聚结除油装置，其特征在于，所述聚结介质的上表面与相邻的聚结介质的下表面之间的间距为L，所述聚结区的深度为2/3L，以及所述聚结区的宽度为1.5L。

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