CN114164019A - 海上油田油井采出液脱水处理系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种海上油田油井采出液脱水处理系统及工艺，涉及油田原油油水分离技术领域，解决现有的油井采出液处理设备脱水效率低、工艺流程复杂的问题。油井采出液与化学药剂混合、加热后，进入电场强化型三相分离器进行脱水处理，然后依次进入管式电场破乳器和电脱水器二次脱水处理。通过增压泵将电脱水器中积累的油水乳化液抽取至管式电场破乳器中进行破乳处理，提升电脱水器的脱水效果。电场强化型三相分离器和电脱水器中产生的含油污水，依次进入水力旋流器、立式气浮罐净化处理；电场强化型三相分离器、管式电场破乳器和电脱水器的气体出口均连接伴生气处理系统。该脱水处理系统能够提高原油破乳脱水效率、减少设备占地空间。

Description

海上油田油井采出液脱水处理系统及工艺

技术领域

本发明涉及油田原油油水分离技术领域，尤其是涉及一种海上油田油井采出液脱水处理系统及工艺。

背景技术

石油开采过程中，油井采出液通常是以油水乳化液的形式存在，性质稳定，分离难度大。同时，油井采出液中含有的悬浮固体颗粒和泥沙等杂质进一步增强了乳化液的稳定性，使油水分离更加困难，因此需要高效的油气水处理系统对其进行处理。

目前世界范围内海上油田油井采出液的原油脱水处理通常采用“一级卧式三相分离器(分气及游离水)+二级卧式三相分离器(高温分离，脱除部分乳化水)+卧式电脱水器”的工艺流程，并采取加热升温和添加破乳剂(化学破乳)等辅助手段，将原油的含水率降低至满足达标外输的要求。

随着我国大部分海上油田逐渐进入开采中后期，油井采出液中含水率也不断增加，部分甚至高达90％。另一方面，随着我国海上首座大型稠油热采开发平台的顺利投产、聚合物驱等强化采油技术的推广应用，导致油井采出液组成更加复杂、油水乳化液稳定性增强、劣质化严重。然而，在现有的原油脱水处理工艺流程中，仅利用前端两级卧式三相分离器依靠重力沉降难以实现有效破乳脱水，使得其出油口的含水率无法降低至合理范围，从而导致用于水相的无效加热能耗增加。此外，在常规电脱水器中累积的油水乳化层增加至一定厚度时，容易导致电脱水器脱水性能下降，甚至无法正常运行。

为此，不得不通过进一步增加前端原油的加热温度、增加化学药剂(如破乳剂)用量、增加处理流程等措施提高电脱水器性能，同样导致能耗增加、处理成本升高。当然，对于承重有限的海上平台，尤其对于深水油田开发中所采用的浮式生产平台而言，如果能够优化改进其现有的油井采出液脱水处理系统和工艺流程，安装高效紧凑型原油分离设备，完全可以大幅降低生产和投资建设成本。

中国海洋石油工程股份有限公司林国锋等人在专利CN101852075A中针对海上边际油田油气集输提出了“一级三相分离器+二级分离器”的处理工艺流程。采用的一级分离器为常规三相分离器，二级分离器为用于油气分离的气液柱状分离器或常规分离器，虽然工艺流程简单，设备少，但是需要将油井采出液进行多次加热，温度高达100℃，而且对于难处理的油水乳化液无法保证较好的破乳分离效果。格林奥斯环境技术(北京)有限公司段明等人在专利CN105236513B中提出了“高效分离器+游离水脱除器+高级强化破乳器+高速离心机”的海上油田原油油水处理工艺，能够对油、水、泥砂进行快速处理，但所能处理的原油含水率低于30％，采用的高速离心机维护成本高、处理量受限制。中国石化南京工程有限公司孙涛等人在专利CN109135819B中提出了“三相分离器+两相分离器+脱水器+脱盐器+油水分离器”的油井采出液处理系统和方法，其中的脱水器和脱盐器均为静电分离器，该系统能够达到较高的原油脱盐脱水效果，但工艺流程较长，处理设备多。原美国CameronSolutions公司的Gary W.Sams等人在专利US0010870801B2中针对海上浮式生产储卸油装置上的原油脱水提出了“高压分离器+中压闪蒸罐+低压脱气器+管式静电聚结分离器”的工艺流程，其中的中压闪蒸罐和低压脱气器均仅用于脱除气体，没有发挥原油脱水作用，导致原油处理的流程和处理时间增加。

鉴于上述原因，有必要从提升前端分离器脱水性能、提高分离设备结构紧凑性的角度，提出一种海上油田高含水油井采出液高效脱水处理系统和新工艺。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种海上油田油井采出液脱水处理系统及工艺，以解决现有技术中的油井采出液处理设备脱水效率低、工艺流程复杂的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种海上油田油井采出液脱水处理系统，其特征在于，包括电场强化型三相分离器、管式电场破乳器、电脱水器以及除油除悬设备，其中：所述电场强化型三相分离器入口与油井采出液来液管线连接，所述管式电场破乳器入口与所述电场强化型三相分离器油出口连接，且在所述电场强化型三相分离器与所述管式电场破乳器之间安装有换热器；所述电脱水器入口与所述管式电场破乳器连接，利用增压泵能通过抽油管线抽取所述电脱水器内部油水乳化层区域的油水乳化液返回至所述管式电场破乳器破乳处理后再回掺至所述电脱水器中；

所述电场强化型三相分离器、所述管式电场破乳器和所述电脱水器的气体出口均连接伴生气处理系统；所述电场强化型三相分离器的水相出口与所述电脱水器的水相出口均与所述除油除悬设备连接。

作为本发明的进一步改进，所述除油除悬设备包括第一水力旋流器、第二水力旋流器和立式气浮罐，所述电场强化型三相分离器的水相出口与所述第一水力旋流器入口相连接，所述电脱水器的水相出口与所述第二水力旋流器入口相连接，所述第一水力旋流器水相出口与所述第二水力旋流器水相出口均与所述立式气浮罐入口连接，所述第一水力旋流器的油相出口、所述第二水力旋流器的油相出口和所述立式气浮罐的油相出口均连接至污油收集装置。

作为本发明的进一步改进，与所述电场强化型三相分离器入口连接的所述油井采出液来液管线上设置有化学药剂加注管线旁路、静态混合器和加热器，油井采出液与所述化学药剂加注管线旁路注入的化学药剂经所述静态混合器混合后进入所述加热器加热，所述加热器与所述电场强化型三相分离器连接。

作为本发明的进一步改进，所述电场强化型三相分离器包括第一罐体，所述第一罐体内的容置空间内设置有堰板，所述堰板将所述容置空间沿液体流动方向划分为气液分离区、电场破乳脱水区和集油区，所述第一罐体内部的液体通过设置在所述第一罐体外部的连接管线从所述气液分离区底部流动至所述电场破乳脱水区。

作为本发明的进一步改进，所述气液分离区安装有气液预分离组件，所述气液预分离组件位于所述第一罐体内部入口端，所述电场破乳脱水区内安装有竖挂板式电极组件。

作为本发明的进一步改进，所述电极组件通过型钢支撑框架设置在所述第一罐体内，所述电极组件包括绝缘电极和接地金属电极，所述绝缘电极和所述接地金属电极在所述型钢支撑框架上沿水平方向交替竖直悬挂设置，所述绝缘电极与高压交流电源连接，所述接地金属电极与所述第一罐体形成连接，所述绝缘电极与同一水平高度上的相邻的所述接地金属电极之间能形成电场以对所述第一罐体内的油井采出液破乳脱水。

作为本发明的进一步改进，所述电场破乳脱水区底部安装有入口分布器，沿所述入口分布器的长度方向间隔设置有多个分支管，所述分支管上开设有布液孔，所述气液分离区通过所述连接管线与所述入口分布器相连通，所述气液分离区内脱气后的油井采出液进入所述连接管线，通过所述入口分布器上的所述分支管中的所述布液孔流出，在所述电场破乳脱水区自下向上流过所述电极组件。

作为本发明的进一步改进，所述管式电场破乳器为竖直放置的管状结构，其内部有多个呈间隔设置的圆柱金属管构成蜂窝状流道，每个所述圆柱金属管的中心处均安装有柱状绝缘电极，所述圆柱金属管与接地极连接，所述柱状绝缘电极与高压交流电源连接作为高压极，所述柱状绝缘电极与所述圆柱金属管之间构成环形空间电场。

作为本发明的进一步改进，所述电场强化型三相分离器中的所述接地金属电极为板状金属裸电极，所述绝缘电极是采用环氧树脂绝缘材料在板状金属裸电极表面进行绝缘处理而成；

所述管式电场破乳器内部的所述柱状绝缘电极，是以柱状金属裸电极作为基体，在所述柱状金属裸电极表面喷涂陶瓷粉末绝缘材料制成。

一种海上油田油井采出液脱水处理工艺，采用所述的海上油田油井采出液脱水处理系统实现，包括以下步骤：

步骤S1：油井采出液与化学药剂经过静态混合器均匀混合、加热器加热后，进入电场强化型三相分离器；

步骤S2：在电场强化型三相分离器内部依次经过脱除气体以及高压交流电场破乳脱水；

步骤S3：经电场强化型三相分离器脱除的气体进入伴生气处理系统，排出的含油污水进入除油除悬设备进行净化处理；经电场强化型三相分离器脱水后的油井采出液通过换热器再次加热后进入管式电场破乳器内；

步骤S4：油井采出液在管式电场破乳器内部经高压交流电场作用进行破乳处理后，进入电脱水器内；

步骤S5：油井采出液在电脱水器内通过高压交流电场作用下进行进一步脱水，在此过程中，利用增压泵将电脱水器中油水乳化层积累的油水乳化液抽出，通过旁路管线返回至管式电场破乳器中再进一步破乳处理，提高电脱水器的脱水效果；

步骤S6：经过电脱水器脱水后满足外输要求的达标原油进入原油储罐储存，以进行外输，电脱水器中排出的含油污水进入除油除悬设备进行净化处理。

本发明提供的海上油田油井采出液脱水处理系统，主要包括电场强化型三相分离器、管式电场破乳器、电脱水器以及除油除悬设备，油井采出液与一定量化学药剂通过静态混合器充分混合、加热器加热升温后，进入电场强化型三相分离器进行脱水处理，然后依次进入管式电场破乳器和电脱水器进行二次脱水处理，经过处理后满足外输要求的达标原油进入原油储罐(或储油舱)储存以进行外输。通过增压泵将电脱水器中积累的一定厚度油水乳化液抽取至管式电场破乳器中进行破乳处理，提升电脱水器的脱水效果。电场强化型三相分离器和电脱水器中产生的含油污水，依次进入水力旋流器、立式气浮罐进行处理，立式气浮罐分离出来的水相视所在海域或油田的具体排放标准要求酌情进一步处理，分离出的油相流向污油收集管线；所述电场强化型三相分离器、所述管式电场破乳器和所述电脱水器的气体出口均连接伴生气处理系统。该油井采出液脱水处理系统能够提高原油破乳脱水效率、减少设备占地空间，降低海上油田油气集输装置的建设和生产运行成本，也同样适用于陆上油田。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的海上油田油井采出液脱水处理系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的电场强化型三相分离器的结构示意图；

图3是图2的A-A剖视示意图；

图4是本发明实施例提供的管式电场破乳器的结构示意图；

图5是图4的B-B剖视示意图。

附图标记：1、电场强化型三相分离器；2、管式电场破乳器；3、电脱水器；4、原油储罐；5、第一水力旋流器；6、第二水力旋流器；7、立式气浮罐；8、静态混合器；9、加热器；10、换热器；11、高压交流电源；14、电极组件；16、第一阀门；17、第二阀门；18、第三阀门；19、第四阀门；20、第五阀门；21、增压泵；22、油井采出液来液管线；23、化学药剂加注管线旁路；24、油出口管线；25、出油管线；26、输油管线；31、出气管线；32、第一管路；33、第二管路；37、污油管线；41、含油污水外输管线；42、管路；44、连接管线；45、入口分布器；46、分支管；47、气液旋流分离器；48、堰板；50、绝缘电极；51、接地金属电极；52、型钢支撑框架；53、布液孔；54、射频导纳油水界面仪；56、浮球液位控制器；60、柱状绝缘电极；61、圆柱金属管；62、电脱水器入口分布器；64、收油管；65、收油管分支管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1～图5，本发明提供了一种海上油田油井采出液脱水处理系统，包括电场强化型三相分离器1、管式电场破乳器2、电脱水器3以及除油除悬设备，其中，电场强化型三相分离器1入口与油井采出液来液管线22连接，管式电场破乳器2入口与电场强化型三相分离器1油出口连接，且在电场强化型三相分离器1与管式电场破乳器2之间安装有换热器10；电脱水器3入口与管式电场破乳器2连接，利用增压泵能通过抽油管线抽取电脱水器3内部油水乳化层区域的油水乳化液返回至管式电场破乳器2破乳处理后再回掺至电脱水器3中；电场强化型三相分离器1、管式电场破乳器2和电脱水器3的气体出口均连接伴生气处理系统；电场强化型三相分离器1的水相出口与电脱水器3的水相出口均与除油除悬设备连接。

通过在前端电场强化型三相分离器1内安装电极组件14，并施加高压交流电场，发挥电场破乳与重力沉降分离的协同作用，以强化三相分离器的破乳脱水性能，在后端采用管式电场破乳器2和电脱水器3以进一步脱水。使得整个处理系统脱水效率高、结构紧凑、化学破乳剂用量小、能耗低，尤其适用于在海上张力腿平台(TLP)和浮式生产储卸油船(FPSO)等对上部载荷和设备空间要求较高的场合进行油井采出液高效脱水处理。

作为本发明可选地实施方式，除油除悬设备包括第一水力旋流器5、第二水力旋流器6和立式气浮罐7，电场强化型三相分离器1的水相出与第一水力旋流器5入口相连接，电脱水器3的水相出口与第二水力旋流器6入口相连接，第一水力旋流器5水相出口与第二水力旋流器6水相出口均与立式气浮罐7入口连接，第一水力旋流器5的油相出口、第二水力旋流器6的油相出口和立式气浮罐7的油相出口均连接至污油收集装置。

作为本发明可选地实施方式，与电场强化型三相分离器1入口连接的油井采出液来液管线22上设置有化学药剂加注管线旁路23、静态混合器8和加热器9，油井采出液与化学药剂加注管线旁路23注入的化学药剂经静态混合器8混合后进入加热器9加热，加热器9与电场强化型三相分离器1连接。

作为本发明可选地实施方式，电场强化型三相分离器1包括第一罐体，第一罐体内的容置空间内设置有堰板48，堰板48将容置空间沿液体流动方向划分为气液分离区、电场破乳脱水区和集油区，第一罐体内部的液体通过设置在第一罐体外部的连接管线44从气液分离区底部流动至电场破乳脱水区。

作为本发明可选地实施方式，气液分离区安装有气液预分离组件，本实施例中的气液分离组件可以为常规的气液分离器。气液预分离组件位于第一罐体内部入口端，电场破乳脱水区内安装有竖挂板式电极组件14。安装于电场破乳脱水区的射频导纳油水界面仪54测量油水界面位置，并与电场破乳脱水区入口来液阀门管线(指的是本实施例中的连接管线44)中的自动控制阀联动，以控制油水界面高度在合适的范围内。安装于集油区的浮球液位控制器56能控制油相液位高度。

作为本发明可选地实施方式，电极组件14通过型钢支撑框架52设置在第一罐体内，电极组件14包括绝缘电极50和接地金属电极51，绝缘电极50和接地金属电极51在型钢支撑框架52上沿水平方向交替竖直悬挂设置，配套有高压交流电源11，该电源系统可以采用高频/高压脉冲交流电源系统，也可以采用工频/高压交流电源11系统，但优先采用高频/高压脉冲交流电源系统。电场强化型三相分离器1内部电极组件14中绝缘电极50和接地金属电极51均为板状结构。接地金属电极51为板状金属裸电极，绝缘电极50以金属板状电极为基体，采用环氧树脂等绝缘材料通过真空浇注的方式成形。板状电极采用竖直布置形式，利用型钢支撑框架52将电极组件14在第一罐体内悬挂固定，绝缘电极50与高压交流电源11连接，接地金属电极51与第一罐体形成连接，绝缘电极50与同一水平高度上的相邻的接地金属电极51之间能形成电场以对第一罐体内的油井采出液破乳脱水。

作为本发明可选地实施方式，电场破乳脱水区底部安装有入口分布器45，沿入口分布器45的长度方向间隔设置有多个分支管46，分支管46上开设有布液孔53，气液分离区通过连接管线44与入口分布器45相连通，气液分离区内脱气后的油井采出液进入连接管线44，通过入口分布器45上的分支管46中的布液孔53流出，在电场破乳脱水区自下向上流过电极组件14。

作为本发明可选地实施方式，管式电场破乳器2为竖直放置的管状结构，其内部有多个呈间隔设置的圆柱金属管61构成蜂窝流道，每个圆柱金属管61的中心处均安装有柱状绝缘电极60，圆柱金属管61与接地极连接，柱状绝缘电极60与高压交流电源11中的升压变压器连接作为高压极，柱状绝缘电极60与圆柱金属管61之间构成环形空间非均匀电场。管式电场破乳器2内部的柱状绝缘电极60，是以柱状金属裸电极作为基体，在柱状金属裸电极表面喷涂陶瓷粉末绝缘材料制成。

本实施例中的电脱水器3可为常规卧式电脱水器3，内部电极组件可采用常规的圆柱金属裸电极，也可采用圆柱绝缘电极。电极组件连接的高压交流电源系统可以采用高频/高压脉冲交流或工频/高压交流电源系统，但优先采用高频/高压脉冲交流系统。

在井口压力作用下油井采出液自油井采出液来液管线22进入油井采出液脱水处理系统，与自化学药剂加注管线旁路23注入的化学药剂(如破乳剂)在静态混合器8中充分混合后，经过第一阀门16进入加热器9中加热，进入电场强化型破乳三相分离器中，首先经过气液旋流分离器47进行脱气处理，分离出的气体通过出气管线31去往伴生气处理系统。脱气后的油井采出液进入电场强化型三相分离器1外部的连接管线44，通过入口分布器45的分支管46上的布液孔53流出，自下向上流过由绝缘电极50和接地金属电极51交替安装构成的电极组件14。电极组件14连接高压交流电源11系统，绝缘电极50连接电源高压端，与接地金属电极51之间形成高压交流电场。原油乳化液在电极组件14中相邻电极板(指相邻的绝缘电极50与接地金属电极51)构成的流道中通过时，在电场作用下进行破乳脱水，使小液滴聚结长大成大液滴，经过重力沉降分离出的水相从第一管路32进入第一水力旋流器5中。

在此过程中，通过将电场破乳脱水区安装的射频导纳油水界面仪54与连接管线44中自动控制阀进行联动，准确控制油水界面高度，使油水乳化层处于电场有效作用区域内。电场强化型三相分离器1的第一罐体内经过气液旋流分离器47分离后存在的少量气体，自位于气液分离区与电场破乳脱水区之间的堰板48上方空间通过管路进入出气管线31中去往伴生气处理系统。密度较小的油相上浮至电场破乳脱水区上部空间，经过电场破乳脱水区与集油区之间的堰板48后进入集油区。集油区安装有浮球液位控制器56，通过与油出口管线24中的第二阀门17进行联动，使集油区液面保持在合理高度。

经过一次脱水后的原油从集油区底部依次经过第二阀门17、换热器10加热后，进入管式电场破乳器2中。油井采出液流经由一定数量金属圆管构成的蜂窝流道，在与高压交流电源11高压端连接的柱状绝缘电极60和接地端圆柱金属管61之间构成的环形空间高压交流非均匀电场作用下，进一步完成破乳。其中的少量气体去往出气管线31进入伴生气处理系统。破乳后的原油从出油管线25经过第三阀门18后，从电脱水器3罐体底部进入，通过电脱水器入口分布器62中均布排列的多个分支管上的布液孔流出，自下而上进入电脱水器3中的电场破乳区。电脱水器3中安装有射频导纳油水界面仪54，通过将射频导纳油水界面仪54与出油管线25中第三阀门18进行联动，控制油水乳化层在电场有效作用区域内，由多层(两层或三层)柱状电极构成的电极组件进行破乳脱水，在电场作用下水滴聚结长大，依靠重力沉降至电脱水器3底部区域，分离出的水相从第二管路33进入第二水力旋流器6中，分离出的少量气体从罐体顶部通过出气管线31进入伴生气处理系统。

经过二次脱水后的原油则充满脱水器的罐体上部空间，通过收油管64上的收油管分支管65的收油孔进入收油管64中，从输油管路26经过第四阀门19进入原油储罐4(或储油舱)中储存，以进行外输。在此过程中，借助安装在脱水器内的射频导纳油水界面仪54精确测量进而设法调控油水界面位置，通过增压泵21将电脱水器3中累积一定厚度的油水乳化液层中自管路42、第五阀门20抽取至管式电场破乳器2中进一步破乳处理，处理后的原油自出油管线25同样自电脱水器3底部进入，回掺至其脱水器内进一步脱水分离。来自第一管路32和第二管路33的含油污水分别经过第一水力旋流器5和第二水力旋流器6处理后，油相分别从顶部管线和管线汇合成一条管线36，进入污油收集装置，水相分别从底部管线汇合成一条管线进入立式气浮罐7中。经过立式气浮罐7进一步分离出的水相由含油污水外输管线41排出，视所在海域或油田的具体排放标准要求酌情进一步处理，而油相由污油管线37进入污油收集系统。

此外，本发明还提供了一种海上油田油井采出液脱水处理工艺，采用上述的海上油田油井采出液脱水处理系统实现，具体包括以下步骤：

步骤S1：油井采出液与化学药剂经过静态混合器8均匀混合、加热器9加热后，进入电场强化型三相分离器1；

步骤S2：在电场强化型三相分离器1内部依次经过脱除气体以及高压交流电场破乳脱水；

步骤S3：经电场强化型三相分离器1脱除的气体进入伴生气处理系统，排出的含油污水进入除油除悬设备进行净化处理；经电场强化型三相分离器1脱水后的油井采出液通过换热器10再次加热后进入管式电场破乳器2内；

步骤S4：油井采出液在管式电场破乳器2内部经高压交流电场作用进行破乳处理后，进入电脱水器3内；

步骤S5：油井采出液在电脱水器3内在高压交流电场作用下进一步脱水，在此过程中，利用增压泵将电脱水器3中积累的油水乳化液抽出，通过旁路管线返回至管式电场破乳器2中再进一步破乳处理，提高电脱水器3的脱水效果；

步骤S6：经过电脱水器3脱水后满足外输要求的达标原油进入原油储罐4储存，以进行外输，电脱水器3中排出的含油污水进入除油除悬设备进行净化处理。

由上述发明提供的技术方案可以看出，本发明具有如下优点：

在前端电场强化型三相分离器1内安装有气液旋流分离器47和悬挂板式电极组件14，能够适应含水率高达90％以上以及高含气的来液工况条件。借助高压交流电场强化乳化液破乳脱水，能够显著提升前端三相分离器的分离性能、增大处理能力、大幅减少破乳剂等化学药剂用量、降低加热温度；在竖挂板式电极电场协同破乳三相分离器(指的是电场强化型三相分离器1)和电脱水器3之间安装管式电场破乳器2，通过管式电场破乳器2的电场破乳作用使油井采出液中小液滴进一步聚结长大，促进其在电脱水器3中的沉降分离效果。同时，通过将电脱水器3内累积的、难处理的油水乳化液层抽取至管式电场破乳器2进一步处理，使乳化层厚度减小，以避免电脱水器3中因油水乳化液层过厚而占用有效处理容积、甚至因含水率过高而发生短路，导致电脱水器3无法正常运行，也能够显著提高电脱水器3的脱水性能。本发明能够在保证原油品质的同时，大幅减小分离设备的尺寸和重量。本发明尤其适用于海上浮式生产储卸油船(FPSO)、张力腿平台(TLP)等对设备载荷要求较高的场合，能够大幅降低生产和设备建设安装成本。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种海上油田油井采出液脱水处理系统，其特征在于，包括电场强化型三相分离器、管式电场破乳器、电脱水器以及除油除悬设备，其中：

所述电场强化型三相分离器入口与油井采出液来液管线连接，所述管式电场破乳器入口与所述电场强化型三相分离器油出口连接，且在所述电场强化型三相分离器与所述管式电场破乳器之间安装有换热器；所述电脱水器入口与所述管式电场破乳器连接，利用增压泵能通过抽油管线抽取所述电脱水器内部油水乳化层区域的油水乳化液返回至所述管式电场破乳器破乳处理后再回掺至所述电脱水器中；

所述电场强化型三相分离器、所述管式电场破乳器和所述电脱水器的气体出口均连接伴生气处理系统；所述电场强化型三相分离器的水相出口与所述电脱水器的水相出口均与所述除油除悬设备连接。

2.根据权利要求1所述的海上油田油井采出液脱水处理系统，其特征在于，所述除油除悬设备包括第一水力旋流器、第二水力旋流器和立式气浮罐，所述电场强化型三相分离器的水相出口与所述第一水力旋流器入口相连接，所述电脱水器的水相出口与所述第二水力旋流器入口相连接，所述第一水力旋流器水相出口与所述第二水力旋流器水相出口均与所述立式气浮罐入口连接，所述第一水力旋流器的油相出口、所述第二水力旋流器的油相出口和所述立式气浮罐的油相出口均连接至污油收集装置。

3.根据权利要求1所述的海上油田油井采出液脱水处理系统，其特征在于，与所述电场强化型三相分离器入口连接的所述油井采出液来液管线上设置有化学药剂加注管线旁路、静态混合器和加热器，油井采出液与所述化学药剂加注管线旁路注入的化学药剂经所述静态混合器混合后进入所述加热器加热，所述加热器与所述电场强化型三相分离器连接。

4.根据权利要求1所述的海上油田油井采出液脱水处理系统，其特征在于，所述电场强化型三相分离器包括第一罐体，所述第一罐体内的容置空间内设置有堰板，所述堰板将所述容置空间沿液体流动方向划分为气液分离区、电场破乳脱水区和集油区，所述第一罐体内部的液体通过设置在所述第一罐体外部的连接管线从所述气液分离区底部流动至所述电场破乳脱水区。

5.根据权利要求4所述的海上油田油井采出液脱水处理系统，其特征在于，所述气液分离区安装有气液预分离组件，所述气液预分离组件位于所述第一罐体内部入口端，所述电场破乳脱水区内安装有竖挂板式电极组件。

6.根据权利要求5所述的海上油田油井采出液脱水处理系统，其特征在于，所述电极组件通过型钢支撑框架设置在所述第一罐体内，所述电极组件包括绝缘电极和接地金属电极，所述绝缘电极和所述接地金属电极在所述型钢支撑框架上沿水平方向交替竖直悬挂设置，所述绝缘电极与高压交流电源连接，所述接地金属电极与所述第一罐体形成连接，所述绝缘电极与同一水平高度上的相邻的所述接地金属电极之间能形成电场以对所述第一罐体内的油井采出液破乳脱水。

7.根据权利要求6所述的海上油田油井采出液脱水处理系统，其特征在于，所述电场破乳脱水区底部安装有入口分布器，沿所述入口分布器的长度方向间隔设置有多个分支管，所述分支管上开设有布液孔，所述气液分离区通过所述连接管线与所述入口分布器相连通，所述气液分离区内脱气后的油井采出液进入所述连接管线，通过所述入口分布器上的所述分支管中的所述布液孔流出，在所述电场破乳脱水区自下向上流过所述电极组件。

8.根据权利要求6所述的海上油田油井采出液脱水处理系统，其特征在于，所述管式电场破乳器为竖直放置的管状结构，其内部有多个呈间隔设置的圆柱金属管构成蜂窝状流道，每个所述圆柱金属管的中心处均安装有柱状绝缘电极，所述圆柱金属管与接地极连接，所述柱状绝缘电极与高压交流电源连接作为高压极，所述柱状绝缘电极与所述圆柱金属管之间构成环形空间电场。

9.根据权利要求8所述的海上油田油井采出液脱水处理系统，其特征在于，所述电场强化型三相分离器中的所述接地金属电极为板状金属裸电极，所述绝缘电极是采用环氧树脂绝缘材料在板状金属裸电极表面进行绝缘处理而成；

所述管式电场破乳器内部的所述柱状绝缘电极，是以柱状金属裸电极作为基体，在所述柱状金属裸电极表面喷涂陶瓷粉末绝缘材料制成。

10.一种海上油田油井采出液脱水处理工艺，其特征在于，采用权利要求1～9任一项所述的海上油田油井采出液脱水处理系统实现，包括以下步骤：

步骤S1：油井采出液与化学药剂经过静态混合器均匀混合、加热器加热后，进入电场强化型三相分离器；

步骤S2：在电场强化型三相分离器内部依次经过脱除气体以及高压交流电场破乳脱水；

步骤S3：经电场强化型三相分离器脱除的气体进入伴生气处理系统，排出的含油污水进入除油除悬设备进行净化处理；经电场强化型三相分离器脱水后的油井采出液通过换热器再次加热后进入管式电场破乳器内；

步骤S4：油井采出液在管式电场破乳器内部经高压交流电场作用进行破乳处理后，进入电脱水器内；

步骤S5：油井采出液在电脱水器内通过高压交流电场作用下进行进一步脱水，在此过程中，利用增压泵将电脱水器中油水乳化层积累的油水乳化液抽出，通过旁路管线返回至管式电场破乳器中再进一步破乳处理，提高电脱水器的脱水效果；

步骤S6：经过电脱水器脱水后满足外输要求的达标原油进入原油储罐储存，以进行外输，电脱水器中排出的含油污水进入除油除悬设备进行净化处理。

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