CN114806628A - 一种石油提纯仰角式三相分离器及石油综合处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油钻采领域，公开了一种石油提纯仰角式三相分离器及石油综合处理系统，通过液压缸，间接控制钢制罐体的一端进行升降，从而确定相应的罐体仰角，罐体仰角越小，则气液混合物进入钢制罐体内后在油水分离聚结器上的分离占比面积越小，从而分离速率越小，实现分离速率可控，通过设置除杂管，使得气液混合物进入气液进口前能够经过滤器过滤除杂，避免较大固体杂质进入钢制罐体内，体现了立式分离器的优点，通过压强检测仪，实时检测钢制罐体内的压强，若内部压力过大，则由控制器控制第一电磁阀关闭并打开第二电磁阀，将气液混合物导致泄压罐内，避免持续加压，对钢制罐体内部元件造成损坏及发生溢流现象。

Description

一种石油提纯仰角式三相分离器及石油综合处理系统

技术领域

本发明涉及石油钻采领域，具体为一种石油提纯仰角式三相分离器及石油综合处理系统。

背景技术

目前，国内外油田通常采用重力沉降方式进行油气水三相分离处理，在油田生产过程中，

在油田实际应用中，立式分离器内气液分离界面小，气液分离效果相对较差；卧式分离器气液分离界面较大，气液分离效果较好，但液面高度小，排水口和油水界面距离短，油水分离效果差，且罐底面积大，占地面积大，同时在立式和卧式分离器中容易出现“死油区”和“死水区”，使得有效分离空间降低。

针对卧式和立式分离器在处理技术及现场生产上存在的局限性，造成分离效果不理想，分离出的水中含油量偏高等因素。通过研究先进适应技术，基于重力分离原理，开发出具有效率高，占地面积小等特点的仰角式的三相重力分离器，以适应满足油田生产需要，例如公开号为CN103657158B的专利文献中所示装置，但是该装置不具备倾角可调功能，无法适应不同的安装空间要求，以及无法根据进料速率实现不同的气液分离速率，且该装置有可能发生过压溢流现象，因此，我们公开了一种石油提纯仰角式三相分离器来满足石油的采集需求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了石油提纯仰角式三相分离器，具备倾角可调等优点，解决了分离速率不可调节等系列问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：石油提纯仰角式三相分离器，包括除杂机构、升降机构、泄压机构、连接机构与钢制罐体，所述钢制罐体上连接有气液进口，所述除杂机构与气液进口相连通，所述升降机构位于钢制罐体的底部，用以调整钢制罐体的倾斜程度，所述泄压机构与气液进口相连通，用于钢制罐体内部泄压，所述连接机构与钢制罐体的一端相连接，且设有相连通的排气口。

优选地，所述过滤机构包含除杂管和过滤器，所述除杂管中段为透明可视材质，所述除杂管内外分别设有位置相对应的过滤器和观察窗，所述观察窗用以观察过滤器内部杂质存储量。

优选地，所述气液进口与除杂管上均设有相对应的第一连接盘，两个所述第一连接盘上设有共有的多套第一连接螺栓和第一连接螺母,并通过其相连接，多个所述第一连接螺栓上均套接有与对应转动块相适配的第一垫片，通过设置第一垫片，实现紧固连接所述气液进口与除杂管。

优选地，所述升降机构包含T型块、升降杆与液压缸，所述钢制罐体的底部连接有转动块和升降块，所述升降块的底部开设有两个T型槽，两个所述T型块分别位于两个T型槽内且固定连接有同一个升降杆，所述液压缸的升缩杆的顶端间接连接有弧形块，所述升降杆转动套接在弧形块内，通过所述液压缸控制T型块实现滑动升降。

优选地，所述钢制罐体的底部设有两个安装板，其中一个所述安装板上连接有两个垂直块，所述转动块的两侧均开设有转动槽，所述垂直块与对应的转动槽内均转动套接有同一个连接栓，通过两个所述连接栓实现以连接栓为轴转动钢制罐体，两个所述连接栓的一端均固定连接有顶帽，两个所述连接栓上均贯穿有防脱螺栓，避免连接栓发生滑动。

优选地，所述泄压机构包含泄压罐和泄压管，所述气液进口与泄压管相连通，所述钢制罐体内外分别设有压强检测仪和控制器，所述气液进口与泄压管上分别设有相适配的第一电磁阀和第二电磁阀，通过所述压强检测仪实时检测钢制罐体内压强大小，通过所述控制器控制对应的电磁阀，完成泄压。

优选地，所述泄压罐与钢制罐体之间连接有同一个循环管并通过其相连通，所述循环管上设有相适配的第三电磁阀，所述第一电磁阀、第二电磁阀与第三电磁阀及压强检测仪均与控制器电性连接，通过所述循环管，将泄压罐内收集的混合物传输至钢制罐体内进行分离处理，所述控制器上设有与其电性连接的警报器。

优选地，所述钢制罐体内设有油水分离聚结器和两个位置相对应的缓冲板，通过所述缓冲板，缓解气液混合物的冲击力，降低气液混合物的流速，也可以起到整流作用，所述气液进口延伸至两个所述缓冲板之间，通过所述油水分离聚结器，吸附油水混合物中的水相，并在重力的作用下沉降至钢制罐体底部，实现油水分离，所述油水分离聚结器上设有出水管和连接管，所述钢制罐体的一端设有排水管和排油管，所述排油管与连接管的另一端相连接。

优选地，所述连接机构包含第二连接螺栓与第二连接螺母，所述钢制罐体的一端设有气液分离管，所述气液分离管与钢制罐体的一端均固定连接有第二连接盘，两个所述第二连接盘上设有多套第二连接螺栓与第二连接螺母并通过其相连接，多套所述第二连接螺栓与第二连接螺母之间均设有第二垫片，用以紧固连接，所述气液分离管内设有气液分离聚结器，用于去除气体中夹带的小液滴，所述钢制罐体上设有人孔。

优选地，所述钢制罐体的一端开设有环形密封槽，所述气液分离管的一端连接有与环形密封槽相适配的环形密封块，通过所述环形密封槽与环形密封块，确保所述气液分离管与钢制罐体之间连接具有更好的密封性。

一种石油综合处理系统，使用了如权利要求1-8任一项所述的一种石油提纯仰角式三相分离器。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了石油提纯仰角式三相分离器，具备以下有益效果：

1、该石油提纯仰角式三相分离器，通过液压缸，间接控制钢制罐体的一端进行升降，从而确定相应的罐体仰角，罐体仰角越小，则气液混合物进入钢制罐体内后在油水分离聚结器上的分离占比面积越小，从而分离速率越小，若进料速率高，则提高罐体仰角，气液混合物进入钢制罐体内后在油水分离聚结器上的分离占比面积越大，分离速率则越大，实现分离速率可控。

2、该石油提纯仰角式三相分离器，通过设置除杂管，使得气液混合物进入气液进口前能够经过滤器过滤除杂，避免较大固体杂质进入钢制罐体内，体现了立式分离器的优点，且通过对应螺栓螺母连接，方便拆装除杂管，便于定期清理除杂管内部，避免发生堵塞。

3、该石油提纯仰角式三相分离器，通过压强检测仪，实时检测钢制罐体内的压强，若内部压力过大，则由控制器控制第一电磁阀关闭并打开第二电磁阀，将气液混合物导致泄压罐内，避免持续加压，对钢制罐体内部元件造成损坏，压强较小时，开启第三电磁阀，将泄压罐内的气液混合物导至钢制罐体内进行分离，实现有效泄压。

4、该石油提纯仰角式三相分离器，通过第二连接螺栓与第二连接螺母，将气液分离聚结器与钢制罐体进行可拆式连接，能够单独将气液分离聚结器拆下进行定期更换或维护，避免传统方式需要人工进入钢制罐体内，提高了分离器的安装性，通过环形密封槽与环形密封块，提高连接的密封性，避免出现气体泄漏。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明另一视角立体结构示意图；

图3为本发明剖开立体结构示意图；

图4为本发明部分剖开立体结构示意图；

图5为本发明钢制罐体立体结构示意图；

图6为本发明钢制罐体另一视角立体结构示意图；

图7为本发明升降机构立体结构示意图；

图8为本发明除杂管立体结构示意图；

图9为本发明油水分离聚结器与气液分离管立体结构示意图。

图中：1、钢制罐体；2、转动块；3、升降块；4、转动槽；5、安装板；6、连接栓；7、顶帽；8、防脱螺栓；9、T型槽；10、T型块；11、升降杆；12、液压缸；13、弧形块；14、气液进口；15、除杂管；16、第一连接盘；17、过滤器；18、观察窗；19、第一连接螺栓；20、第一连接螺母；21、第一垫片；22、泄压罐；23、泄压管；24、循环管；25、压强检测仪；26、控制器；27、第一电磁阀；28、第二电磁阀；29、第三电磁阀；30、警报器；31、缓冲板；32、油水分离聚结器；33、出水管；34、连接管；35、排油管；36、环形密封槽；37、气液分离管；38、环形密封块；39、排气口；40、第二连接盘；41、第二连接螺栓；42、第二连接螺母；43、人孔；44、气液分离聚结器；45、排水管。

具体实施方式

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。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了石油提纯仰角式三相分离器

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-9所示，石油提纯仰角式三相分离器，包括除杂机构、升降机构、泄压机构、连接机构与钢制罐体1，钢制罐体1上连接有气液进口14，除杂机构与气液进口14相连通，升降机构位于钢制罐体1的底部，用以调整钢制罐体1的倾斜程度，泄压机构与气液进口14相连通，用于钢制罐体1内部泄压，连接机构与钢制罐体1的一端相连接，且设有相连通的排气口39。

进一步的，在上述方案中，过滤机构包含除杂管15和过滤器17，除杂管15中段为透明可视材质，除杂管15内外分别设有位置相对应的过滤器17和观察窗18，观察窗18用以观察过滤器17内部杂质存储量，防止使用时间过长造成过滤器17内部堵塞。

进一步的，在上述方案中，气液进口14与除杂管15上均设有相对应的第一连接盘16，两个第一连接盘16上设有共有的多套第一连接螺栓19和第一连接螺母20,并通过其相连接，多个第一连接螺栓19上均套接有与对应转动块2相适配的第一垫片21，通过设置第一垫片21，实现紧固连接气液进口14与除杂管15，避免出现渗漏现象。

进一步的，在上述方案中，升降机构包含T型块10、升降杆11与液压缸12，钢制罐体1的底部连接有转动块2和升降块3，升降块3的底部开设有两个T型槽9，两个T型块10分别位于两个T型槽9内且固定连接有同一个升降杆11，液压缸12的升缩杆的顶端间接连接有弧形块13，升降杆11转动套接在弧形块13内，通过液压缸12控制T型块10实现滑动升降，带动钢制罐体1的一端进行升降，既能适应不同的安装空间需求，也能改变混合物在油水分离聚结器32中的分离速率。

进一步的，在上述方案中，钢制罐体1的底部设有两个安装板5，其中一个安装板5上连接有两个垂直块，转动块2的两侧均开设有转动槽4，垂直块与对应的转动槽4内均转动套接有同一个连接栓6，通过两个连接栓6实现以连接栓6为轴转动钢制罐体1，两个连接栓6的一端均固定连接有顶帽7，两个连接栓6上均贯穿有防脱螺栓8，避免连接栓6发生滑动，造成钢制罐体1的一端脱落。

进一步的，在上述方案中，泄压机构包含泄压罐22和泄压管23，气液进口14与泄压管23相连通，钢制罐体1内外分别设有压强检测仪25和控制器26，气液进口14与泄压管23上分别设有相适配的第一电磁阀27和第二电磁阀28，通过压强检测仪25实时检测钢制罐体1内压强大小，通过控制器26控制对应的电磁阀，完成泄压，避免压强过大对管道等元件造成损坏。

进一步的，在上述方案中，泄压罐22与钢制罐体1之间连接有同一个循环管24并通过其相连通，循环管24上设有相适配的第三电磁阀29，第一电磁阀27、第二电磁阀28与第三电磁阀29及压强检测仪25均与控制器26电性连接，通过循环管24，将泄压罐22内收集的混合物传输至钢制罐体1内进行分离处理，控制器26上设有与其电性连接的警报器30，压强过大时能够及时提醒操作人员调节流量。

进一步的，在上述方案中，钢制罐体1内设有油水分离聚结器32和两个位置相对应的缓冲板31，通过缓冲板31，缓解气液混合物的冲击力，降低气液混合物的流速，也可以起到整流作用，气液进口14延伸至两个缓冲板31之间，通过油水分离聚结器32，吸附油水混合物中的水相，并在重力的作用下沉降至钢制罐体1底部，实现油水分离，油水分离聚结器32上设有出水管33和连接管34，钢制罐体1的一端设有排水管45和排油管35，排油管35与连接管34的另一端相连接，通过排水管45和排油管35，分别将水与油排出钢制罐体1外。

进一步的，在上述方案中，连接机构包含第二连接螺栓41与第二连接螺母42，钢制罐体1的一端设有气液分离管37，气液分离管37与钢制罐体1的一端均固定连接有第二连接盘40，两个第二连接盘40上设有多套第二连接螺栓41与第二连接螺母42并通过其相连接，多套第二连接螺栓41与第二连接螺母42之间均设有第二垫片，用以紧固连接，气液分离管37内设有气液分离聚结器44，用于去除气体中夹带的小液滴，钢制罐体1上设有人孔43，通过设置人孔43，便于检修人员进入钢制罐体1内进行日常维护。

进一步的，在上述方案中，钢制罐体1的一端开设有环形密封槽36，气液分离管37的一端连接有与环形密封槽36相适配的环形密封块38，通过环形密封槽36与环形密封块38，确保气液分离管37与钢制罐体1之间连接具有更好的密封性，确保气体由排气口39排出，避免出现气体渗漏溢出。

工作原理：在使用时，根据使用场地以及分离速率的要求，通过液压缸12，间接控制钢制罐体1的一端进行升降，从而确定相应的罐体仰角，罐体仰角越小，则气液混合物进入钢制罐体1内后在油水分离聚结器32上的分离占比面积越小，从而分离速率越小，若进料速率高，则提高罐体仰角，气液混合物进入钢制罐体1内后在油水分离聚结器32上的分离占比面积越大，分离速率则越大，继而实现分离速率可控。

通过设置除杂管15，使得气液混合物进入气液进口14前能够经过滤器17过滤除杂，避免较大固体杂质进入钢制罐体1内，体现了立式分离器的优点，且通过对应螺栓螺母连接，方便拆装除杂管15，便于定期清理除杂管15内部，防止发生堵塞影响正常使用。

通过压强检测仪25，实时检测钢制罐体1内的压强，若内部压力过大，则由控制器26控制第一电磁阀27关闭并打开第二电磁阀28，将气液混合物导致泄压罐22内，避免持续加压，对钢制罐体1内部元件造成损坏，压强较小时，开启第三电磁阀29，将泄压罐22内的气液混合物导至钢制罐体1内进行分离，从而实现有效泄压。

通过第二连接螺栓41与第二连接螺母42，将气液分离聚结器44与钢制罐体1进行可拆式连接，能够单独将气液分离聚结器44拆下进行定期更换或维护，避免传统方式需要人工进入钢制罐体1内，提高了分离器的安装性，通过环形密封槽36与环形密封块38，提高连接的密封性，避免在输送气体时出现气体泄漏。

通过缓冲板31，缓解气液混合物的冲击力，降低气液混合物的流速，也可以起到整流作用，通过油水分离聚结器32，吸附油水混合物中的水相，并在重力的作用下沉降至钢制罐体1底部，实现油水分离，通过排水管45和排油管35，分别将水与油排出钢制罐体1外进行区别收集。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种石油提纯仰角式三相分离器，包括除杂机构、泄压机构、连接机构与钢制罐体(1)，其特征在于：所述钢制罐体(1)上连接有气液进口(14)，所述除杂机构与气液进口(14)相连通，所述泄压机构与气液进口(14)相连通，用于钢制罐体(1)内部泄压，所述连接机构与钢制罐体(1)的一端相连接，且设有相连通的排气口(39)；所述钢制罐体(1)内设有油水分离聚结器(32)和两个位置相对应的缓冲板(31)，通过所述缓冲板(31)，缓解气液混合物的冲击力，降低气液混合物的流速，也可以起到整流作用，所述气液进口(14)延伸至两个所述缓冲板(31)之间，通过所述油水分离聚结器(32)，吸附油水混合物中的水相，并在重力的作用下沉降至钢制罐体(1)底部，实现油水分离。

2.根据权利要求1所述的一种石油提纯仰角式三相分离器，其特征在于：所述过滤机构包含除杂管(15)和过滤器(17)，所述除杂管(15)中段为透明可视材质，所述除杂管(15)内外分别设有位置相对应的过滤器(17)和观察窗(18)，所述观察窗(18)用以观察过滤器(17)内部杂质存储量。

3.根据权利要求2所述的一种石油提纯仰角式三相分离器，其特征在于：所述气液进口(14)与除杂管(15)上均设有相对应的第一连接盘(16)，两个所述第一连接盘(16)上设有共有的多套第一连接螺栓(19)和第一连接螺母(20),并通过其相连接，多个所述第一连接螺栓(19)上均套接有与对应转动块(2)相适配的第一垫片(21)，通过设置第一垫片(21)，实现紧密连接所述气液进口(14)与除杂管(15)。

4.根据权利要求3所述的一种石油提纯仰角式三相分离器，其特征在于：还包括用以调整钢制罐体(1)的倾斜程度的升降机构，所述升降机构包含T型块(10)、升降杆(11)与液压缸(12)，所述钢制罐体(1)的底部连接有转动块(2)和升降块(3)，所述升降块(3)的底部开设有两个T型槽(9)，两个所述T型块(10)分别位于两个T型槽(9)内且固定连接有同一个升降杆(11)，所述液压缸(12)的升缩杆的顶端间接连接有弧形块(13)，所述升降杆(11)转动套接在弧形块(13)内，通过所述液压缸(12)控制T型块(10)实现滑动升降。

5.根据权利要求4所述的一种石油提纯仰角式三相分离器，其特征在于：所述钢制罐体(1)的底部设有两个安装板(5)，其中一个所述安装板(5)上连接有两个垂直块，所述转动块(2)的两侧均开设有转动槽(4)，所述垂直块与对应的转动槽(4)内均转动套接有同一个连接栓(6)，通过两个所述连接栓(6)实现以连接栓(6)为轴转动钢制罐体(1)。

6.根据权利要求5所述的一种石油提纯仰角式三相分离器，其特征在于：所述泄压机构包含泄压罐(22)和泄压管(23)，所述气液进口(14)与泄压管(23)相连通，所述钢制罐体(1)内外分别设有压强检测仪(25)和控制器(26)，所述气液进口(14)与泄压管(23)上分别设有相适配的第一电磁阀(27)和第二电磁阀(28)，通过所述压强检测仪(25)实时检测钢制罐体(1)内压强大小，通过所述控制器(26)控制对应的电磁阀，完成泄压。

7.根据权利要求6所述的一种石油提纯仰角式三相分离器，其特征在于：所述泄压罐(22)与钢制罐体(1)之间连接有同一个循环管(24)并通过其相连通，所述循环管(24)上设有相适配的第三电磁阀(29)，所述第一电磁阀(27)、第二电磁阀(28)与第三电磁阀(29)及压强检测仪(25)均与控制器(26)电性连接，通过所述循环管(24)，将泄压罐(22)内收集的混合物传输至钢制罐体(1)内进行分离处理。

8.根据权利要求7所述的一种石油提纯仰角式三相分离器，其特征在于：所述连接机构包含第二连接螺栓(41)与第二连接螺母(42)，所述钢制罐体(1)的一端设有气液分离管(37)，所述气液分离管(37)与钢制罐体(1)的一端均固定连接有第二连接盘(40)，两个所述第二连接盘(40)上设有多套第二连接螺栓(41)与第二连接螺母(42)并通过其相连接，多套所述第二连接螺栓(41)与第二连接螺母(42)之间均设有第二垫片，用以紧固连接，所述气液分离管(37)内设有气液分离聚结器(44)，用于去除气体中夹带的小液滴。

9.一种石油综合处理系统，使用了如权利要求1-8任一项所述的一种石油提纯仰角式三相分离器。

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