CN201735213U - 油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，包括卧式油气水分离筒体，所述卧式油气水分离筒体上设有漩流预分离器、变压器和分气包，所述卧式油气水分离筒体内依次设有沉降室、电脱水室和水室，所述沉降室和水室下方通过集水管相连，所述漩流预分离器的导液管伸入沉降室内，所述电脱水室内设有高压电极板，所述高压电极板连接变压器。本实用新型的装置具有油气分离、油水沉降分离、加热、电脱水的功能，操作简便、结构紧凑、分离效果好、可靠性高、投资低的优点。

Description

油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置

技术领域

本实用新型涉及分离装置，特别涉及一种油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置。

背景技术

油井采出液通常含有水，特别是在油井生产的中后期，含水量逐渐增多。油田集中处理站处理油井来液，使油气水得到分离，处理后的油、气、水达到规定的指标要求。

处理油水密度差较小的重质原油和稠油，往往需要配套使用电脱水器，采用油气水三相分离器和电脱水器结合的脱水工艺，以便降低原油的含水率，使净化原油达到质量要求。电脱水器常作为油水分离的最后一道工序，电脱水过程实际就是电破乳过程，其原理是将原油置于高压电场中，使水滴发生变形和产生静电力，从而促使水滴克服乳化膜的障碍而彼此聚结成粒径较大的水滴，在原油中沉降分离出来。

目前，重质原油和稠油处理采用的油气水三相分离器和电脱水器结合脱水工艺存在以下问题和不足：

(1)原油脱水工艺流程复杂，例如某油田集中处理站原油脱水工艺流程为：油井来液→三相分离器→缓冲罐→脱水泵→换热器→电脱水器→低含水率净化原油。

(2)生产设备多，工程施工工程量大，设备采购周期长，施工工期长，油田投产时间晚，工程整体投资大。

(3)脱水工艺流程操作复杂，设备之间衔接对原油物性、温度、压力、原油含水率等参数要求高。

(4)常规脱水工艺设备多，包括三相分离器、缓冲罐、脱水泵、换热器、电脱水器等，设备故障率高，日常生产维护管理难度大，所需管理和操作人员多。

(5)常规脱水工艺流程占地面积大，三相分离器、电脱水器等检修排污量大。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中存在的不足，提供了一种具有操作简便、结构紧凑、分离效果好、可靠性高、投资低的油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，包括卧式油气水分离筒体，所述卧式油气水分离筒体上设有漩流预分离器、变压器和分气包，所述卧式油气水分离筒体内依次设有沉降室、电脱水室和水室，所述沉降室和水室下方通过集水管相连，所述漩流预分离器的导液管伸入沉降室内，所述电脱水室内设有高压电极板，所述高压电极板连接变压器。

所述沉降室内依次设有导液管、波纹板整流器、加热器和电脱水室挡板，所述电脱水室挡板连接隔离挡板，所述隔离挡板设置在所述电脱水室内。

所述电脱水室和水室之间设有水室挡板，所述电脱水室挡板高度小于水室挡板高度。

所述加热器的加热盘管内设有蒸汽或导热油。

所述加热器为电加热器。

所述电脱水室内设有净化油出口管，所述高压电极板设置在净化油出口管的管口下方。

所述卧式油气水分离简体上设有压力变送器和温度变送器，所述电脱水室内设有电脱水室液位变送器，所述水室内设有水室液位变送器。

所述加热器一端连接加热介质进口切断阀，另一端连接加热介质出口控制阀，所述沉降室下方设有排污出口切断阀，所述净化油出口管上设有净化原油出口调节阀，所述电脱水室下部设有电脱水室污水出口阀，所述水室下部设有水室污水出口调节阀，所述漩流预分离器分别连接有装置进口切断阀和切断阀，所述分气包上设有天然气出口调节阀。

本发明的装置还包括工业计算机，所述压力变送器、温度变送器、变压器、电脱水室液位变送器、天然气出口调节阀、水室液位变送器、水室污水出口调节阀、净化原油出口调节阀、加热介质出口控制阀分别与工业计算机相连。

所述漩流预分离器、分气包与卧式油气水分离筒体为一体结构。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：

(1)同时具有油气水三相分离、加热和电脱水功能，油气水三相分离、加热和电脱水在同一卧式筒体内完成，简化了原油处理工艺，减少了生产设备的数量，结构紧凑，具有体积小，占地面积少，建设周期短，投资低的优点，特别适合重质原油和稠油的分气、脱水处理。

(2)水室和沉降室的底部连通，类似于U型管结构，实现了沉降室油水界面控制与水室污水液位控制相结合。沉降室不单独设置油水界面检测控制仪表，水室设置污水液位控制仪表。只要控制水室污水的液位，沉降室的油水界面就随水室液位的变化而变化，从而提高了本实用新型沉降室油水界面的控制精度，保证进入电脱水室含水原油的含水率。

(3)工业计算机实施在线计量及控制电脱水电压、装置压力、电脱水室及水室液位、沉降室温度，自动化程度高，因此本实用新型具有操作简单，工作效率高，减少了大量的管理人员，降低日常管理费用等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面所列附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置结构示意图。

附图中，各标号所代表的组件列表如下：

图中：1装置进口切断阀，2漩流预分离器，3导液管，4切断阀，5压力变送器，6温度变送器，7变压器，8电脱水室液位变送器，9天然气出口调节阀，10捕雾网，11分气包，12水室液位变送器，13电脱水室，14工业计算机，15水室，16水室挡板，17高压电极板，18集水管，19水室污水出口调节阀，20电脱水室污水出口阀，21净化原油出口调节阀，22电脱水室挡板，23沉降室，24排污出口切断阀，25加热介质进口切断阀，26加热介质出口控制阀，27加热器，28波纹板整流器，29卧式油气水分离筒体。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，一种油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，本装置采用卧式筒体橇装结构，包括卧式油气水分离筒体29，卧式油气水分离筒体29上设有漩流预分离器2、变压器7和分气包11，漩流预分离器2、分气包11与卧式油气水分离筒体29为一个整体结构，变压器7安装在卧式油气水分离筒体29上面设置的平台上。卧式油气水分离筒体29内依次设有沉降室23、电脱水室13和水室15，沉降室23和水室15下方通过集水管18相连，漩流预分离器2的导液管3伸入沉降室23内，电脱水室13内设有高压电极板17，高压电极板17连接变压器7。沉降室23内依次设有导液管3、波纹板整流器28、加热器27和电脱水室挡板22，电脱水室挡板22连接隔离挡板，所述隔离挡板设置在电脱水室13内。加热器27设在沉降室23内的油水界面之上、原油液面之下，仅对低含水原油进行加热，以减少加热负荷。加热器27采用蒸汽或导热油加热盘管，对于规模小的装置可采用电加热。电脱水室13和水室15之间设有水室挡板16，电脱水室挡板22高度小于水室挡板13高度。电脱水室13内设有净化油出口管，高压电极板17设置在电脱水室原油液面和净化油出口管的管口之下，保证高压电极板17处于液相中。卧式油气水分离筒体29上设有压力变送器5和温度变送器6，电脱水室13内设有电脱水室液位变送器8，水室15内设有水室液位变送器12。加热器27一端连接加热介质进口切断阀26，另一端连接加热介质出口控制阀25，为了便于卧式油气水分离筒体29排污，卧式油气水分离筒体29的下方连接排污出口切断阀24。净化油出口管上设有净化原油出口调节阀21，电脱水室13下部设有电脱水室污水出口阀20，水室15下部设有水室污水出口调节阀19，漩流预分离器2分别连接有装置进口切断阀1和切断阀4，当气量大到对页面有冲击作用时，可以调节切断阀4的开或关，从而调节气量的大小，分气包11上设有天然气出口调节阀9。压力变送器5、温度变送器6、变压器7、电脱水室液位变送器8、天然气出口调节阀9、水室液位变送器12、水室污水出口调节阀19、净化原油出口调节阀21、加热介质出口控制阀26分别与工业计算机14相连，并通过工业计算机14控制，上述的自动控制通过现有技术均能够实现。

本实用新型的工作原理：

油井来液，即油气水混合物经过装置进口切断阀1进入漩流预分离器2进行气液的初级分离，分离出的天然气进入沉降室23顶部的气相空间，进一步进行重力沉降分离，天然气经分气包11的捕雾网10除雾后从顶部天然气出口调节阀9排出。漩流预分离器2分离出的液体经导液管3进入沉降室23底部的液相空间，经波纹板整流器28强化破乳沉降分水。在沉降室23内油水界面之上设置加热器27对含水原油进行加热，含水原油在加热作用下进一步分离，形成了低含水原油。沉降室23分出的低含水原油经过电脱水室挡板22进入电脱水室13，电脱水室挡板22配备防止电脱水室液面波动的结构，即在电脱水室挡板22上加装一个隔离挡板，因为电脱水室的液位低于沉降室液位，当液体从电脱水室挡板22上落下时会冲击电脱水室的净化原油的液面，使得液面检测不准，加装隔离挡板可以防止电脱水室的净化原油的液面波动。电脱水室挡板22顶部为原油液面最高位置；分出的污水通过底部集水管18进入水室15。电脱水室13利用高压电极板17形成的强电场进行电脱水，变压器7向高压电极板17提供高压电流，在高压电极的作用下油水得到彻底分离，经深度脱水后的净化原油在电脱水室液位调节控制下从上部通过净化原油出口调节阀21排出装置，分出的污水从底部通过电脱水室污水出口阀20排出与水室的污水汇合。水室15的污水在液位控制下通过水室污水出口调节阀19排出，通过水室15的液位调节来控制沉降室23的油水界面。沉降室23的油水界面影响进入电脱水室13含水原油的含水率，水室15液面低，油水界面相应地就低，原油在沉降室的时间就长，进入电脱水室13的含水原油含水率相应地就低。工业计算机14实现压力、温度、液位、电压、电流的控制调节，加热温度通过温度变送器6传输给工业计算机14，工业计算机14通过调节加热介质出口控制阀26来控制沉降室23的加热温度，电脱水室13的液位通过电脱水室液位变送器8传输给工业计算机14，工业计算机14通过调节净化原油出口调节阀21、水室污水出口调节阀19来控制电脱水室13的液位及油水界面，水室15的液位通过水室液位变送器12传输给工业计算机14，工业计算机14通过调节水室污水出口调节阀19来控制水室15的液位及沉降室23的油水界面，工业计算机14通过实测提供的净化原油含水率来控制变压器7的电压及电流，装置的压力通过压力变送器5传输给工业计算机14，工业计算机14通过调节天然气出口调节阀9来控制装置的分离压力。

本实用新型具有以下多项优点：

(1)本实用新型简化了原油处理工艺，将三相分离器、缓冲罐、脱水泵、换热器、电脱水器等设备融为一体，成为一个独立设备，工作效率高，结构紧凑，设备占地面积少。

(2)在电脱水室液面下方设置高压电极，形成高压电场，用于低含水原油的深度电脱水，省去了常规的单独成套的电脱水器装置。

(3)沉降室液面通过沉降室与电脱水室之间的挡板高度来控制，设计为固定值；沉降室通过底部污水连通管与水室相连，沉降室的油水界面高度通过调节水室的液位高度来控制，不必单独设置油水界面控制，通过水室的液位调节来控制去电脱水室含水原油的含水量，保障电脱水的运行效果。

(4)加热器设在油水界面以上的油层中，仅加热油相，而不加热水相，有效地减少了热负荷，降低生产耗能，节约能源，原油经加热后有利于自然沉降脱水和电脱水。

(5)减少了油田生产设备的数量，设备投资小，施工工程量少，施工工期短，油田投产时间早。

(6)自动化程度高，操作简便，日常生产维护管理容易，设备故障率低，所需管理和操作人员少，降低人工成本，提高了原油处理站场的安全生产。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，其特征在于，包括卧式油气水分离筒体，所述卧式油气水分离筒体上设有漩流预分离器、变压器和分气包，所述卧式油气水分离筒体内依次设有沉降室、电脱水室和水室，所述沉降室和水室下方通过集水管相连，所述漩流预分离器的导液管伸入沉降室内，所述电脱水室内设有高压电极板，所述高压电极板连接变压器。

2.根据权利要求1所述的油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，其特征在于，所述沉降室内依次设有导液管、波纹板整流器、加热器和电脱水室挡板，所述电脱水室挡板连接隔离挡板，所述隔离挡板设置在所述电脱水室内。

3.根据权利要求2所述的油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，其特征在于，所述电脱水室和水室之间设有水室挡板，所述电脱水室挡板高度小于水室挡板高度。

4.根据权利要求3所述的油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，其特征在于，所述加热器的加热盘管内设有蒸汽或导热油。

5.根据权利要求3所述的油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，其特征在于，所述加热器为电加热器。

6.根据权利要求1所述的油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，其特征在于，所述电脱水室内设有净化油出口管，所述高压电极板设置在净化油出口管的管口下方。

7.根据权利要求1-6任一项所述的油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，其特征在于，所述卧式油气水分离筒体上设有压力变送器和温度变送器，所述电脱水室内设有电脱水室液位变送器，所述水室内设有水室液位变送器。

8.根据权利要求7所述的油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，其特征在于，所述加热器一端连接加热介质进口切断阀，另一端连接加热介质出口控制阀，所述沉降室下方设有排污出口切断阀，所述净化油出口管上设有净化原油出口调节阀，所述电脱水室下部设有电脱水室污水出口阀，所述水室下部设有水室污水出口调节阀，所述漩流预分离器分别连接有装置进口切断阀和切断阀，所述分气包上设有天然气出口调节阀。

9.根据权利要求8所述的油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，其特征在于：还包括工业计算机，所述压力变送器、温度变送器、变压器、电脱水室液位变送器、天然气出口调节阀、水室液位变送器、水室污水出口调节阀、净化原油出口调节阀、加热介质出口控制阀分别与工业计算机相连。

10.根据权利要求9所述的油气水沉降分离电脱水多功能三相分离装置，其特征在于，所述漩流预分离器、分气包与卧式油气水分离筒体为一体结构。