CN204824746U - 多功能油气水分离器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及石油开采装置领域，具体而言，涉及一种多功能油气水分离器。其包括上罐体、下罐体和电极组件；上罐体与下罐体通过进液管连通；电极组件设置在下罐体内；上罐体上设置有进料口、开孔隔板和排气口；进料口设置在上罐体的一端；排气口设置在上罐体的另一端；开孔隔板设置在上罐体内部；下罐体上设置有排水口和出油口；排水孔设置在下罐体的下部；出油口设置在下罐体的上部；进液管的一端连通上罐体的下部，另一端穿过电极组件连通下罐体的下部。本实用新型使气液分离与油水分离分开处理结构，使油水分离中没有气体，保证了高压静电场的安全、平稳的运行；减少气液分离的空间，增加了油水分离的空间，从而提高了油水分离的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油开采装置领域，具体而言，涉及一种多功能油气水分离器。
背景技术
原油采出液从油田开采出来后，含有水、天然气，在运输前需要进行脱水、脱气处理，处理后的净化原油和天然气作为产品分别进行外输，分离出来的水可以作为油井的回注水。油田采出液的分离一般采用三相分离器和电脱水器进行处理，但随着油田采出液含水量的增加，三相分离器处理后的原油含水量仍然过高，过高的原油进入电脱水器，会造成电脱水器内的电极之间发生短路而无法正常工作，影响着油田外输原油含水量不达标的情况发生。
现有常规的三相分离器主要结构是原油从罐体的一端进入，通过气液预分离或直接喷入罐内，罐体上部为气液分离空间，下部为油水分离空间，内部设置有聚结板或梳气板，通过重力沉降分离的方式进行油气水的分离。这样的设置，会存在很多问题，如：(1)气液分离空间占用大，影响油水分离的效果；(2)水平流动截面小导致流速过快，小水滴沉降时间长；(3)聚结板破乳效果差，小水滴聚结成大水滴速度慢。
而电脱水器的主要结构是罐内设置有电极板，电极板之间形成电场，含水原油经过电场时，利用电场对细小水滴的聚结作用，进行脱水，但当含水量过高的原油进入电场时，因导电率大造成电极板之间短路，无法建立电场，从而降低脱水效果。因而对于高含水的原油或油田采出液，一般需要多级三相分离器和电脱水器进行脱水才能满足原油含水要求，因而分离设备数量多、占地面积增大，加大了工程的投资费用，尤其是海上平台影响较大。
近年来，人们针对常规三相分离器存在的问题对其进行了改进，提出了一些新型结构的三相分离器。
现在的新型结构三相游离水分离器，包括卧式罐体、气液旋流分离器。罐体内设有进液隔板，进液隔板将罐体分成气液分离区域与油水分离区域。油水分离区域的上部设有分布槽，分布槽的下方设有竖挂板式电极。
现在的这种三相游离水分离器也有很多的缺点，如：
(1)结构复杂，内构件占罐内空间大，影响油水分离和气液分离的效果；(2)油水混合物从分布槽底部的分散通孔流出后在油水分离区域自上而下流动并在竖挂板式电极的电场区域进行油水分离；由于流动方向与水滴沉降方向一致，影响了油水分离效果；(3)油水分离过程中流动不平稳，存在扰流问题。出口管位于封头上，油水混合物的流动由分散孔流出后自上而下流动，经过电场后，然后水平流动绕过出液隔板的下端到达出口，会与下部含水的原油进行掺混，影响油水分离效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多功能油气水分离器，以解决上述的问题。
在本实用新型的实施例中提供了一种多功能油气水分离器，包括上罐体、下罐体和电极组件；
所述上罐体与所述下罐体通过进液管连通；
所述电极组件设置在所述下罐体内；
所述上罐体上设置有进料口、开孔隔板和排气口；
所述进料口设置在所述上罐体的一端；
所述排气口设置在所述上罐体的另一端；
所述开孔隔板设置在所述上罐体内部，将所述上罐体内部分隔为两个连通的腔体；
所述下罐体上设置有排水口和出油口；
所述排水孔设置在所述下罐体的下部；
所述出油口设置在所述下罐体的上部；
所述进液管的一端连通所述上罐体的下部，另一端穿过所述电极组件连通所述下罐体的下部；
所述上罐体内设置有旋流管；
所述旋流管与所述进料口连通；
所述旋流管上设置有与所述上罐体连通的出气口；
所述旋流管上还设置有下端出口，用于排出没有分离的油液。
进一步的，所述排气口靠近所述上罐体的内部的一端设置有除沫丝网，用于进一步过滤分离出来的气体。
进一步的，多功能油气水分离器还包括变压器；
所述变压器与所述电极组件连接，用于稳定所述电极组件的电压。
进一步的，所述电极组件包括由下而上依次设置的绝缘电极层、接地金属电极层、金属电极层和接地电极层。
进一步的，所述下罐体内设置有进液分布器；
所述进液分布器与所述进液管连通；
所述进液分布器设置在所述下罐体内部的下部。
进一步的，所述下罐体内设置有收油管；
所述收油管设置在所述下罐体内部的上部；
所述收油管与所述出油口连通。
进一步的，所述上罐体上设置有压力计，用于监测所述上罐体内的压力。
进一步的，所述上罐体上设置有液面计。
进一步的，所述下罐体上设置有界位计。
进一步的，所述下罐体远离所述上罐体的一侧设置有底座。
本实用新型提供的多功能油气水分离器，在上罐体内通过开孔隔板进行气液分离，在下罐体内通过电极组件进行油水分离，使气液分离与油水分离分开处理结构，使油水分离中没有气体，保证了高压静电场的安全、平稳的运行；有效地提高了气液分离、油水分离的效率，具有三相分离器、电脱水器两者合一的功能和效果，可以减少设备投资和设备规模；减少气液分离的空间，增加了油水分离的空间，从而提高了油水分离的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型多功能油气水分离器的结构示意图；
图2为本实用新型多功能油气水分离器的电极组件的结构示意图。
附图标记：
1：上罐体2：进料口3：旋流管
4：出气口5：开孔隔板6：压力计
7：除沫丝网8：排气口9：液面计
10：变压器11：出油口12：出液口
13：收油管14：电极组件15：界位计
16：排水口17：进液管18：进液分布器
19：底座20：下罐体21：下端出口
22：气液液面23：油水界位14-1:绝缘电极层
14-2:接地金属电极层14-3:金属电极层14-4:接地电极层
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，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型所保护的范围。
在本实用新型的描述中，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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如附图所示，本实用新型提供了一种多功能油气水分离器，包括上罐体1、下罐体20和电极组件14；
上罐体1与下罐体20通过进液管17连通；
电极组件14设置在下罐体20内；
上罐体1上设置有进料口2、开孔隔板5和排气口8；
进料口2设置在上罐体1的一端；
排气口8设置在上罐体1的另一端；
开孔隔板5设置在上罐体1内部，将上罐体1内部分隔为两个连通的腔体；
下罐体20上设置有排水口16和出油口11；
排水孔设置在下罐体20的下部；
出油口11设置在下罐体20的上部；
进液管17的一端连通上罐体1的下部，另一端穿过电极组件14连通下罐体20的下部；
上罐体1内设置有旋流管3；
旋流管3与进料口2连通；
旋流管3上设置有与上罐体1连通的出气口4；
旋流管3上还设置有下端出口21，用于排出没有分离的油液。。
在上罐体1内设置开孔隔板5，通过开孔隔板5将从进料口2进入到上罐体1内的原油进行过滤，使原油进行气液分离，分离后的气体从排气口8中排出，分离后的液体通过进液管17进入到下罐体20内。
在下罐体20中设置电极组件14，通过电极组件14的磁场作用，将水气或小水滴进行汇集，在重力的作用下下沉，水滴沉积在罐内底部形成水层，进而从排水口16排出，在原油的持续进入过程中，分离的油越来越多，就可以从下罐体20的出油口11进行出油。
由此，通过上罐体1和下罐体20的分别作业，进而达到油气水分离的目的。
在本实施例中，开孔隔板5为圆盘形，上部气相部分开有直径10-20mm的孔，相邻孔之间的间距为50-100mm，下部液相部分开有直径20-30mm的孔，相邻孔之间的间距为100-150mm。
旋流管3内部设置有旋流槽，当原油以一定的速度进入旋流器，遇到旋流器器壁后被迫作回转运动。由于所受的离心力不同，原油中的液体所受的离心力大，能够克服阻力向管壁运动，并在自身重力的共同作用下，沿管壁螺旋向下运动，而气体或小粒度的液滴因所受的离心力小，未及靠近管壁即随原油做回转运动。在后续给料的推动下，原油继续向下和回转运动，于是液体继续向周边浓集，而气体则停留在中心区域，气体周围为小粒度的液滴，形成分层排列。
随着原油从旋流器的柱体部分流向锥体部分，流动断面越来越小，在外层原油收缩压迫之下，含有大量气体的内层原油不得不改表方向，转而向上运动，形成内旋流，自出气口4排出，成为溢流，而液体则继续沿器壁螺旋向下运动，形成外旋流，最终由下端出口21排出。
旋流管3的给料口既是进料口2，进料方向沿旋流管3的切线方向，上部的出气口4，下端设有下端出口21，出气口4经过连通管进入气液分离罐内，下端出口21距液面高度为100-300mm。
在进行开孔隔板5过滤之前，先通过旋流管3进行预分离，将气体和液体进行初步分离后，再通过开孔隔板5进行进一步分离，以达到最佳的气液分离的效果。
优选的实施方式为，排气口8靠近上罐体1的内部的一端设置有除沫丝网7，用于进一步过滤分离出来的气体。
在上罐体1的内部设置除沫丝网7，通过除沫丝网7将排气口8覆盖，进而能够将通过排气口8排出的气体进行进一步的过滤，进一步去除更小的液滴后再将之排出，进而使气液分离的更加充分。
除沫丝网7的网目直径小于开孔隔板5上开孔的直径，这样才能起到进一步过滤的作用。
优选的实施方式为，多功能油气水分离器还包括变压器10；
变压器10与电极组件14连接，用于稳定电极组件14的电压。
变压器10有两个高压输出口，输出的高压电为交流电，亦可为脉冲交流电。一个高压输出口与绝缘电极相连，一个高压输出口与金属电极相连。
优选的实施方式为，电极组件14包括由下而上依次设置的绝缘电极层14-1、接地金属电极层14-2、金属电极层14-3和接地电极层14-4。
电极组件14从下而上依次为绝缘电极、金属接地电极、金属电极、金属接地电极，电极之间的间距依次减小。
优选的实施方式为，下罐体20内设置有进液分布器18；
进液分布器18与进液管17连通；
进液分布器18设置在下罐体20内部的下部。
进液分布器18沿着罐体轴向方向布置，原油从进液分布器18下边缘溢出。当从上罐体1中的液体通过进液管17进入到进液分布器18中后，经过进液分布器18进行重新分布后由下而上流动，当经过电极组件14时，受电极组件14的影响，将液体中的水蒸气汇集为水滴，在重力的作用下，沉入到液体的底层，进而能够从排水口16中排出。
优选的实施方式为，下罐体20内设置有收油管13；
收油管13设置在下罐体20内部的上部；
收油管13与出油口11连通。
当由下而上的液体中的水沉入到下层后，上层的原油就会被收油管13所收集起来，再通过出油口11将之排出。
优选的实施方式为，上罐体1上设置有压力计6，用于监测上罐体1内的压力。
通过在上罐体1上设置压力计6，来监测上罐体1内的气压，当气压过大时，能够及时的停止进料，进而保证整个装置在作业过程中的安全性。
优选的实施方式为，上罐体1上设置有液面计9，下罐体20上设置有界位计15。
根据原料油含气、油、水的不同比例，可以调整上罐体1的气液液面22的高低，并根据指示气液液面22的液面计9调节出油口11阀门的开度；根据罐体压力的大小的压力计6调节排气口8阀门的开度；根据指示油水界位23的高低界位计15调节排水口16阀门的开度，达到装置运行的技术要求。
优选的实施方式为，下罐体20远离上罐体1的一侧设置有底座19。
通过在下罐体20上设置底座19，能够将整个装置在工作的过程中更加的稳定，不会由于震动等原因而造成装置的倾倒等情况，进而避免了作业过程中的各种意外而造成的停机，进而提高了工作的效率。
本实用新型的操作过程是这样的：
自油井来的原料油由进料口2进入，经旋流管3离心旋转分离，密度小的气体组分沿着旋流管3的向上流动，经过气出口及连接的管线重新进入罐内，经过开孔隔板5分离液滴，穿过除沫丝网7进一步除去更小的液滴后由排气口8流出；气体密度大的液体组分沿着旋流管3的向下流动由下端出口21流出，液体在下落过程中进一步分离出气体，分离出来的气体向上流动进入气相，分离气体后的液体向下流动经过隔板由出液口12进入下罐体20，液体经进液口及进液管17进入下部的进液分布器18，由分布器沿着罐体轴向进行分布，液体沿着分布器下端边缘流出，由下而上流动，依次经过电极板组成的电场(A)、(B)、(C)、(D)，液体中的小水滴在电场作用下聚结成大水滴，在重力作用下向下沉降，水滴沉积在罐内底部形成水层，然后由罐体下部排水口16流出；脱水后的原油向上流动，由顶部的收油管13收油经出油口11流出。
根据原料油含气、油、水的不同比例，可以调整上罐体1的气液液面22的高低，并根据指示气液液面22的液面计9调节出油口11阀门的开度；根据罐体压力的大小的压力计6调节排气口8阀门的开度；根据指示油水界位23的高低界位计15调节排水口16阀门的开度，达到装置运行的技术要求。
本实用新型适用于油田采出液的脱水、脱气处理，可广泛应用于陆上油田和海上油田。
由上述可以看出，本实用新型提供的一种多功能油气水分离装置，与现有的三相分离器相比，具有如下优点：
1)本实用新型采用气液分离与油水分离分开处理结构，使油水分离中没有气体，保证了高压静电场的安全、平稳的运行。
2)本实用新型有效地提高了气液分离、油水分离的效率，具有三相分离器、电脱水器两者合一的功能和效果，可以减少设备投资和设备规模。
3)减少气液分离的空间，增加了油水分离的空间，从而提高了油水分离的效果。
4)采用这种结构形式，可以使含70-80％水的轻中质原油经过处理后含水量达到0.5％以下，含70-80％水的重质原油经过处理后含水量达到1％以下。
本实用新型提供的多功能油气水分离器，在上罐体1内通过开孔隔板5进行气液分离，在下罐体20内通过电极组件14进行油水分离，使气液分离与油水分离分开处理结构，使油水分离中没有气体，保证了高压静电场的安全、平稳的运行；有效地提高了气液分离、油水分离的效率，具有三相分离器、电脱水器两者合一的功能和效果，可以减少设备投资和设备规模；减少气液分离的空间，增加了油水分离的空间，从而提高了油水分离的效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种多功能油气水分离器，其特征在于，包括上罐体、下罐体和电极组件；
所述上罐体与所述下罐体通过进液管连通；
所述电极组件设置在所述下罐体内；
所述上罐体上设置有进料口、开孔隔板和排气口；
所述进料口设置在所述上罐体的一端；
所述排气口设置在所述上罐体的另一端；
所述开孔隔板设置在所述上罐体内部，将所述上罐体内部分隔为两个连通的腔体；
所述下罐体上设置有排水口和出油口；
所述排水孔设置在所述下罐体的下部；
所述出油口设置在所述下罐体的上部；
所述进液管的一端连通所述上罐体的下部，另一端穿过所述电极组件连通所述下罐体的下部；
所述上罐体内设置有旋流管；
所述旋流管与所述进料口连通；
所述旋流管上设置有与所述上罐体连通的出气口；
所述旋流管上还设置有下端出口，用于排出没有分离的油液。
2.根据权利要求1所述的多功能油气水分离器，其特征在于，所述排气口靠近所述上罐体的内部的一端设置有除沫丝网，用于进一步过滤分离出来的气体。
3.根据权利要求1所述的多功能油气水分离器，其特征在于，还包括变压器；
所述变压器与所述电极组件连接，用于稳定所述电极组件的电压。
4.根据权利要求1所述的多功能油气水分离器，其特征在于，所述电极组件包括由下而上依次设置的绝缘电极层、接地金属电极层、金属电极层和接地电极层。
5.根据权利要求1所述的多功能油气水分离器，其特征在于，所述下罐体内设置有进液分布器；
所述进液分布器与所述进液管连通；
所述进液分布器设置在所述下罐体内部的下部。
6.根据权利要求1所述的多功能油气水分离器，其特征在于，所述下罐体内设置有收油管；
所述收油管设置在所述下罐体内部的上部；
所述收油管与所述出油口连通。
7.根据权利要求1所述的多功能油气水分离器，其特征在于，所述上罐体上设置有压力计，用于监测所述上罐体内的压力。
8.根据权利要求1所述的多功能油气水分离器，其特征在于，所述上罐体上设置有液面计。
9.根据权利要求1所述的多功能油气水分离器，其特征在于，所述下罐体上设置有界位计。
10.根据权利要求1-9任一项所述的多功能油气水分离器，其特征在于，所述下罐体远离所述上罐体的一侧设置有底座。
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