CN205216375U - 油气分离过滤装置 - Google Patents

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杨炳华
董颖杰
王兆宝
陈可营
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Abstract

本实用新型公开了一种油气分离过滤装置,包括柱状筒体,柱状筒体顶部安装有密封顶盖,柱状筒体内下部设置有过滤篮,过滤篮的上端外周与柱状筒体内壁配合,过滤篮与柱状筒体之间形成环空,柱状筒体侧壁的上部设置有与柱状筒体内部相连通的出气管、油气水混合液输入管,柱状筒体侧壁的下部设置有与环空连通的出液管、清洗液输入管,过滤篮底部接有圆筒形过滤网,柱状筒体的底部设置有排砂口,圆筒形过滤网外壁与排砂口内壁配合,排砂口外端接有固体杂质排放管,油气水混合液输入管、出气管、出液管、清洗液输入管、固体杂质排放管上均设置有阀门。本实用新型具有高效反向清洗和冲砂功能,减少了传统拆洗过滤篮工作量,并使排放的杂质无油污。

Description

油气分离过滤装置
技术领域
本实用新型涉及一种在石油开发处理领域中对含气、含砂或其它固体杂质原油进行油气分离、除砂除杂质的装置。
背景技术
海上油田油井产液量大,油井出砂出气是海上石油开发过程中的常见现象。砂对油田集输系统、原理处理系统、生产水处理系统都会产生严重的不利影响,影响电加热器、分离器、电脱水器、泵、海底管道等设备设施的效率和使用寿命。目前海上油田地面集输、处理系统中,防砂主要采用三种方式:(1)在泵、多相流量计等关键设备前加装篮式过滤器;(2)在三相分离器等大型罐体内加装冲砂管线;(3)定期对外输海底管线通清管球。传统的防砂方式存在弊端如下:(1)篮式过滤器需要定期拆开清洗,拆洗工作量大;砂在篮式过滤器底部沉积,减少了过滤器的有效体积,过滤器清洗周期短;流通介质为原油的过滤器拆洗时,清理出来的杂质含有较多污油。(2)三相分离器等处理设备内加装冲砂管线,可以实现将沉积在罐底的泥砂从冲砂口排出的功能,但由于三相分离器等设备体积很大,大排量冲砂水冲砂才能起到冲砂效果,该类大型设备不按一用一备设计,只能边使用边冲砂,且三相分离器等设备的油水分离主要靠重力分异作用,从冲砂管喷出的高压冲砂水对油水混合液及油水界面产生的扰动会严重影响油水处理质量,因此,冲砂管的使用受到严重制约,油田现场只能定期停产开罐清砂。开罐清砂影响生产,工作量大,砂在三相分离器等设备内的存积会降低三相分离器的有效体积、损害分离器内部构件、增加分离器腐蚀速率。(3)砂进入海底管道,会降低海底管道的输送能力,增加海底管道的腐蚀速率,增加通球频率、工作量和成本,增加通球过程中卡球的风险。
气体会严重影响原油电加热器等设备的使用效率和使用寿命,传统的卧式三相分离器为了达到更好的气液分离效果也需要一种高效的预分离设备。专利号为ZL200720108504.0(公开号为CN201055811Y)的中国实用新型专利《一种旋流式气液分离器》,公开的是一种通过高速旋转气液混合物而依靠离心力分离气相物和液相物的气液分离器。它包括有柱状筒体及与筒体相连通的油气水混合液输入管、出气管、出液管、排污口,其中,油气水混合液输入管相对柱状筒体倾斜向下,并与柱状筒体的侧壁相切。该气液分离器通过倾斜向下的油气水混合液输入管使气液混合物能在柱状筒体内形成旋流,继而使气体与液体分离开来,实现气液分离。在进行气液分离时,固体悬浮物、砂、杂质等会跟随气液混合物一起在柱状筒体内高速旋转,在离心力的作用下,大部分固体悬浮物会随着旋转的流体向下运行,继而聚集在柱状筒体的底部,因此,该旋流式气液分离器在柱状筒体的底部开设排污口,这样聚集在柱状筒体底部的固体悬浮物可以从该排污口排出筒体之外,从而实现气、液、固三相分离。实际运用中,由于出液管是在柱状筒体的侧壁下部,聚集在柱状筒体底部的固体杂质很容易被高速流动的液流从出液管带出,并且单靠离心力进行液相和固相分离,效果不理想,另外,通过设在柱状筒体底部的排污口排出固体杂质时,会有大量原油随固体杂质一起被排出。该旋流式气液分离器气液分离效果好,但对于砂、悬浮物、固体杂质等固相物质的分离和去除效果不理想,因而需要进一步改进。专利号为ZL201320737434.0(公开号为CN203598577U)的中国实用新型专利《带反冲装置的篮式过滤器》公开的是一种在提篮过滤器内加装清洗管线的过滤装置,它主要包括提篮式过滤器和反冲洗管线两部分。反冲洗管线安装于过滤篮内。带喷嘴的冲洗管线对冲洗聚集在过滤篮内壁上的聚合物具有一定作用。但是,该装置存在三项不足:(1)冲洗管线及喷嘴安装在提篮过滤篮内部,冲洗时,絮凝物及杂物受力方向朝向过滤篮内壁壁面,清洗效果会受到影响;(2)固体杂质沉降到过滤篮底部,减少了过滤篮有效过滤体积,影响过滤效果,清洗周期短;(3)过滤器内的固体杂质不能自动排出,仍然需要拆开过滤器上盖取出过滤篮清洗,工作量大。因此也需要改进。
上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本实用新型的各个方面相关的技术的各个方面,相信该论述内容有助于为读者提供背景信息,以有利于更好地理解本实用新型的各个方面,因此,应了解是以这个角度来阅读这些论述,而不是承认现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种既能实现气液分离功能,又能有效去除砂等固体杂质的装置,使砂等固体杂质不进入电加热器、三相分离器、海底管道等设备,同时提高过滤器的过滤效果,减少过滤器拆洗工作量的油气分离过滤装置。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现:
提供一种油气分离过滤装置,包括柱状筒体,所述柱状筒体顶部安装有密封顶盖,柱状筒体内下部设置有过滤篮,所述过滤篮的上端外周与柱状筒体内壁配合,过滤篮与柱状筒体之间形成环空,所述柱状筒体侧壁的上部设置有与柱状筒体内部相连通的出气管、油气水混合液输入管,所述柱状筒体侧壁的下部设置有与环空连通的出液管、清洗液输入管,所述过滤篮底部开孔并接有圆筒形过滤网,所述柱状筒体的底部设置有排砂口,所述圆筒形过滤网外壁与排砂口内壁配合,所述排砂口外端接有固体杂质排放管,所述油气水混合液输入管、出气管、出液管、清洗液输入管、固体杂质排放管上均设置有阀门。
其中,所述柱状筒体侧壁的上部设置有与柱状筒体内部相连通的清洗污油排出管,清洗污油排出管上设置有阀门。
其中,所述柱状筒体内壁有环状侧L型过滤篮悬挂支架,所述过滤篮上端外沿设置有与L型过滤篮悬挂支架配合的环状倒U型过滤篮悬挂环。
其中,所述排砂口与固体杂质排放管之间设置有沉砂罐。
其中,所述清洗液输入管在柱状筒体内的出液方向与在对应位置的柱状筒体的径向成夹角。
其中,所述阀门为手动控制阀或自动关断阀。
其中,所述出气管安装有压力控制阀。
其中,所述出液管安装有液位控制阀。
由于采用上述的结构,本实用新型具有如下有益效果:
(1)能够同时实现油气分离和砂等固体杂质过滤两项功能;
(2)增设了清洗液输入管线,实现了过滤篮反向清洗功能,减少了传统过滤篮开盖拆洗的工作量;
(3)清洗液输入管与柱状筒体在水平方向按一定倾斜角度设计,清洗液沿柱状筒体内壁旋转,反向清洗时过滤篮周身进液均匀,提高了过滤篮反向清洗效果;
(4)柱状筒体内壁环状侧L型过滤篮悬挂支架和过滤篮上端外沿的环状倒U型过滤篮悬挂环设计,不仅可以有效防止砂等固体杂质进入过滤篮与柱状筒体之间的环形空间,在对过滤篮进行反向清洗时,过滤篮可以在旋流清洗液的带动下缓慢旋转,使过滤篮周身都能得到均匀的反向清洗,提高了反向清洗效果;
(5)增设清洗液排出管线,可以排出柱状筒体内原油,清除沉砂罐中附着在砂等固体杂质表面的原油,使排入沉砂储集罐中的固体杂质清洁干净;
(6)过滤篮底部开口,连接圆筒形过滤网,增设了沉砂罐,固体杂质随时沉降到沉砂罐的设计使过滤篮始终具有最大有效过滤体积,大大延长了过滤篮的清洗周期。
附图说明
利用附图对本实用新型作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本实用新型的油气分离过滤装置结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1中A—A部分的局部放大图。
图4为图1中B—B部分的剖视图。
图5为图1中C—C部分的局部放大图。
图6为本实用新型应用于原油电加热器前进行油气分离和过滤的的工艺流程设计图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述,需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1、图2、图3、图4、图5所示,本实用新型所述的油气分离过滤装置,包括柱状筒体1,所述柱状筒体1顶部安装有密封顶盖8,柱状筒体1内下部设置有过滤篮9,所述过滤篮9的上端外周与柱状筒体1内壁配合,过滤篮9与柱状筒体1之间形成环空,所述柱状筒体1侧壁的上部设置有与柱状筒体1内部相连通的出气管3、油气水混合液输入管2、清洗污油排出管6,所述柱状筒体1侧壁的下部设置有与环空连通的出液管4、清洗液输入管5,所述过滤篮9底部有开孔13并接有圆筒形过滤网14,所述柱状筒体1的底部设置有排砂口,所述圆筒形过滤网14外径略小于排砂口,圆筒形过滤网14插入排砂口后,其外壁与排砂口内壁配合。所述排砂口外端接有固体杂质排放管7。所述排砂口与固体杂质排放管7之间设置有沉砂罐10。
所述油气水混合液输入管2、出气管3、出液管4、清洗液输入管5、清洗污油排出管6、固体杂质排放管7上均设置有阀门,其中,油气水混合液输入管2上安装阀门V1,出气管3上安装阀门V2和压力控制阀PV1,出液管4上安装阀门V3和液位控制阀LV1,清洗液输入管5上安装阀门V4,清洗污油排出管6上安装阀门V5,固体杂质排放管7上安装阀门V6,阀门V1、V2、V3、V4、V5、V6可以采用球阀、闸阀、截止阀等手动隔离阀,也可以采用电动/气动自动控制关断阀,另外,柱状筒体1上安装有压力表、压力变送器、压力安全阀、液位计、液位变送器等附件。在出气管上加装压力控制阀,可以使与该实用新型出液管相连的设备进液均匀;本实用新型在出液管上加装液位控制阀,自动调节控制柱状筒体内的液位高度,使柱状筒体内液位处于稳定不变的最佳高度,从而控制气液分离质量。
所述柱状筒体1内壁有环状侧L型过滤篮悬挂支架11,所述过滤篮9上端外沿设置有与L型过滤篮悬挂支架11配合的环状倒U型过滤篮悬挂环12,实现悬挂过滤篮9,以及密封过滤篮9与柱状筒体1之间环形空间的作用。所述清洗液输入管5在柱状筒体1内的出液方向与在对应位置的柱状筒体1的径向成夹角。清洗液输入管5输入清洗液时,清洗液进入柱状筒体后沿柱状筒体内壁旋流,清洗过滤篮时过滤篮周身进液均匀,同时,由于过滤篮上端的环状倒U型过滤篮悬挂环与固定在柱状筒体内壁的环状侧L型过滤篮悬挂支架啮合后在圆周方向上没有做固定处理,旋流的清洗液会带动过滤篮低速旋转,使过滤篮周身各个方向和角度反向清洗均匀彻底。
本实用新型有两个工作过程:分离过滤工作过程和反向清洗排砂工作过程。分离过滤工作过程中,阀门V1、V2、V3处于开启状态,控制阀PV1、LV1处于自动控制状态,阀门V4、V5、V6处于关闭状态。油田油井油气水混合液经倾斜向下并与柱状筒体1内壁相切的油气水混合液输入管2进入柱状筒体1,气液混合物高速旋转,在离心力和重力分异作用下气液分离,分离出的气体从出气管3排出,液相及固体杂质进入过滤篮9,液相由过滤篮9的过滤孔进入过滤篮9与柱状筒体1之间的环形空间,经出液管4排出,固体杂质被阻隔在过滤篮9内,固体杂质在重力作用下下沉,经过滤篮9底部的圆筒形过滤网14进入沉砂罐10。在反向清洗排砂工作过程,清洗液为冷/热海水、冷/热淡水或生产污水,阀门V1、V2、V3处于关闭状态,首先打开阀门V5,慢慢开启阀门V4,清洗液经清洗液输入管5输入柱状筒体1,清洗液沿柱状筒体1内壁旋转,带动过滤篮9缓速旋转,使过滤篮9得到均匀的反向冲洗,固体杂质和絮凝物从过滤篮内壁脱落,沉入沉砂罐10,柱状筒体内残留的原油通过清洗污油排出管6排入油田收集污油的闭排系统,沉砂罐10中固体杂质表面附着的原油也会随清洗液上浮,经清洗污油排出管6排出,当从清洗污油排出管6排出的清洗液无原油时,打开阀门V6,沉砂罐10中的砂和其它固体杂质就被排放到了下游的沉砂储集罐中。
下面结合附图6说明本实用新型在油田生产中的应用方式。本实用新型SF1和SF2互为备用,为保证生产的连续性,当一个本实用新型需要反向清洗和排砂时,需要首先投用另外一个本实用新型。如图6,若本实用新型SF1处于分离过滤工作过程,本实用新型SF2处于备用状态,目前的阀门状态应该是V1a、V2a、V3a开,V4a、V5a、V6a关,V1b、V2b、V3b、V4b、V5b、V6b关,当本实用新型SF1需要反向清洗排砂时,先打开V1b、V2b、V3b,保持V4b、V5b、V6b关,投用本实用新型SF2,然后关闭V1a、V2a、V3a,按顺序打开V4a、V5a、V6a,本实用新型SF1就进入了反向清洗排砂工作过程,即完成了本实用新型SF1和SF2的切换工作。
上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是,本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
总之,本实用新型虽然例举了上述优选实施方式,但是应该说明,虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型,除非这样的变化和改型偏离了本实用新型的范围,否则都应该包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种油气分离过滤装置,其特征在于:包括柱状筒体(1),所述柱状筒体(1)顶部安装有密封顶盖(8),柱状筒体(1)内下部设置有过滤篮(9),所述过滤篮(9)的上端外周与柱状筒体(1)内壁配合,过滤篮(9)与柱状筒体(1)之间形成环空,所述柱状筒体(1)侧壁的上部设置有与柱状筒体(1)内部相连通的出气管(3)、油气水混合液输入管(2),所述柱状筒体(1)侧壁的下部设置有与环空连通的出液管(4)、清洗液输入管(5),所述过滤篮(9)底部开孔并接有圆筒形过滤网(14),所述柱状筒体(1)的底部设置有排砂口,所述圆筒形过滤网(14)外壁与排砂口内壁配合,所述排砂口外端接有固体杂质排放管(7),所述油气水混合液输入管(2)、出气管(3)、出液管(4)、清洗液输入管(5)、固体杂质排放管(7)上均设置有阀门。
2.根据权利要求1所述的油气分离过滤装置,其特征在于:所述柱状筒体(1)侧壁的上部设置有与柱状筒体(1)内部相连通的清洗污油排出管(6),清洗污油排出管(6)上设置有阀门。
3.根据权利要求1所述的油气分离过滤装置,其特征在于:所述柱状筒体(1)内壁设置有环状侧L型过滤篮悬挂支架(11),所述过滤篮(9)上端外沿设置有与L型过滤篮悬挂支架(11)配合的环状倒U型过滤篮悬挂环(12)。
4.根据权利要求1所述的油气分离过滤装置,其特征在于:所述排砂口与固体杂质排放管(7)之间设置有沉砂罐(10)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的油气分离过滤装置,其特征在于:所述清洗液输入管(5)在柱状筒体(1)内的出液方向与在对应位置的柱状筒体(1)的径向成夹角。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的油气分离过滤装置,其特征在于:所述阀门为手动控制阀或自动关断阀。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的油气分离过滤装置,其特征在于:所述出气管(3)安装有压力控制阀(PV1)。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的油气分离过滤装置,其特征在于:所述出液管(4)安装有液位控制阀(LV1)。
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