CN206325258U - 一种应用于海上油田热采的三相分离器 - Google Patents

一种应用于海上油田热采的三相分离器 Download PDF

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牟楠
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Abstract

本实用新型公开了一种应用于海上油田热采的三相分离器，包括卧式分离器罐体，所述罐体设置有油气水进口、出油口、出水口、进油口、排污口、气体出口、整流折板、方波交流电脱器、收油管、布油管、折流碗、电加热器和磁翻板液位计。本实用新型三相分离器罐体，被罐体内的高矮两个分隔立板分成重力沉降脱水区和电脱区，未被处理的原油进入罐体时与折流碗相碰落入重力沉降脱水区，原油波动在整流折板的作用下趋于稳定并发生重力沉降，沉降后的原油进入分隔立板形成的空腔内再流入电脱区电脱，最后电脱好的原油通过出油口流出三相分离器。本实用新型具有分离效率高、占地面积小、运行稳定等特点，可广泛应用于海上或者陆上油田生产领域。

Description

一种应用于海上油田热采的三相分离器
技术领域
本实用新型涉及海上油气生产，特别涉及一种应用于海上油田热采、高效的油气水三相分离器。
背景技术
油田开采出来的原油携带着大量的水，将这种原油集输或者供给热采锅炉作为原料前，必须进行脱水。
一直以来，脱水效果差、脱水成本高，是三相分离器的技术难点。
现有的三相分离器无法完全吸收进料动能，造成水-油-气界面波动，不利于分离。
常规的三相分离器是利用重力沉降的原理进行分离，如果使用单台这种分离器处理含水量的原油，将会出现处理后的原油含水量仍然比较大甚至是含水量不合格的情况；如若使处理后的原油的含水量达到要求，则必须串联多个这种分离器，多级分离原油才能达到含水量合格的指标。
现有的三相分离器设备尺寸大，占用海上平台的面积比较大，是目前生产中面临的技术难题。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种供海上油田平台上使用，体积小、占地面积少，分离效率高的油气水三相分离器。
本实用新型所采用的技术方案是：一种应用于海上油田热采的三相分离器，包括卧式分离器罐体，所述罐体为中空圆柱形结构，其两端设置有椭圆形封头；所述罐体内设置有两个分隔立板将所述罐体分隔成重力沉降脱水区和电脱区，所述重力沉降脱水区内设置有整流折板，所述电脱区内设置有方波交流电脱器；所述方波交流电脱器的上方设置有收油管，下方设置有布油管；所述罐体的一端上方、位于所述重力沉降脱水区的顶部设置有油气水进口；所述罐体的另一端侧面上部、位于所述电脱区的上部设置有出油口，所述出油口与所述收油管相连接；所述罐体的下端、位于所述重力沉降脱水区的底部和所述电脱区的底部，分别设置有第一出水口和第二出水口；所述罐体的下端、位于两个所述分隔立板之间和所述电脱区的底部，分别设置有第一进油口和第二进油口，所述第一进油口和所述第二进油口相互连接，所述第二进油口与所述布油管相连接；所述罐体的下端、位于所述重力沉降脱水区的底部设置有排污口；所述罐体的上端、位于所述重力沉降脱水区的顶部和所述电脱区的顶部，分别设置有第一气体出口和第二气体出口；所述罐体的内部、位于与所述油气水进口相对处设置有折流碗；所述罐体的侧面设置有电加热器和磁翻板液位计。
所述罐体通过鞍座设置在电动控制设备撬内，所述电动控制设备撬包括防爆变压器和防爆控制柜。
所述油气水进口伸入所述罐体内的钢管端部设置有90°弯管，所述弯管的端口带有45°坡口，所述坡口与所述折流碗的碗口相向。
所述两个分隔立板高矮不同，较矮的所述分隔立板设置在所述罐体的中部、并靠近所述整流折板，较高的所述分隔立板设置在所述罐体的中部、并靠近所述方波交流电脱器；高矮不同的所述分隔立板之间形成有一空腔。
所述电加热器设置有两支，分别位于所述整流折板的两侧。
所述整流折板由波纹板构成；所述整流折板位于所述油气水进口和所述分隔立板之间，并与所述油气水进口和所述分隔立板有一距离；所述整流折板的上部与所述罐体的罐顶相连接、下部与所述罐体的罐底留有空间。
所述收油管和所述布油管的侧壁上均匀设置有若干个开口。
所述方波交流电脱器包括三个平行设置、且互为绝缘的电脱电极板，三个所述电脱电极板绝缘悬吊于所述罐体内。
所述磁翻板液位计为与电动控制设备撬的防爆控制柜相连接的远传式磁翻板液位计，并设置有三个，分别为第一磁翻板液位计、第二磁翻板液位计和第三磁翻板液位计；所述第一磁翻板液位计位于所述两个分隔立板之间形成的空腔内，其两个液位计口分别位于所述罐体的上部和下部；所述第二磁翻板液位计和所述第三磁翻板液位计位于所述电脱区，所述第二磁翻板液位计和所述第三磁翻板液位计的一个液位计口均位于所述罐体的上部，另一个液位计口均紧贴所述三个电脱电极板中位于中间的电脱电极板的上方。
所述罐体的上端还设置有第一油水界面仪口和第二油水界面仪口，所述第一油水界面仪口位于所述整流折板和所述分隔立板之间并靠近所述分隔立板，所述第二油水界面仪口位于所述方波交流电脱器的上方并靠近所述罐体侧端部的一侧；所述第一油水界面仪口和第二油水界面仪口均连接有油水界面仪表，所述油水界面仪表连接至电动控制设备撬的防爆控制柜。
本实用新型的有益效果是：本实用新型占地面积少、体积小，可以适用于海上采油平台对设备尺寸的要求；在一个设备中同时实现了重力分离和电脱分离两种分离过程，提高了分离效率；独创的方波型电脱电场、折流碗、整流折板、布油管等设计保证了分离过程的平稳、快速、有效；全过程自动化控制减少了操作工的劳动强度，有益于连续生产。
附图说明
图1：本实用新型结构示意图；
图2：本实用新型折流碗结构示意图；
图3：本实用新型整流折板结构示意图；
图4：本实用新型布油管结构示意图；
图5：本实用新型收油管结构示意图；
图6：本实用新型方波交流电脱器结构示意图。
附图标注：1、罐体；2、椭圆形封头；3、鞍座；4、电动控制设备撬；5、检查孔；6、整流折板；7、方波交流电脱器；8、收油管；9、布油管；10、折流碗；11、电加热器；12、第一磁翻板液位计；13、第二磁翻板液位计；14、第三磁翻板液位计；15、分隔立板；16、压力变送器；17、支撑管；
b、油气水进口；c、安全阀口；d1、第一气体出口；d2、第二气体出口；e1、第一油水界面仪口；e2、第二油水界面仪口；h1、第一进油口；h2、第二进油口；k1、液位计口；k2、液位计口；k3、液位计口；k4、液位计口；k5、液位计口；k6、液位计口；y1、第一出水口；y2、第二出水口；s、出油口；z、排污口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
如附图1至图6所示，一种应用于海上油田热采的三相分离器，包括卧式分离器罐体1，所述罐体1为中空圆柱形结构，并通过鞍座3设置在电动控制设备撬4内，所述电动控制设备撬4包括防爆变压器和防爆控制柜。所述罐体1的两端设置有椭圆形封头2，两端的所述椭圆形封头2上均设置有检查孔5。
所述罐体1内设置有两个分隔立板15将所述罐体1分隔成重力沉降脱水区和电脱区，所述重力沉降脱水区内设置有整流折板6，所述电脱区内设置有方波交流电脱器7。其中，所述两个分隔立板15高矮不同，较矮的所述分隔立板15设置在所述罐体1的中部、并靠近所述整流折板6，较高的所述分隔立板15设置在所述罐体1的中部、并靠近所述方波交流电脱器7；高矮不同的所述分隔立板15之间形成有一空腔；所述整流折板6由波纹板构成，所述整流折板6位于下述油气水进口b和所述分隔立板15之间，并与所述油气水进口b和所述分隔立板15有一距离，所述整流折板6的上部与所述罐体1的罐顶相连接、下部与所述罐体1的罐底留有空间；所述方波交流电脱器7包括三个平行设置、且互为绝缘的电脱电极板，三个所述电脱电极板绝缘悬吊于所述罐体1内。
所述方波交流电脱器7的上方设置有收油管8，下方设置有布油管9，所述所述收油管8和所述布油管9均平行于基线，并且，所述收油管8和所述布油管9的侧壁上均匀设置有若干个开口。
所述罐体1的一端上方、位于所述重力沉降脱水区的顶部设置有油气水进口b；所述罐体1的另一端侧面上部、位于所述电脱区的上部设置有出油口s，所述出油口s与所述收油管8相连接。所述罐体1的下端、位于所述重力沉降脱水区的底部和所述电脱区的底部，分别设置有第一出水口y1和第二出水口y2；所述罐体1的下端、位于两个所述分隔立板15之间和所述电脱区的底部，分别设置有第一进油口h1和第二进油口h2，所述第一进油口h1和所述第二进油口h2相互连接，所述第二进油口h2与所述布油管9相连接；所述罐体1的下端、位于所述重力沉降脱水区的底部设置有排污口z。所述罐体1的上端、位于所述重力沉降脱水区的顶部和所述电脱区的顶部，分别设置有第一气体出口d1和第二气体出口d2；所述罐体1的上端、位于所述重力沉降脱水区的顶部靠近所述油气水进口b设置有安全阀口c；所述罐体1的上端、位于所述电脱区的顶部靠近所述分隔立板15的一侧设置有压力变送器16。其中，与所述油气水进口b、所述排污口z、所述第一出水口y1和所述第二出水口y2相连接的管线均设置有控制阀门，所述控制阀门与电动控制设备撬4的防爆控制柜相连接。此外，所述罐体1的上端还设置有第一油水界面仪口e1和第二油水界面仪口e2，所述第一油水界面仪口e1位于所述整流折板6和所述分隔立板15之间并靠近所述分隔立板15，所述第二油水界面仪口e2位于所述方波交流电脱器7的上方并靠近所述罐体1侧端部的一侧；所述第一油水界面仪口e1和第二油水界面仪口e2均连接有油水界面仪表，所述油水界面仪表连接至电动控制设备撬4的防爆控制柜。
所述罐体1的内部、位于与所述油气水进口b相对处设置有折流碗10。其中，所述折流碗10通过支撑管17连接在所述罐体1内壁上；所述油气水进口b伸入所述罐体1内的钢管端部设置有90°弯管，所述弯管的端口带有45°坡口，所述坡口与所述折流碗10的碗口相向。
所述罐体1的侧面设置有电加热器11。所述电加热器11设置有两支，分别位于所述整流折板6的两侧。
所述罐体1的侧面还设置有磁翻板液位计。所述磁翻板液位计为远传式磁翻板液位计，其远传变送器与电动控制设备撬4的防爆控制柜相连接。所述磁翻板液位计设置有三个，分别为第一磁翻板液位计12、第二磁翻板液位计13和第三磁翻板液位计14；所述第一磁翻板液位计12位于所述两个分隔立板15之间形成的空腔内，其两个液位计口k2、k1分别位于所述罐体1的上部和下部；所述第二磁翻板液位计13和所述第三磁翻板液位计14位于所述电脱区，所述第二磁翻板液位计13和所述第三磁翻板液位计14的一个液位计口k4、k6均位于所述罐体1的上部，另一个液位计口k3、k5均紧贴所述三个电脱电极板中位于中间的电脱电极板的上方。
本实用新型的工作原理如下：
含有油气水的原油从油气水进口b进入罐体1中，液体流与折流碗10相碰后动能减小落入罐体1中，待罐体1中的油位升至整流折板6后，波动的液面在整流折板6的作用下趋于平稳并发生重力沉降。因为水的密度比油大，重力沉降分离后的原油的油面到达矮的分隔立板15的高度后，分离后的原油进入高矮分隔立板15形成的空腔内，并通过相互连接的第一进油口h1和第二进油口h2进入电脱区，在此过程中重力沉降脱水区的原油的液面不得高于高分隔立板15，且重力沉降脱水区的油水界面不得高于矮的分隔立板15，这两个指标分别由与第一油水界面仪口e1相连接的油水界面仪和第一磁翻板液位计12的远传信号传输至电动控制设备撬4的防爆控制柜控制油气水进口b和第一出水口y1的流量来实现。已发生重力沉降的原油通过第一进油口h1和第二进油口h2进入布油管9，通过布油管9上均匀开设的开口稳定的流出。待原油充分浸没位于中间的电脱电极板时，开始电脱。在整个电脱的过程中，电脱区油水界面不得高于最下层的电脱电极板，油面不得低于最上层的电脱电极板。完成电脱后的原油，通过收油管8上均匀均匀开设的开口，稳定的流入收油管8并通过出油口s流出。

Claims (10)

1.一种应用于海上油田热采的三相分离器，包括卧式分离器罐体，所述罐体为中空圆柱形结构，其两端设置有椭圆形封头；其特征在于，所述罐体内设置有两个分隔立板将所述罐体分隔成重力沉降脱水区和电脱区，所述重力沉降脱水区内设置有整流折板，所述电脱区内设置有方波交流电脱器；所述方波交流电脱器的上方设置有收油管，下方设置有布油管；
所述罐体的一端上方、位于所述重力沉降脱水区的顶部设置有油气水进口；所述罐体的另一端侧面上部、位于所述电脱区的上部设置有出油口，所述出油口与所述收油管相连接；
所述罐体的下端、位于所述重力沉降脱水区的底部和所述电脱区的底部，分别设置有第一出水口和第二出水口；
所述罐体的下端、位于两个所述分隔立板之间和所述电脱区的底部，分别设置有第一进油口和第二进油口，所述第一进油口和所述第二进油口相互连接，所述第二进油口与所述布油管相连接；
所述罐体的下端、位于所述重力沉降脱水区的底部设置有排污口；
所述罐体的上端、位于所述重力沉降脱水区的顶部和所述电脱区的顶部，分别设置有第一气体出口和第二气体出口；
所述罐体的内部、位于与所述油气水进口相对处设置有折流碗；
所述罐体的侧面设置有电加热器和磁翻板液位计。
2.根据权利要求1所述的应用于海上油田热采的三相分离器，其特征在于，所述罐体通过鞍座设置在电动控制设备撬内，所述电动控制设备撬包括防爆变压器和防爆控制柜。
3.根据权利要求1所述的应用于海上油田热采的三相分离器，其特征在于，所述油气水进口伸入所述罐体内的钢管端部设置有90°弯管，所述弯管的端口带有45°坡口，所述坡口与所述折流碗的碗口相向。
4.根据权利要求1所述的应用于海上油田热采的三相分离器，其特征在于，所述两个分隔立板高矮不同，较矮的所述分隔立板设置在所述罐体的中部、并靠近所述整流折板，较高的所述分隔立板设置在所述罐体的中部、并靠近所述方波交流电脱器；高矮不同的所述分隔立板之间形成有一空腔。
5.根据权利要求1所述的应用于海上油田热采的三相分离器，其特征在于，所述电加热器设置有两支，分别位于所述整流折板的两侧。
6.根据权利要求1所述的应用于海上油田热采的三相分离器，其特征在于，所述整流折板由波纹板构成；所述整流折板位于所述油气水进口和所述分隔立板之间，并与所述油气水进口和所述分隔立板有一距离；所述整流折板的上部与所述罐体的罐顶相连接、下部与所述罐体的罐底留有空间。
7.根据权利要求1所述的应用于海上油田热采的三相分离器，其特征在于，所述收油管和所述布油管的侧壁上均匀设置有若干个开口。
8.根据权利要求1所述的应用于海上油田热采的三相分离器，其特征在于，所述方波交流电脱器包括三个平行设置、且互为绝缘的电脱电极板，三个所述电脱电极板绝缘悬吊于所述罐体内。
9.根据权利要求1所述的应用于海上油田热采的三相分离器，其特征在于，所述磁翻板液位计为与电动控制设备撬的防爆控制柜相连接的远传式磁翻板液位计，并设置有三个，分别为第一磁翻板液位计、第二磁翻板液位计和第三磁翻板液位计；所述第一磁翻板液位计位于所述两个分隔立板之间形成的空腔内，其两个液位计口分别位于所述罐体的上部和下部；所述第二磁翻板液位计和所述第三磁翻板液位计位于所述电脱区，所述第二磁翻板液位计和所述第三磁翻板液位计的一个液位计口均位于所述罐体的上部，另一个液位计口均紧贴所述三个电脱电极板中位于中间的电脱电极板的上方。
10.根据权利要求1所述的应用于海上油田热采的三相分离器，其特征在于，所述罐体的上端还设置有第一油水界面仪口和第二油水界面仪口，所述第一油水界面仪口位于所述整流折板和所述分隔立板之间并靠近所述分隔立板，所述第二油水界面仪口位于所述方波交流电脱器的上方并靠近所述罐体侧端部的一侧；所述第一油水界面仪口和第二油水界面仪口均连接有油水界面仪表，所述油水界面仪表连接至电动控制设备撬的防爆控制柜。
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