CN209906713U - 一种集成的高效三相分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成的高效三相分离器，分离器壳体内设置预分离室隔板、油室堰板、油室挡板，分为预分离室、分离室、双腔油室和水室；预分离室隔板和油室堰板间设置分离室底板，油室堰板和油室挡板间设置油室底板，水室设置水室堰板；预分离室设置油气水入口、入口挡板、排沙口、聚结整流格栅；分离室设置热介质交换器，分离室底板上设置第一套截聚膜组件；双腔油室设置油室隔板，分为左腔室和右腔室，左腔室设置电脱水器，右腔室设置微孔膜组件；左腔室和右腔室连接油室排水管，与油室积水缓存罐连接，与预分离室连接；水室设置第二套截聚膜组件、天然气出口、捕雾器。本实用新型具有结构紧凑、油气水分离效果好等特点。

Description

一种集成的高效三相分离器

技术领域

本实用新型涉及油田开采领域，更具体的说，是涉及一种集成的高效三相分离器。

背景技术

油气水三相分离是将从油井收集的气液混合物进行气液分离、油水分离、天然气净化、原油脱水等初加工的过程，是原油开采与集输的核心过程。三相分离使用重力沉降、加热、旋流、气浮，物理聚结、膜分离、化学加药、电化学、生化等分离技术，利用油气水在密度上不同，实现三种介质的分离与输出。

国内油田经过多年生产开发，随着多种采油工艺的投入，油井采出液含水量不断增加、成分日益复杂，使采出液三相分离难度增大。同时传统三相分离器主要以重力沉降为主，处理工艺较为单一，设备占地面积大，三相分离效率不高，增大了后续原油及采出水处理流程的负担。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种集成的高效三相分离器，具有结构紧凑、油气水分离效果好等特点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的集成的高效三相分离器，包括分离器壳体，所述分离器壳体内由左至右依次设置有预分离室隔板、油室堰板、油室挡板，将分离器壳体内部自左向右依次分隔为预分离室、分离室、双腔油室和水室，所述预分离室、分离室、双腔油室和水室的上部均连通；

所述预分离室隔板和油室堰板之间设置有分离室底板，所述油室堰板和油室挡板之间设置有油室底板，所述水室内设置有水室堰板；所述分离室底板下部空间、油室底板下部空间、油室挡板和水室堰板之间空间，彼此相互连通，构成分离水导流暗道；

所述预分离室上部设置有油气水入口和入口挡板，底部设置有排沙口，所述预分离室隔板左侧设置有聚结整流格栅；

所述分离室上部设置有热介质交换器，所述分离室底板为多孔板，所述分离室底板上设置有第一套截聚膜组件，且第一套截聚膜组件穿设在分离室底板的孔上；

所述双腔油室中间设置有油室隔板，所述油室隔板设置有油室联通器；所述油室隔板将双腔油室分为左腔室和右腔室，左腔室内设置有电脱水器，右腔室内设置有微孔膜组件，所述微孔膜组件顶部连接有原油出口管，向上穿出分离器壳体；所述双腔油室的左腔室和右腔室底部均连接有油室排水管，所述油室排水管向下穿出分离器壳体，与油室积水缓存罐连接，所述油室积水缓存罐通过油室积水输送管与预分离室连接；

所述水室内设置有第二套截聚膜组件，且第二套截聚膜组件位于水室堰板右侧，所述第二套截聚膜组件底部连接有水出口管，向下穿出分离器壳体；所述水室顶部设置有天然气出口，所述天然气出口设置有捕雾器。

所述聚结整流格栅为填充了聚结填料的迷宫板。

所述油室联通器设置于油室隔板中心靠上的位置，同时向上倾斜一定倾角，使左腔室内流体向上流入右腔室。

所述油室积水输送管上安装有油室积水输送泵。

所述油室挡板顶端高于水室堰板顶端。

所述预分离室、双腔油室的左腔室和右腔室内均设置有总液位计，所述双腔油室的左腔室和右腔室、分离室、水室、油室积水缓存罐内均设置有水液位计。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

(1)分离效果好。本实用新型通过优化装置内部流场，采用第一套截聚膜组件、第二套截聚膜组件和微孔膜组件，以截聚膜、微孔膜两种高效分离膜为核心综合使用多种分离技术，在一套设备内即可同时实现对油气水三相的的分离与提纯，提纯后原油含水量与出水含油量相比传统三相分离器更低。

(2)结构紧凑。本实用新型有效利用传统三相分离器内部空间布置膜分离组件并集成其它分离工艺，结构紧凑，适合海洋石油开发等现场空间有限的工作环境。

(3)成本低。本实用新型通过优化内部结构使各类分离组件均在最佳工况下工作，延长了分离组件使用寿命，降低维护工作量。同时本实用新型也适合对传统三相分离器进行改造，降低建设成本。

附图说明

图1是本实用新型集成的高效三相分离器的结构示意图。

附图标记：1分离器壳体，2预分离室，3油气水入口，4入口挡板，5聚结整流格栅，6预分离室隔板，7分离室，8油室堰板，9电脱水器，10双腔油室，11原油出口管，12天然气出口，13捕雾器，14水室，15油室隔板，16油室挡板，17油室联通器，18水室堰板，19微孔膜组件，20第一套截聚膜组件，21水出口管，22分离水导流暗道，23油室排水管，24油室积水缓存罐，25油室积水输送泵，26油室积水输送管，27分离室底板，28排沙口，29热介质交换器，30第二套截聚膜组件，31油室底板。

具体实施方式

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

如图1所示，本实用新型集成的高效三相分离器，包括分离器壳体1，所述分离器壳体1内由左至右依次设置有预分离室隔板6、油室堰板8、油室挡板16，与所述分离器壳体1紧密贴合，将分离器壳体1内部自左向右依次分隔为预分离室2、分离室7、双腔油室10和水室14，所述预分离室2、分离室7、双腔油室10和水室14的上部均连通。

所述预分离室隔板6和油室堰板8之间设置有分离室底板27，所述油室堰板8和油室挡板16之间设置有油室底板31，所述水室14内设置有水室堰板18，所述油室挡板16顶端高于水室堰板18顶端。所述分离室底板27下部空间、油室底板31下部空间、油室挡板16和水室堰板18之间空间，彼此相互连通，构成分离水导流暗道22，也就是说，分离水导流暗道22由分离器壳体1、预分离室隔板6、分离室底板27、油室底板31、油室挡板16与水室堰板18围成。

所述预分离室2由分离器壳体1与预分离室隔板6围成，所述预分离室2上部设置有油气水入口3和入口挡板4，所述预分离室3底部设置有排沙口28，所述预分离室隔板6左侧设置有聚结整流格栅5，所述聚结整流格栅5为填充了聚结填料的迷宫板。

所述分离室7由预分离室隔板6、分离室底板27与油室堰板8围成，所述分离室7上部设置有热介质交换器29，所述分离室底板27为多孔板，所述分离室底板27上设置有第一套截聚膜组件20，且第一套截聚膜组件20穿设在分离室底板27的孔上。

所述双腔油室10由油室堰板8、油室底板31、油室挡板16围成，所述双腔油室10中间设置有油室隔板15，所述油室隔板15设置有油室联通器17，所述油室联通器17设置于油室隔板15中心靠上的位置，同时向上倾斜一定倾角，使左腔室内流体向上流入右腔室。所述油室隔板15将双腔油室10分为左腔室和右腔室，左腔室内设置有电脱水器9，右腔室内设置有微孔膜组件19，所述微孔膜组件19顶部连接有原油出口管11，向上穿出分离器壳体1。所述双腔油室10的左腔室和右腔室底部均连接有油室排水管23，所述油室排水管23向下穿出分离器壳体1，与油室积水缓存罐24连接，所述油室积水缓存罐24引出油室积水输送管26，油室积水输送管26向左连接到预分离室2，所述油室积水输送管26上安装有油室积水输送泵25。

所述水室14由分离器壳体1和油室挡板16围成，所述水室14内设置有第二套截聚膜组件30，且第二套截聚膜组件30位于水室堰板18右侧，所述第二套截聚膜组件30底部连接有水出口管21，向下穿出分离器壳体1。所述水室14顶部设置有天然气出口12，所述天然气出口12前设置有捕雾器13。

所述预分离室2、双腔油室10的左腔室和右腔室内均设置有总液位计，所述双腔油室10的左腔室和右腔室、分离室7、水室14、油室积水缓存罐24内均设置有水液位计。

本实用新型集成的高效三相分离器的工艺流程：

本实用新型集成的高效三相分离器投入使用前需要对内部膜组件进行预处理。使用时，油气水混合流从油气水入口3进入分离器壳体1，在入口挡板4的作用下降低流速并落入预分离室2。油气水混合物在预分离室2中进行气液分离，初步分离为气体与液体。

气液分离出的气体水平向右通过聚结整流格栅5，并依次经过通过分离室7、双腔油室10上部空间，在水室14顶部通过捕雾器13除去油滴之后经天然气出口12离开分离器壳体1。

气液分离出的液体在预分离室2中进行重力沉降，液体中携带的固体杂质向下落入排沙口28并定期排出，除去泥沙等固态杂质，分离固体杂质后的液体向右经过聚结整流格栅5进入分离室7，液体通过聚结整流格栅5时，聚结整流格栅5内部曲折通道与聚结材料使油水初步分离。液体进入到分离室7后，先在热介质交换器29作用下提升温度，再通过第一套截聚膜组件20进行油水分离。

液体在分离室7总液位的静压作用下向下通过第一套截聚膜组件20，第一套截聚膜组件20存在水过油不过的特性，液体中的水通过第一套截聚膜组件20进入分离水导流暗道22，达到一定液位后翻过水室堰板18，溢流进入水室14。水通过水室14中的第二套截聚膜组件30，再次脱油后从第二套截聚膜组件30下方通过水出口管21离开分离器壳体1。

液体中的油将在第一套截聚膜组件20表面聚结为较大液滴并在浮力作用下上浮在分离室7上部形成油层，在分离室7总液位升高后向右翻过油室堰板8溢流进入双腔油室10，原油在双腔油室10的左腔室通过电脱水器9初步脱水；初步脱水原油自油室隔板15上的油室联通器17进入到双腔油室10的右腔室，微孔膜组件19存在油过水不过的特性，通过微孔膜组件19再次脱水；脱水原油从微孔膜组件19顶部通过原油出口管11离开分离器壳体1；双腔油室10脱除水份分别积累在两腔室下部，在积水达到一定液位后排放至油室积水缓存罐24，通过油室积水输送泵25、油室积水输送管26反输回预分离室2。

具体实施例

以每天处理500方渤海油田采出液为例。

使用前对第一套截聚膜组件20和第二套截聚膜组件30进行预处理，在分离室、水室内注入清水没过第一套截聚膜组件20、第二套截聚膜组件30并浸泡12小时以上。

使用时，来液以每小时20方流量进入分离器壳体1，在预分离室2进行气液分离与沉降除砂，气体进捕雾器13除去油滴后外输，液体过聚结整流格栅进入分离室7，通过热介质交换器29温度调整至50℃，液体中水通过第一套截聚膜组件20与分离水导流暗道22进入水室14，液体中油上浮形成油层并溢流进入双腔油室10。分离室7油水界面控制在第一套截聚膜组件20顶部以上100mm，水室14水面控制在第二套截聚膜组件30顶部以上50mm。双腔油室10内电脱水器9采用双电场脱水，电源采用25Kv，工作温度60℃，强电场1.5Kv/cm，弱电场0.4Kv/cm，双腔油室10的左腔室(装有电脱水器9)油水交界面控制在油室联通器17下沿以下100mm处，双腔油室10的右腔室(装有微孔膜组件19)油水交界面控制在油室底板31向上200mm。

来液经本实用新型三相分离器处理后，出水含油小于20mg/L，出水固体悬浮物含量小于20mg/L，外输原油含水小于5％。

尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (6)

1.一种集成的高效三相分离器，包括分离器壳体(1)，其特征在于，所述分离器壳体(1)内由左至右依次设置有预分离室隔板(6)、油室堰板(8)、油室挡板(16)，将分离器壳体(1)内部自左向右依次分隔为预分离室(2)、分离室(7)、双腔油室(10)和水室(14)，所述预分离室(2)、分离室(7)、双腔油室(10)和水室(14)的上部均连通；

所述预分离室隔板(6)和油室堰板(8)之间设置有分离室底板(27)，所述油室堰板(8)和油室挡板(16)之间设置有油室底板(31)，所述水室(14)内设置有水室堰板(18)；所述分离室底板(27)下部空间、油室底板(31)下部空间、油室挡板(16)和水室堰板(18)之间空间，彼此相互连通，构成分离水导流暗道(22)；

所述预分离室(2)上部设置有油气水入口(3)和入口挡板(4)，底部设置有排沙口(28)，所述预分离室隔板(6)左侧设置有聚结整流格栅(5)；

所述分离室(7)上部设置有热介质交换器(29)，所述分离室底板(27)为多孔板，所述分离室底板(27)上设置有第一套截聚膜组件(20)，且第一套截聚膜组件(20)穿设在分离室底板(27)的孔上；

所述双腔油室(10)中间设置有油室隔板(15)，所述油室隔板(15)设置有油室联通器(17)；所述油室隔板(15)将双腔油室(10)分为左腔室和右腔室，左腔室内设置有电脱水器(9)，右腔室内设置有微孔膜组件(19)，所述微孔膜组件(19)顶部连接有原油出口管(11)，向上穿出分离器壳体(1)；所述双腔油室(10)的左腔室和右腔室底部均连接有油室排水管(23)，所述油室排水管(23)向下穿出分离器壳体(1)，与油室积水缓存罐(24)连接，所述油室积水缓存罐(24)通过油室积水输送管(26)与预分离室(2)连接；

所述水室(14)内设置有第二套截聚膜组件(30)，且第二套截聚膜组件(30)位于水室堰板(18)右侧，所述第二套截聚膜组件(30)底部连接有水出口管(21)，向下穿出分离器壳体(1)；所述水室(14)顶部设置有天然气出口(12)，所述天然气出口(12)设置有捕雾器(13)。

2.根据权利要求1所述的集成的高效三相分离器，其特征在于，所述聚结整流格栅(5)为填充了聚结填料的迷宫板。

3.根据权利要求1所述的集成的高效三相分离器，其特征在于，所述油室联通器(17)设置于油室隔板(15)中心靠上的位置，同时向上倾斜一定倾角，使左腔室内流体向上流入右腔室。

4.根据权利要求1所述的集成的高效三相分离器，其特征在于，所述油室积水输送管(26)上安装有油室积水输送泵(25)。

5.根据权利要求1所述的集成的高效三相分离器，其特征在于，所述油室挡板(16)顶端高于水室堰板(18)顶端。

6.根据权利要求1所述的集成的高效三相分离器，其特征在于，所述预分离室(2)、双腔油室(10)的左腔室和右腔室内均设置有总液位计，所述双腔油室(10)的左腔室和右腔室、分离室(7)、水室(14)、油室积水缓存罐(24)内均设置有水液位计。

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