CN211570568U - 一种卧式轻质及中质原油三相分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及三相分离器技术领域，特别涉及一种卧式轻质及中质原油三相分离器，包括罐体、气液分离包、气体除液包和聚结整流填料器，罐体内部分为依次连通设置的水洗室、沉降室、油室和水室，水洗室和油室分别位于罐体的两端，沉降室位于水洗室和油室之间，水室和油室相背设置且均与沉降室连通，气液分离包和气体除液包分别连通设置在水洗室和沉降室的上端，气液分离包和气体除液包连通，聚结整流填料器设置在水洗室和沉降室之间，在水洗室内还设置有加热装置。实现了对进入到分离器内的原油进行加热、提高了分离器油、水、气的分离效果。

Description

一种卧式轻质及中质原油三相分离器

技术领域

本实用新型涉及三相分离器技术领域，特别涉及一种卧式轻质及中质原油三相分离器。

背景技术

在生产石油过程中，油和地层水同时产出，因此需要在地面使地层流体中的油、气、水三相分离，其中三相分离器是油田中常用的油气水分离设备,它是连接采油井和脱水原油外输的重要中间环节，其运转的稳定性直接影响油田的正常生产和运行。

现有技术的三相分离器可参考授权公告号为CN2459790Y的实用新型专利，现有技术的三相分离器包括卧式圆筒形钢质容器，容器的内腔分为游离水分离区和乳化水分离区，游离水分离区内设置有管式布液器，在管式布液器下侧设置有蝶式消能器，在容器壁的外侧设置有与管式布液器连通的气液分离包，在容器管的内侧壁横向设置有防浪板，放浪板与管式布液器相邻，管式布液器内侧壁的纵向设置有整流分离填料和除油除砂内件，容器内设置有水室，水室内装有两个可调水管，乳化水分离区内设置有布液槽、集油槽、聚水管，在乳化水分离区上方的容器壁上设置有气体除液包，在容器的下部侧壁上设置有若干排砂口。

上述现有技术的不足之处在于，现有技术三相分离器仅有油气水三相分离功能，在冬季温度较低的北方油田计量站、联合站做原油处理时，由于原油进入到三相分离器内时无法被加热，因此可能会因原油温度较低而导致分离效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种卧式轻质及中质原油三相分离器，实现了对进入到分离器内的原油进行加热、提高了分离器油、水、气的分离效果。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种卧式轻质及中质原油三相分离器，包括罐体、气液分离包、气体除液包和聚结整流填料器，罐体内部分为依次连通设置的水洗室、沉降室、油室和水室，水洗室和油室分别位于罐体的两端，沉降室位于水洗室和油室之间，水室和油室相背设置且均与沉降室连通，气液分离包和气体除液包分别连通设置在水洗室和沉降室的上端，气液分离包和气体除液包连通，聚结整流填料器设置在水洗室和沉降室之间，在水洗室内还设置有加热装置。

通过采用上述技术方案，油水气砂混合物经气液分离包进入到水洗室内，气液分离包对原油内的气体进行初步分离，预分离后的液体进入到水洗室内，加热装置对原油混合物进行加热，使得原油能够顺畅流动而后经过聚结整流填料器进行油水分离，因此保证了分离器在低温条件下对原油的分离效果。

本实用新型进一步设置为：加热装置为U型管热油换热器。

通过采用上述技术方案，U型管热油换热器具有换热效率高、密封可靠、承压高、损耗低的特点，U型管热油换热器可与加热系统蒸汽或热媒油连接，通过蒸汽或热媒油给原油间接加热，且U型管热油换热器可不必固定焊接在罐体上，因此可抽出检修、方便工作人员定期检查。

本实用新型进一步设置为：在水洗室内固定设置有布液板，U型管热油换热器固定设置在布液板的上方。

通过采用上述技术方案，原油的液体混合物进入到水洗室内后经过布液板分离，经布液板分离后的油相漂浮至水层上方，U型管热油换热器对油层进行加热，油温上升因此提高了油、水的分离效率。

本实用新型进一步设置为：布液板呈折弯回路状，布液板上开设有通孔。

通过采用上述技术方案，折弯回路状的布液板增加了原油混合物与布液板的接触面积，由气液分离包进入到水洗室内的油水混合物经过布液板上的通孔分成细小的液流，达到了均匀布液的效果，加快了油水分离速度，提高水洗破乳效率。

本实用新型进一步设置为：布液板上的折弯单位的截面为等腰梯形。

通过采用上述技术方案，等腰梯形的结构增加了油水混合物与布液板的接触面积，增强了布液板均匀布液的效果。

本实用新型进一步设置为：在沉降室内的上端沿竖直方向设置有油水界面检测仪，水室的侧壁上开设有水出口，水出口处连通设置有电动调节阀，油水界面检测仪的信号输出端与电动调节阀的控制端相连。

通过采用上述技术方案，油水界面检测仪用于测量沉降室内油水界面高度，油水界面检测仪的信号输出端与电动调节阀的控制端相连，出口电动调节阀接收来自油水界面检测仪的液面控制器的电流信号，控制含油污水的排放量，从而控制分离器内油水界面高度到达设定值，使得沉降室内的水层不易进入油室。

本实用新型进一步设置为：在罐体底端开设有排砂口，排砂口处连通设置有排砂罐，排砂罐与罐体的外侧壁法兰连接。

通过采用上述技术方案，排砂罐与罐体的外侧壁法兰连接，因此方便工作人员将排砂罐拆卸后对排砂口进行清理，保证了排砂口的畅通。

本实用新型进一步设置为：气液分离包和气体除液包通过连通管路连通，在连通管路上开设有排气口，排气口处连通设置有排气阀。

通过采用上述技术方案，排气口用于工作人员检修、维修时排净油气，保障了检修时油气的排出，减小了分离器对易燃易爆油气分离时存在可能产生的安全隐患。

综上所述，本实用新型具有以下技术效果：

1、通过采用加热装置的结构，实现了对进入到分离器内的原油混合物进行加热、提高了分离器在低温环境下对油、水、气的分离效果；

2、通过采用折弯回路状的布液板的结构，实现了提高布液板对原油混合物均匀布液的功能；

3、通过采用一级聚结整流填料器和二级聚结整流填料器的结构，实现了提高油水分离效果的功能。

附图说明

图1是本实施的剖面示意图；

图2是突出水室的剖面示意图。

图中，1、罐体；11、水洗室；111、布液板；12、沉降室；121、油水界面检测仪；13、油室；131、油出口；132、油排污口；14、水室；141、水出口；142、电动调节阀；15、排砂口；151、排砂罐；2、气液分离包；21、一级捕雾器；22、连通管路；221、排气阀；23、降水管；241、截止阀；24、进料管；3、气体除液包；31、二级捕雾器；4、聚结整流填料器；41、一级聚结整流填料器；42、二级聚结整流填料器；6、溢流挡板；7、导流挡板；8、U型管热油换热器。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型介绍了一种卧式轻质及中质原油三相分离器，包括罐体1、气液分离包2、气体除液包3、聚结整流填料器4和加热装置，罐体1内部空间依次分布为水洗室11、沉降室12、油室13和水室14，水洗室11和油室13分别位于罐体1的两端，沉降室12位于水洗室11和油室13之间，水室14和油室13分别与沉降室12连通，水室14和油室13相背设置，经过沉降室12沉降后的油、水能够分别进入到油室13和水室14，气液分离包2和气体除液包3分别连通设置在水洗室11和沉降室12的上端，气液分离包2和气体除液包3分别用于对原油的初步气液分离和油气的分离，聚结整流填料器4设置在水洗室11和沉降室12之间，聚结整流填料器4能够将油、水高效聚结分离，加热装置设置在水洗室11内，加热装置能够对经过气液分离包2预分离后的油水混合物进行加热，使得在寒冷天气下原油不易因低温而导致流速较慢，使得原油能够顺畅流通并且经过聚结整流填料器4，保证了分离器在低温环境下对原油的分离效果。

如图1所示，气液分离包2内设置有一级捕雾器21，在气液分离包2上连通设置有进料管24，在气液分离包2下端连通设置有降水管23，降水管23位于水洗室11内并且延伸至罐体1下端，经过气液分离包2预分离后的液体混合物经降水管23进入到水洗室11内，在气体除液包3内固定设置有二级捕雾器31，气液分离包2和气体除液包3通过连通管路22连通，油水气砂混合物进入气液分离包2，混合物在重力作用、碰撞作用和离心作用下实现气液的初步分离，首先将原油内的大部分气体分离出来，分离出的气体经一级捕雾器21除液后经连通管路22进入气体除液包3，而后气体再进入气体除液包3经二级捕雾器31除液后流出分离器。

如图1所示，进料管24上内连通设置有截止阀241，工作人员可以通过截止阀241来控制进入到分离器内的原油量，当分离器的分离速度较慢时，可以通过控制截止阀241使得分离器内的油水分界面保持稳定；在连通管路22路上设有排气口，排气口处连通设置有排气阀221，排气口用于工作人员检修、维修时排净油气，保障了检修时油气的排出，减小了分离器在分离易燃易爆油气存在可能产生的安全隐患。

如图1所示，在水洗室11内固定设置有布液板111，布液板111呈折弯回路状，布液板111上开设有通孔。由降水管23进入到水洗室11内的油水混合物经过布液板111上的通孔分成细小的液流，类波纹状的布液板111增大了油水混合物与布液板111的接触面积，因此增强了布液板111均匀布液的效果，加快了油水分离速度，提高水洗破乳效率。布液板111可采用均匀间隔设置的矩形单位或者是等腰梯形状单位，本实用新型采用上述第二种方式，等腰梯形的结构进一步增加了油水混合物与布液板111的接触面积，使得布液板111均匀布液的效果进一步提升。

如图1所示，加热装置可采用燃烧器与火管的加热方式，或者是采用U型管热油换热器8的加热方式，为了提升供热稳定性，本实用新型采用上述第二种方式。U型管热油换热器8具有换热效率高、密封可靠、承压高、损耗低的特点，U型管热油换热器8可与加热系统蒸汽或热媒油连接，通过蒸汽或热媒油给原油间接加热，且U型管热油换热器8不用电气焊固定在罐体1上，因此可抽出检修、方便工作人员定期检查；当罐体1处于温度较低的外界环境中时，U型管热油换热器8对原油进行加热，使得原油不易凝结，保证了原油在低温环境下能够顺畅流通，因此保证了分离器的分离效果。

为了进一步提高U型管热油换热器8对原油的分离效果，如图1所示，本实用新型将U型管热油换热器8固定设置在布液板111的上方，油水混合物经过布液板111分离后油相漂浮至水层上方，U型管热油换热器8对油层进行加热，油温上升因此提高了油、水的分离效率。

如图1所示，聚结整流填料器4包括平行设置一级聚结整流填料器41和二级聚结整流填料器42，一级聚结整流填料器41和二级聚结整流填料器42分别靠近水洗室11和油室13，一级聚结整流填料器41与罐体1的下端固定连接，二级聚结整流填料器42与罐体1的上端固定连接，在水洗室11中油水混合液发生碰撞、摩擦等降低界面膜的水洗过程，分离出了大部分的游离水，没有分离的混合液经过一级聚结整流填料器41和二级聚结整流填料器42后进入沉降室12，一级聚结整流填料器41和二级聚结整流填料器42进行对油、水进行高效聚结分离，在一级聚结整流填料器41和二级聚结整流填料器42之间流动的原油的流向和速度的不断变化，因此显著提高气体或液体中分散相（如气相中的液滴、油相中的水滴和砂、水相中的油滴和砂）的碰撞聚结效率，对于含砂的油水而言，还有利于砂与液体的分离，因此改善了分离条件，提高了油、水分离效率，在罐体1端连通设置有排砂口15，在排砂口15处连通设置有排砂罐151，随着油水分离处理的进行，在原油或者油水混合物中的杂质逐步沉淀，落入罐体1底部的排砂罐151后排出。排砂罐151与罐体1的外侧壁法兰连接，因此方便工作人员将排砂罐151拆卸后对排砂口15进行清理，保证了排砂口15的畅通。

经过一级聚结整流填料器41和二级聚结整流填料器42分离后的液体进入到沉降室12，混合物在沉降室12内静液，形成位于上方的油层和位于下方的水层，同时沉降室12内产生的伴生气进入气液分离包2内的二级捕雾器31。

如图1所示，在罐体1内远离水洗室11的一侧固定设置有溢流挡板6，溢流挡板6的上端与罐体1的上端形成间隙，溢流挡板6的高度设置为高于油水分界面的高度，油室13为溢流挡板6与其相邻罐体1的端部之间形成的空间，沉降室12内位于上方的油层漫过溢流挡板6的上端进入到油室13内，这样既能保证进入油室13内油的纯度，又能将水阻挡在罐体1内，使其进入不了油室13；在罐体1靠近油室13的端部开设有油出口131，在油室13的底部设置有排污口132，进入油室13的油可能也会存在少量的水，此时经过在油室13内静置分层后，含有较多水的油从由排污口132流出，而油则从油出口131排出。

如图2所示，水室14设置在油室13的背侧，在罐体1远离水洗室11的端部固定设置有导流挡板7，导流挡板7位于在沉降室12与水室14之间，导流挡板7的下端与罐体1的下端之间形成间隙，沉降室12内位于下方的含油污水经过导流挡板7与罐体1下端之间形成的通道进入水室14，在水室14上开设有水出口141，水出口141处设置有电动调节阀142。

为了保证油水界面高度的稳定性，使得沉降室12内的水层不易进入油室13，如图1所示，因此本实用新型在沉降室12内设置有用于检测油水液面高度的油水界面检测仪121，油水界面检测仪121由一个射频导纳界面变送器和刚性传感器组成，用于测量分离器内油水界面高度，油水界面检测仪121的信号输出端与水出口141电动调节阀142的控制端相连，出口电动调节阀142接收来自油水界面检测仪121的液面控制器的电流信号，控制污水的排放量，从而控制分离器内油水界面高度到达设定值。

本实用新型的工作原理为：

油水气砂混合物进入气液分离包2，混合物在重力作用、碰撞作用和离心作用下实现气液的初步分离，首先将原油内的大部分气体分离出来，分离出的气体经一级捕雾器21除液后经连通管路22进入气体除液包3，而后气体再进入气体除液包3经二级捕雾器31除液后流出分离器；经过预分离后的油水混合物由降水管23进入到水洗室11内经过布液板111被均匀布液，同时U型管热油换热器8对原油进行加热，使得原油不易凝结，保证了原油在低温环境下能够顺畅流通，没有分离的混合液经一级聚结整流填料器41和二级聚结整流填料器42进行对油、水进行高效聚结分离，经过一级聚结整流填料器41和二级聚结整流填料器42分离后的液体进入到沉降室12，混合物在沉降室12内静液，形成位于上方的油层和位于下方的水层，同时沉降室12内产生的伴生气进入气液分离包2内的二级捕雾器31，沉降室12内位于上方的油层漫过溢流挡板6的上端进入到油室13内，沉降室12内位于下方的含油污水经过导流挡板7与罐体1下端之间形成的通道进入水室14，在原油或者油水混合物中的杂质逐步沉淀，落入罐体1底部的排砂罐151后排出，因此实现了原油中油水气砂的分离。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种卧式轻质及中质原油三相分离器，包括罐体(1)、气液分离包(2)、气体除液包(3)和聚结整流填料器(4)，罐体(1)内部分为依次连通设置的水洗室(11)、沉降室(12)、油室(13)和水室(14)，水洗室(11)和油室(13)分别位于罐体(1)的两端，沉降室(12)位于水洗室(11)和油室(13)之间，水室(14)和油室(13)相背设置且均与沉降室(12)连通，气液分离包(2)和气体除液包(3)分别连通设置在水洗室(11)和沉降室(12)的上端，气液分离包(2)和气体除液包(3)连通，聚结整流填料器(4)设置在水洗室(11)和沉降室(12)之间，其特征在于，在水洗室(11)内还设置有加热装置。

2.根据权利要求1所述一种卧式轻质及中质原油三相分离器，其特征在于，加热装置为U型管热油换热器(8)。

3.根据权利要求2所述一种卧式轻质及中质原油三相分离器，其特征在于，在水洗室(11)内固定设置有布液板(111)，U型管热油换热器(8)固定设置在布液板(111)的上方。

4.根据权利要求3所述一种卧式轻质及中质原油三相分离器，其特征在于，布液板(111)呈折弯回路状，布液板(111)上开设有通孔。

5.根据权利要求4所述一种卧式轻质及中质原油三相分离器，其特征在于，布液板(111)上的折弯单位的截面为等腰梯形。

6.根据权利要求5所述一种卧式轻质及中质原油三相分离器，其特征在于，在沉降室(12)内的上端沿竖直方向设置有油水界面检测仪(121)，水室(14)的侧壁上开设有水出口(141)，水出口(141)处连通设置有电动调节阀(142)，油水界面检测仪(121)的信号输出端与电动调节阀(142)的控制端相连。

7.根据权利要求6所述一种卧式轻质及中质原油三相分离器，其特征在于，在罐体(1)底端开设有排砂口(15)，排砂口(15)处连通设置有排砂罐(151)，排砂罐(151)与罐体(1)的外侧壁法兰连接。

8.根据权利要求7所述一种卧式轻质及中质原油三相分离器，其特征在于，气液分离包(2)和气体除液包(3)通过连通管路(22)连通，在连通管路(22)上开设有排气口，排气口处连通设置有排气阀(221)。

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