CN211847824U - 界面三相分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油田采出液处理技术领域，是一种界面三相分离器，其包括罐体，在罐体内自左而右设置有将罐体自左而右分为布液室、聚结室、沉降室和油室的第一立板、第二立板和第三立板，第一立板和第二立板的外缘分别与罐体内壁固定在一起，第三立板的顶端与罐体顶端之间设置有间距。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其油田采出液的处理效果显著提高，出油口原油含水率较普通分离器明显降低，出油含水率降低至15%以下，出水口含油较普通有三相分离器明显降低，提高了采出液预处理效果，降低原油二段脱水的加热负荷。

Description

界面三相分离器

技术领域

本实用新型涉及油田采出液处理技术领域，是一种界面三相分离器。

背景技术

随着原油开采进程的推进，采出液含水率逐渐升高、乳液稳定性持续增强，致使地面集输工艺处理热负荷不断升高、破乳剂加药量增大、脱水时间延长、热化学沉降脱水罐扩容、管理运行成本增高；由于目前油田采出液密闭预处理效果较差，导致预脱水后剩余原油含水率较高、污水含油较高，后端加热负荷较高、加药量较大，原油处理成本较高。

国内外油田采出液预处理主要采用普通三相分离器预脱水，普通三相分离器预处理后剩余原油含水约在40%至50%，剩余原油含水较高，后端加热负荷较大，不利于原油密闭处理。因此提高采出液的预处理效果非常重要。

发明内容

本实用新型提供了一种界面三相分离器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有三相分离器对油田采出液预处理效果较差、脱出水含油高的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种界面三相分离器，包括罐体，在罐体内自左而右设置有将罐体自左而右分为布液室、聚结室、沉降室和油室的第一立板、第二立板和第三立板，第一立板和第二立板的外缘分别与罐体内壁固定在一起，第三立板的顶端与罐体顶端之间设置有间距；在布液室内设置有布液稳流装置，在罐体上设置有出液端与布液稳流装置的进液端连通的旋流分离器，在旋流分离器上部设置有进液口，第一立板和第二立板上分别设置有左右贯通的连通孔，在聚结室内装填有界面材料，在第三立板顶端下方的沉降室内中部设置有乳化油收集管汇，在沉降室底部设置有与乳化油收集管汇连通的乳化油出口，在沉降室内下部设置有集水管汇，在沉降室底部设置有与集水管汇连通的出水口，在油室下部设置有出油口。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述布液稳流装置包括集液箱，集液箱包括前布液部、中进液部和后布液部，前布液部、中进液部和后布液部自前而后依序固定在一起，在中进液部顶部设置有进液端，旋流分离器的出液端与中进液部的进液端固定在一起，旋流分离器的上部位于罐体外，在前布液部和后布液部的前壁面或/和后壁面或/和左壁面或/和右壁面或/和上壁面或/和下壁面设置有布液孔。

上述聚结室内设置有靠近第一立板的反冲洗管汇，反冲洗管汇的喷水口朝左，反冲洗管汇的反冲洗进水端伸出罐体外。

上述反冲洗管汇下方的聚结室内横向设置有下隔离板，在下隔离板上设置有下砂孔，在下隔离板与罐体底部之间形成沉沙室，与沉沙室对应的罐体底部设置有排污口；与沉沙室上方的聚结室对应的罐体下部壁面设置有卸料口，与聚结室对应的罐体顶端壁面设置有填料装填口。

上述与沉降室对应的罐体底部设置有排污口，在沉降室内底部左侧和右侧分别设置有至少一个冲砂管，在冲砂管上设有能冲洗沉降室底部的冲砂喷头，与沉降室对应的罐体上设置有水力冲砂进口，冲砂管的进水端与水力冲砂进口连通；乳化油收集管汇包括收集管和下乳化油管，收集管上设置有收乳化油口，收集管通过下乳化油管与乳化油出口连通；集水管汇包括集水管和下水管，集水管上设置有集水口，集水管通过下水管与出水口连通。

上述与油室对应的罐体底部设置有排污口，与油室对应的罐体顶部设置有出气口；在布液稳流装置下方的布液室设置有前冲砂管，与布液室对应的罐体底部设置有排污口。

上述聚结室左侧和右侧对应的罐体上分别固定安装有压力变送器；在反冲洗管汇的反冲洗进水端固定连接有反冲洗进液管，在反冲洗进液管上固定安装有反冲洗电动阀；在出水口连通有排水管，在排水管上固定安装有排水电动阀；与沉降室对应的罐体顶部设置有放空口、压力表接口，与沉降室对应的罐体上设置有取样口，在沉降室内设置有油水界面仪，与油室对应的罐体上固定安装有液位计。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其油田采出液的处理效果显著提高，出油口原油含水率较普通分离器明显降低，出油含水率降低至15%以下，出水口含油较普通有三相分离器明显降低，提高了采出液预处理效果，降低原油二段脱水的加热负荷。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视局部剖视结构示意图。

附图2为布液稳流装置的俯视放大结构示意图。

附图3为设置在罐体内的反冲洗管汇的左视放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为罐体，2为布液室，3为聚结室，4为沉降室，5为油室，6为第一立板，7为第二立板，8为第三立板，9为布液稳流装置，10为旋流分离器，11为进液口，12为乳化油出口，13为出水口，14为出油口，15为前布液部，16为中进液部，17为后布液部，18为布液孔，19为反冲洗管汇，20为下隔离板，21为沉沙室，22为排污口，23为填料装填口，24为冲砂管，25为水力冲砂进口，26为收集管，27为下乳化油管，28为集水管，29为下水管，30为出气口，31为前冲砂管，32为反冲洗进水端，33为人孔，34为爬梯。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的，本实用新型中，提及的百分数，如无特殊说明，均为质量百分数。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2所示，该界面三相分离器包括罐体1，在罐体1内自左而右设置有将罐体1自左而右分为布液室2、聚结室3、沉降室4和油室5的第一立板6、第二立板7和第三立板8，第一立板6和第二立板7的外缘分别与罐体1内壁固定在一起，第三立板8的顶端与罐体1顶端之间设置有间距；在布液室2内设置有布液稳流装置9，在罐体1上设置有出液端与布液稳流装置9的进液端连通的旋流分离器10，在旋流分离器10上部设置有进液口11，第一立板6和第二立板7上分别设置有左右贯通的连通孔，在聚结室3内装填有界面材料，在第三立板8顶端下方的沉降室4内中部设置有乳化油收集管汇，在沉降室4底部设置有与乳化油收集管汇连通的乳化油出口12，在沉降室4内下部设置有集水管汇，在沉降室4底部设置有与集水管汇连通的出水口13，在油室5下部设置有出油口14。

油田采出液（油气水三相混合物）经旋流分离器10将大部分天然气分离，分离的天然气通过旋流分离器10顶部出气口排出，分离后的油水混合物进入布液稳流装置9进行流态稳定和均匀布液，然后稳定的油水混合物液穿过第一立板6的连通孔进入聚结室3，通过聚结室3内的界面材料作用，实现油田采出液中乳化液的破乳、小水珠的聚结；聚结后的油田采出液穿过第二立板7的连通孔进入沉降室4进行沉降，在沉降室4内油水快速分离后，油翻过第三立板8进入油室5，水通过集水管汇收集并排出罐体1，未被破乳的乳化液通过乳化油收集管汇收集并通过乳化油出口12排出罐体1。

本界面三相分离器运行过程中，在油田采出液聚结聚结前，通过布液稳流装置9稳流作用，可以为聚结提供有利的聚结环境，减少流体过度扰动而影响聚结效果。

由此可知，相较于现有三相分离器，采用本界面三相器对油田采出液处理时，对含水原油的处理效果显著提高，出油口14原油含水率较普通分离器明显降低，出水口13含油较普通三相分离器明显降低，提高了采出液预处理效果，降低原油二段脱水的加热负荷。

现场试验证明，含水率85%的采出液经过本界面三相器作用后，出油口14含水率≤15%、出水口13含油率≤500mg/L。

聚结室3内装填的界面材料采用现有公知的界面材料，比如可以采用申请号为2018107141259、名称为“油田采出液脱水用的界面材料及其制备方法和应用”的中国专利文献中公开的油田采出液脱水用的界面材料。

申请号为2018107141259的中国专利文献公开的界面材料表面具有的界面破坏特性，促使采出液流经界面材料表面时，被迫不断改变流速与方向，增加了采出液中水珠与水珠、油珠与水珠的碰撞聚结几率，无数细小水珠被界面材料不断的吸附、润湿、最终聚结成大粒径而快速被分离出来。堆积在聚结室3内的界面材料进一步增加了采出液中水珠与水珠、油珠与水珠的碰撞聚结几率，提高各相态的聚结效果。

可根据实际需要，对上述界面三相分离器作进一步优化或/和改进：

如附图2所示，布液稳流装置9包括集液箱，集液箱包括前布液部15、中进液部16和后布液部17，前布液部15、中进液部16和后布液部17自前而后依序固定在一起，在中进液部16顶部设置有进液端，旋流分离器10的出液端与中进液部16的进液端固定在一起，旋流分离器10的上部位于罐体1外，在前布液部15和后布液部17的前壁面或/和后壁面或/和左壁面或/和右壁面或/和上壁面或/和下壁面设置有布液孔18。

如附图2所示，集液箱俯视方向呈开口朝左的U型。前布液部15、中进液部16和后布液部17的联合作用，可以最大限度发挥稳流作用。

如附图1、3所示，在聚结室3内设置有靠近第一立板6的反冲洗管汇19，反冲洗管汇19的喷水口朝左，反冲洗管汇19的反冲洗进水端32伸出罐体1外。

当本界面三相分离器运行一段时间后，通过反冲洗管汇19对聚结室3的进口侧进行蒸汽或热水冲洗，避免因蜡块、井口作业垃圾、底层泥沙等堵塞聚结室3进口侧（第一立板6）。

如附图1、2所示，在反冲洗管汇19下方的聚结室3内横向设置有下隔离板20，在下隔离板20上设置有下砂孔，在下隔离板20与罐体1底部之间形成沉沙室21，与沉沙室21对应的罐体1底部设置有排污口22；与沉沙室21上方的聚结室3对应的罐体1下部壁面设置有卸料口，与聚结室3对应的罐体1顶端壁面设置有填料装填口23。

独立设置的沉沙室21，便于砂石收集，减少泥砂对界面材料的堵塞作用，保证界面材料能长周期运行。

如附图1所示，与沉降室4对应的罐体1底部设置有排污口22，在沉降室4内底部左侧和右侧分别设置有至少一个冲砂管24，在冲砂管24上设有能冲洗沉降室4底部的冲砂喷头，与沉降室4对应的罐体1上设置有水力冲砂进口25，冲砂管24的进水端与水力冲砂进口25连通；乳化油收集管汇包括收集管26和下乳化油管27，收集管26上设置有收乳化油口，收集管26通过下乳化油管27与乳化油出口12连通；集水管汇包括集水管28和下水管29，集水管28上设置有集水口，集水管28通过下水管29与出水口13连通。

运行一段时间后，罐体1内泥沙淤积较多，通过冲砂管24对沉降室4罐体1底部泥沙进行冲排。进水从水力冲砂进口25进入，从沉降室4对应的排污口22排出；水力冲砂进口25、排污口22连接的管线均可安装电动调节阀，实现定时自动冲排沙。

收集管26可呈田字形。

冲砂喷头可以分布在冲砂管24前侧和后侧，冲砂喷头与冲砂管24的中轴线之间有夹角；冲砂喷头也可以采用现有公知公用的旋转喷头。

如附图1所示，与油室5对应的罐体1底部设置有排污口22，与油室5对应的罐体1顶部设置有出气口30；在布液稳流装置9下方的布液室2设置有前冲砂管31，与布液室2对应的罐体1底部设置有排污口22。

布液室2内泥砂可通过前冲砂管31冲洗并由其对应的排污口22排出。

根据需要，与聚结室3左侧和右侧对应的罐体1上分别固定安装有压力变送器；在反冲洗管汇19的反冲洗进水端32固定连接有反冲洗进液管，在反冲洗进液管上固定安装有反冲洗电动阀；在出水口13连通有排水管，在排水管上固定安装有排水电动阀；与沉降室4对应的罐体1顶部设置有放空口、压力表接口，与沉降室4对应的罐体1上设置有取样口，在沉降室4内设置有油水界面仪，与油室5对应的罐体1上固定安装有液位计。

通过聚结室3左侧和右侧安装的压力变送器，可以监控聚结室3进出口的压差，进而掌握聚结室3通畅状态。

再通过反冲洗进液管上安装的电动阀，通过PLC控制，实现反冲洗自动化。通过油水界面仪与排水管的电动阀连锁实现自动排水。通过取样口取样对油水界面仪进行核准。

在罐体1上还设置有人孔33，并在罐体1内设置有对应的爬梯34。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种界面三相分离器，其特征在于包括罐体，在罐体内自左而右设置有将罐体自左而右分为布液室、聚结室、沉降室和油室的第一立板、第二立板和第三立板，第一立板和第二立板的外缘分别与罐体内壁固定在一起，第三立板的顶端与罐体顶端之间设置有间距；在布液室内设置有布液稳流装置，在罐体上设置有出液端与布液稳流装置的进液端连通的旋流分离器，在旋流分离器上部设置有进液口，第一立板和第二立板上分别设置有左右贯通的连通孔，在聚结室内装填有界面 材料，在第三立板顶端下方的沉降室内中部设置有乳化油收集管汇，在沉降室底部设置有与乳化油收集管汇连通的乳化油出口，在沉降室内下部设置有集水管汇，在沉降室底部设置有与集水管汇连通的出水口，在油室下部设置有出油口。

2.根据权利要求1所述的界面三相分离器，其特征在于布液稳流装置包括集液箱，集液箱包括前布液部、中进液部和后布液部，前布液部、中进液部和后布液部自前而后依序固定在一起，在中进液部顶部设置有进液端，旋流分离器的出液端与中进液部的进液端固定在一起，旋流分离器的上部位于罐体外，在前布液部和后布液部的前壁面或/和后壁面或/和左壁面或/和右壁面或/和上壁面或/和下壁面设置有布液孔。

3.根据权利要求1或2所述的界面三相分离器，其特征在于聚结室内设置有靠近第一立板的反冲洗管汇，反冲洗管汇的喷水口朝左，反冲洗管汇的反冲洗进水端伸出罐体外。

4.根据权利要求3所述的界面三相分离器，其特征在于反冲洗管汇下方的聚结室内横向设置有下隔离板，在下隔离板上设置有下砂孔，在下隔离板与罐体底部之间形成沉沙室，与沉沙室对应的罐体底部设置有排污口；与沉沙室上方的聚结室对应的罐体下部壁面设置有卸料口，与聚结室对应的罐体顶端壁面设置有填料装填口。

5.根据权利要求1或2或4所述的界面三相分离器，其特征在于与沉降室对应的罐体底部设置有排污口，在沉降室内底部左侧和右侧分别设置有至少一个冲砂管，在冲砂管上设有能冲洗沉降室底部的冲砂喷头，与沉降室对应的罐体上设置有水力冲砂进口，冲砂管的进水端与水力冲砂进口连通；或/和，乳化油收集管汇包括收集管和下乳化油管，收集管上设置有收乳化油口，收集管通过下乳化油管与乳化油出口连通；或/和，集水管汇包括集水管和下水管，集水管上设置有集水口，集水管通过下水管与出水口连通。

6.根据权利要求3所述的界面三相分离器，其特征在于与沉降室对应的罐体底部设置有排污口，在沉降室内底部左侧和右侧分别设置有至少一个冲砂管，在冲砂管上设有能冲洗沉降室底部的冲砂喷头，与沉降室对应的罐体上设置有水力冲砂进口，冲砂管的进水端与水力冲砂进口连通；或/和，乳化油收集管汇包括收集管和下乳化油管，收集管上设置有收乳化油口，收集管通过下乳化油管与乳化油出口连通；或/和，集水管汇包括集水管和下水管，集水管上设置有集水口，集水管通过下水管与出水口连通。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的界面三相分离器，其特征在于与油室对应的罐体底部设置有排污口，与油室对应的罐体顶部设置有出气口；在布液稳流装置下方的布液室设置有前冲砂管，与布液室对应的罐体底部设置有排污口。

8.根据权利要求3所述的界面三相分离器，其特征在于与油室对应的罐体底部设置有排污口，与油室对应的罐体顶部设置有出气口；在布液稳流装置下方的布液室设置有前冲砂管，与布液室对应的罐体底部设置有排污口。

9.根据权利要求5所述的界面三相分离器，其特征在于与油室对应的罐体底部设置有排污口，与油室对应的罐体顶部设置有出气口；在布液稳流装置下方的布液室设置有前冲砂管，与布液室对应的罐体底部设置有排污口。

10.根据权利要求1或2或4或6或8或9所述的界面三相分离器，其特征在于聚结室左侧和右侧对应的罐体上分别固定安装有压力变送器；在反冲洗管汇的反冲洗进水端固定连接有反冲洗进液管，在反冲洗进液管上固定安装有反冲洗电动阀；在出水口连通有排水管，在排水管上固定安装有排水电动阀；与沉降室对应的罐体顶部设置有放空口、压力表接口，与沉降室对应的罐体上设置有取样口，在沉降室内设置有油水界面仪，与油室对应的罐体上固定安装有液位计。

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