CN212581646U - 一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统，包括气液旋流分离器、旋流油水分离器、一级水力旋流器、二级水力旋流器、旋流气浮器、气体处理箱、储油罐和净化水排放箱，气液旋流分离器与旋流油水分离器相连接，旋流油水分离器与一级水力旋流器相连接，一级水力旋流器与二级水力旋流器。本发明中气液旋流分离器主要负责将生产来液中气体分离出来，旋流油水分离器主要负责油水分离，可以将含水率不低于90％的生产来液处理至50ppm左右，一级水力旋流器、二级水力旋流器及旋流气浮器进一步分离油水渣，使得整个系统在进口含水不小于90％的条件下，最终生产污水含油浓度不大于30mg/L，生产水的脱除率不小于75％。

Description

一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统

技术领域

本发明涉及油水分离技术领域，具体为一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统。

背景技术

近年来，国内油田应用的生产水处理流程大多为分离器、斜板除油、气浮及精细过滤等技术。这些传统技术普遍存在占地面积大，分离效率低，能源消耗多等弊端，因此亟需一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统来解决上述问题。

发明内容

本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统，包括气液旋流分离器、旋流油水分离器、一级水力旋流器、二级水力旋流器、旋流气浮器、气体处理箱、储油罐和净化水排放箱，所述气液旋流分离器与旋流油水分离器相连接，所述旋流油水分离器与一级水力旋流器相连接，所述一级水力旋流器与二级水力旋流器，所述二级水力旋流器与旋流气浮器相连接，所述旋流气浮器的排水口与净化水排放箱相连接，所述气液旋流分离器、二级水力旋流器的排气管排气口与气体处理箱相连接，所述旋流油水分离器、一级水力旋流器、二级水力旋流器和旋流气浮器的排油口与储油罐相连接。

优选的，所述气液旋流分离器包括气液旋流分离器本体，所述气液旋流分离器本体的一侧固定安装有倾斜管。

优选的，所述旋流油水分离器包括旋流油水分离器本体，所述旋流油水分离器本体的下侧固定安装有固定架，所述旋流油水分离器本体的外侧分别固定安装有进液管、排油管和排水管。

优选的，所述一级水力旋流器包括第一筒体，所述第一筒体的下侧通过法兰固定连接有第一椭圆封头，所述第一椭圆封头与第一筒体之间设置有下管板，所述第一椭圆封头的下侧固定安装有等边角钢，所述等边角钢的下侧固定安装有底板，所述等边角钢的一侧固定安装有接地板，所述第一筒体的上端固定连接有法兰盖，所述第一筒体与法兰盖之间设置有上管板，所述上管板与下管板之间固定连接有内管件，所述二级水力旋流器的内部结构同一级水力旋流器。

优选的，所述旋流气浮器包括第二筒体，所述第二筒体的内部固定安装有支撑板，所述支撑板的内部固定安装有内集管，所述第二筒体的内部固定安装有内筒，所述内筒的上下两端均固定安装有椎体，所述第二筒体的上端固定安装有第二椭圆封头，所述第二筒体的下侧固定安装有支腿。

优选的，所述旋流气浮器有两个，可并联或串联接入工艺系统中。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明中生产来液首先经气液旋流分离器进行气液分离，将来液中气体除去；除去气体的含油污水进入到旋流油水分离器，利用旋流离心分离作用分离大部分的水，及大部分含有少量水分的污油；经过旋流分离器分离器后的含油污水依次进入一级水力旋流器和二级水力旋流器进行油水高效离心分离，约3％排油进收油储罐，约97％产水进入到旋流气浮器，深度精细高效的去除分散油滴和悬浮物，约1-3％排油进收油储罐，整个生产水脱水装置脱出75％以上，最终含油污水含油小于30ppm。

2、本发明中气液旋流分离器主要负责将生产来液中气体分离出来，旋流油水分离器主要负责油水分离，可以将含水率不低于90％的生产来液处理至 50ppm左右，一级水力旋流器、二级水力旋流器及旋流气浮器进一步分离油水渣，使得整个系统在进口含水不小于90％的条件下，最终生产污水含油浓度不大于30mg/L，生产水的脱除率不小于75％。

3、本发明可采用无动力启动运转，即根据生产来液的一定压力来维持系统，因为油、气、水有不同的密度，利用旋流(离心力)分离的方式，来进行气液分离、油水分离和水中除油的操作；由于旋流离心力的加速度是重力分离加速度G的倍数关系，在保证指标的情况下，使设备尺寸和占地大大的减少；产出液首先进入到气液分离段，在这里通过旋流离心，使气液进行分离，这样做的目的是确保下游工艺设备不会因为降压而产生大量气体，进而提高了系统分离效率。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图；

图2为本发明气液旋流分离器的结构示意图；

图3为本发明旋流油水分离器的结构示意图；

图4为本发明一级水力旋流器的结构示意图；

图5为本发明旋流气浮器的结构示意图。

图中：1底板、2等边角钢、3第一椭圆封头、4第一筒体、5内管件、6 下管板、7上管板、8法兰盖、9接地板、10支腿、12第二椭圆封头、13内筒、14第二筒体、15支撑板、16椎体、17倾斜管、18排油管、19气液旋流分离器本体、20旋流油水分离器本体、21固定架、22进液管、23排水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统，包括气液旋流分离器、旋流油水分离器、一级水力旋流器、二级水力旋流器、旋流气浮器、气体处理箱、储油罐和净化水排放箱，气液旋流分离器与旋流油水分离器相连接，旋流油水分离器与一级水力旋流器相连接，一级水力旋流器与二级水力旋流器，二级水力旋流器与旋流气浮器相连接，旋流气浮器的排水口与净化水排放箱相连接，气液旋流分离器、二级水力旋流器的排气管排气口与气体处理箱相连接，旋流油水分离器、一级水力旋流器、二级水力旋流器和旋流气浮器的排油口与储油罐相连接，其中旋流气浮器有两个，可并联或串联接入工艺系统中，生产来液首先经气液旋流分离器进行气液分离，将来液中气体除去；除去气体的含油污水进入到旋流油水分离器，利用旋流离心分离作用分离大部分的水，及大部分含有少量水分的污油；经过旋流分离器分离器后的含油污水依次进入一级水力旋流器和二级水力旋流器进行油水高效离心分离，约3％排油进收油储罐，约97％产水进入到旋流气浮器，深度精细高效的去除分散油滴和悬浮物，约1-3％排油进收油储罐，整个生产水脱水装置脱出75％以上，最终含油污水含油小于30ppm。

请参阅图2，气液旋流分离器包括气液旋流分离器本体19，气液旋流分离器本体19的一侧固定安装有倾斜管17，其中生产来液多相流进入倾角向下且与气液旋流分离器本体19成切线方向相连的倾斜管内形成分层流，完成预分离后，进入气液旋流分离器本体19，由于旋流作用，在气液旋流分离器本体19内，离心力、重力和浮力形成一个倒圆型涡流面，密度大的液相流到分离器底部，密度小的气相沿涡流的中央形成中心气柱上升至气液旋流分离器本体19顶部，最终实现气相从气液旋流分离器本体19顶部排出，液相从分离器的底部流出。

请参阅图3，旋流油水分离器包括旋流油水分离器本体20，旋流油水分离器本体20的下侧固定安装有固定架21，旋流油水分离器本体20的外侧分别固定安装有进液管22、排油管18和排水管23，旋流油水分离器利用离心分离原理，液体从进液管22向进入旋流油水分离器本体20，通过旋流管形成稳定旋流(高于100倍重力加速度)，利用离心力场和油水密度差使油水分离，其中旋流管采用径向多孔入口，与传统的切向入口可以有效的避免堵塞、以及切向入口长期使用磨损后，旋流力减弱和失效的问题；旋流产生依靠旋流管内旋流叶片产生，使用旋流叶片与切向产生旋流相比，优势是可以产生稳定的旋流场，这样排油比和压降都可以减小；总体上的油相出口含水率较低，整体压降不高于1bar。

请参阅图4，一级水力旋流器包括第一筒体4，第一筒体4的下侧通过法兰固定连接有第一椭圆封头3，第一椭圆封头3与第一筒体4之间设置有下管板6，第一椭圆封头3的下侧固定安装有等边角钢2，等边角钢2的下侧固定安装有底板1，等边角钢2的一侧固定安装有接地板9，第一筒体4的上端固定连接有法兰盖8，第一筒体4与法兰盖8之间设置有上管板7，上管板7与下管板6之间固定连接有内管件5，二级水力旋流器的内部结构同一级水力旋流器，其中含油污水通过旋液锥管的径向多孔入口进入旋流腔内，由旋流腔内的旋流导向旋流叶片产生高速旋转，在高速旋转产生离心场领导作用下，含油污水中水相发生离心沉降，沿着锥管壁面向底流口旋动，作为底流排出；密度小的油相向中间迁移，沿轴线向顶流口旋动，作为顶流排出，在锥管内完成了油水的分离。

请参阅图5，旋流气浮器包括第二筒体14，第二筒体14的内部固定安装有支撑板15，支撑板15的内部固定安装有内集管11，第二筒体14的内部固定安装有内筒13，内筒13的上下两端均固定安装有椎体16，第二筒体14的上端固定安装有第二椭圆封头12，第二筒体14的下侧固定安装有支腿10，混合微气泡的含油污水通过罐体下部的双切向进水管进入罐体旋流内筒，在旋流内筒内，油滴和气泡在旋转离心的作用下碰撞粘附并向旋流筒中心汇聚，随后外部已分离油滴的干净水通过旋流内筒外堰板进入容器与旋流内筒环形空间内排出，继续上升的油相与气泡的粘附物进入内部油桶排出。

综上所述：该新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统，生产来液首先经气液旋流分离器进行气液分离，将来液中气体除去；除去气体的含油污水进入到旋流油水分离器，利用旋流离心分离作用分离大部分的水，及大部分含有少量水分的污油；经过旋流分离器分离器后的含油污水依次进入一级水力旋流器和二级水力旋流器进行油水高效离心分离，约3％排油进收油储罐，约97％产水进入到旋流气浮器，深度精细高效的去除分散油滴和悬浮物，约1-3％排油进收油储罐，整个生产水脱水装置脱出75％以上，最终含油污水含油小于30ppm，该工艺系统可采用无动力启动运转，即根据生产来液的一定压力来维持系统，因为油、气、水有不同的密度，利用旋流(离心力)分离的方式，来进行气液分离、油水分离和水中除油的操作；由于旋流离心力的加速度是重力分离加速度G的倍数关系，在保证指标的情况下，使设备尺寸和占地大大的减少；产出液首先进入到气液分离段，在这里通过旋流离心，使气液进行分离，这样做的目的是确保下游工艺设备不会因为降压而产生大量气体，进而提高了系统分离效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统，包括气液旋流分离器、旋流油水分离器、一级水力旋流器、二级水力旋流器、旋流气浮器、气体处理箱、储油罐和净化水排放箱，其特征在于：所述气液旋流分离器与旋流油水分离器相连接，所述旋流油水分离器与一级水力旋流器相连接，所述一级水力旋流器与二级水力旋流器，所述二级水力旋流器与旋流气浮器相连接，所述旋流气浮器的排水口与净化水排放箱相连接，所述气液旋流分离器、二级水力旋流器的排气管排气口与气体处理箱相连接，所述旋流油水分离器、一级水力旋流器、二级水力旋流器和旋流气浮器的排油口与储油罐相连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统，其特征在于：所述气液旋流分离器包括气液旋流分离器本体(19)，所述气液旋流分离器本体(19)的一侧固定安装有倾斜管(17)。

3.根据权利要求1所述的一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统，其特征在于：所述旋流油水分离器包括旋流油水分离器本体(20)，所述旋流油水分离器本体(20)的下侧固定安装有固定架(21)，所述旋流油水分离器本体(20)的外侧分别固定安装有进液管(22)、排油管(18)和排水管(23)。

4.根据权利要求1所述的一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统，其特征在于：所述一级水力旋流器包括第一筒体(4)，所述第一筒体(4)的下侧通过法兰固定连接有第一椭圆封头(3)，所述第一椭圆封头(3)与第一筒体(4)之间设置有下管板(6)，所述第一椭圆封头(3)的下侧固定安装有等边角钢(2)，所述等边角钢(2)的下侧固定安装有底板(1)，所述等边角钢(2)的一侧固定安装有接地板(9)，所述第一筒体(4)的上端固定连接有法兰盖(8)，所述第一筒体(4)与法兰盖(8)之间设置有上管板(7)，所述上管板(7)与下管板(6)之间固定连接有内管件(5)，所述二级水力旋流器的内部结构同一级水力旋流器。

5.根据权利要求1所述的一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统，其特征在于：所述旋流气浮器包括第二筒体(14)，所述第二筒体(14)的内部固定安装有支撑板(15)，所述支撑板(15)的内部固定安装有内集管(11)，所述第二筒体(14)的内部固定安装有内筒(13)，所述内筒(13)的上下两端均固定安装有椎体(16)，所述第二筒体(14)的上端固定安装有第二椭圆封头(12)，所述第二筒体(14)的下侧固定安装有支腿(10)。

6.根据权利要求1所述的一种新型的适用于海上油田的生产水处理工工艺系统，其特征在于：所述旋流气浮器有两个，可并联或串联接入工艺系统中。

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