CN2338072Y - 分离器 - Google Patents

Abstract

一种分离器,为一种适用于高含水油田的油、气、水、砂四相分离的分离装置,具有一个包括一个气液分离室和一个油水砂分离室的筒体;一个底部具有配流管的预分离旋流器的锥形旋流管自筒体的顶部伸入气液分离室中,在气液分离室与油水砂分离室之间设置一个整流装置;在油水砂分离室内的上半部设有加热器;在油水砂分离室内的下半部设有出砂装置;以及一个控制油水界面的机构。该分离器有效地利用了容器的空间,提高了分离器的分离效率和分离效果并能够节约能源。

Description

分离器

本实用新型涉及一种分离装置，具体地说是一种适用于高含水油田的油、气、水、砂四相分离的分离装置。

在油田开发处于中后期生产阶段，由于采用向地层中注水的方法来提高油田的开采能力。因此油井产液中含水量大幅度上升，采液量成倍增长。如将这种油井产液都集中处理并输送，将使得油气集输系统面临不断增加的集输液量而不得不扩建，同时为满足原油集中处理的热力条件，对来液加温也需要大量的能量，显然这样做也是很不经济的。

在油田开发中后期的生产阶段，为降低油气集输系统的综合能耗，常规的方法是将油井产液进行分离。在中国实用新型专利CN2067597U公开了一种油水分离器，它利用一种比重介于油与水之间的浮体起分离作用，通过浮体上部的导油管入口和分离室下部的导水管入口及相应的管路将油与水相互分离。工作时油井产液首先进入混合室，在此缓冲液体的流速，使之通过连通口均匀而又缓和地进入分离室。在分离室重油上升、水下降，形成油水界面，以便于浮体进行油水分离。为保证低温季节的工作，在分离室内还设置了保温管；为容纳和清除分离室内的固相污物，在分离室下部设置了沉淀包和清污阀。这种分离器的油井产液虽经混合室进入分离室，但仍无法保证液体进入分离室时是层流状态，也不能形成稳定的油水界面。由此使得分离效率低，分离效果不理想。在CN2064676U中公开了另一种分离器，该装置具有一组轴向平行、径向保持适宜角度并用骨架固定起来的采用亲油材料制作的斜板构成，具有除砂设施。可根据原油性质和生产需要适当调节斜板间距和倾斜角度。工作时油井产液呈三维流态，混合液轴向流动，油气向上浮升，水砂向下沉降。这种分离器虽然对液流具有一定的整流作用，但实际上该装置不是为整流而专门设计的，其中来液直接通过斜板使得其经过斜板后并不能形成理想的层流状态，油水界面也不稳定。

另外，现有技术的分离器均没有采用气体预分离手段，使得分离器内气体所占空间过大，降低了分离器的有效容积，而溶解在混合液中的气体由于其浮升运动也会干扰水砂的沉降运动。

为对乳化油加温破乳，现有技术一般在容器底部的水中设置有加热器。这种加热方式是通过水对乳化油间接加热的，因此器温度场在水中的部分较高，而在油中的部分较低。使得热能不能有效地被利用。此外还有采用外加热的方式，由于这种加热方式通过罐体对油加温，其能量的浪费更严重。

为解决上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的在于提出一种能够有效地利用分离器的容积，并能使油井产液在较理想的层流状态下实现油水分离及液固分离的分离器。进一步地，本实用新型的分离器具有可以有效地利用热能的结构。

为实现上述目的，本实用新型的分离器具有一个筒体，所述筒体内被分为气液分离室和油水砂分离室；一个预分离旋流器由上部的气体收集器和下部的锥形旋流管组成，所述锥形旋流管自筒体的顶部伸入气液分离室中，一个油井产液的入口切线或渐开线地设置在预分离旋流器在筒体外的部分上；在气液分离室与油水砂分离室之间设置一个整流装置；在油水砂分离室设有出油管、出水管及除砂器。其中锥形旋流管的底部设置有一组配流管，在配流管的翼板上加工有均匀排列的小孔或倒槽。

所述整流装置的一种较佳的结构为整流迷宫板。最好为中间带槽的多层板结构。

为使高度乳化油破乳脱水，提高脱水效果，本实用新型在油水砂分离室的上半部油水界面之上设置了加热器。在油田环境下，采用高温流体作为热源既方便又可以利用设备余热。与之相应的加热器结构为加热盘管上设置与加热盘管的轴线垂直的散热片。

为取得更加的效果，最好在整流迷宫板及散热片上涂有憎油亲水材料，以增加水滴的碰撞、聚结沉降的机会。

为稳定油水界面，保证油水分离效果。一个隔板将油水砂分离室分成进行油、水、砂分离的沉降室及储存油、水的储液室。所述储液室又被储液室隔板隔开分为储油室和储水室。一个下端穿过隔板与沉降室中的水连通的集水管在储水室中向竖直向上申延。集水管上端的高度决定了沉降室中油水界面的高度。通过一个以某种公知方式连接并调节集水管上端的水位调节装置，来控制沉降室中油水界面的高度。

在筒体的底部设有冲砂管及集砂漏斗，集砂漏斗的尾部装有快速排砂阀，通过快速排砂阀集砂漏斗与沉淀砂池相连。

本实用新型的分离器由于具有稳定的流场及分离器有效容积增大，油井产液的处理量较现有技术大大增加，因而提高了分离速度；分离效果好，出水量高，出油含水低；适用范围广，对高度乳化油及稠油、重油具有同样好的分离效果。

为使本实用新型更易于被理解，下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步地说明。

图1是本实用新型油、气、水、砂分离器的结构示意图；

图2是图1中A-A向的俯视图，其中显示了锥形旋流管及其筋板的配置结构；

图3是图1中B-B向的剖视图，显示了整流迷宫板的剖视图；

图4是图1中C-C向的剖视图，显示了加热器的剖视图；

图5是图1中D-D向的剖视图，显示了集水管及油室、水室的分布状态。

如图1所示，油井产出的油、气、水混合液从切向入口3切向进入预分旋流分离器4。在预分旋流分离器4中，混合液靠自身旋转的离心力作用使所含伴生气体的95％以上被脱出，所述气体经分气包5进入天然气管线6排走并被利用。从而减少了分离器内气体所占的空间，提高了分离器的有效容积。同时靠离心力的作用对油、水、砂进行初步分离。

经预分离后，混合液体进入锥形旋流管18。在锥形旋流管18中，由于来自油井的压力较高，混合液体从锥形旋流管18中排入气液分离室1时的冲力很大。为此，如图1所示，在锥形旋流管18的下端设置有一组配流管，所述配流管上加工有均匀排列的圆形小孔(见图2)。这样冲力很大的混合液经罐体底部作用反弹时，受到配流管的阻缓使冲力减小，受到阻缓的混合液体在经配流管间的缝隙及配流管上的小孔均匀地通过配流管上升，减少了来液对分离器内部流场的冲击。

通过配流管的混合液体，再经过如图3所示的整流迷宫板15缓冲整流进入油水砂分离室11中的沉降室11’。此时混合流体处于一种较理想的层流的状态，混合流体的这种层流的状态有利于油的浮升和水、砂的沉降。又由于混合液中大部分气体在预分离时以被分出，这样在沉降室11’中水砂的沉降几乎不受升浮气体的干扰，使得在本实用新型的沉降室11’中油、水、砂的分离较现有技术更加充分和完全。

为使高度乳化油破乳脱水，在分离器内上部部位设置加热盘管及散热片14组成的加热器7(见图4，其中的“+”表示加热盘管的截面)，利用循环热水或蒸汽做热源给原油加热。这样在分离器内形成油水界面以上温度较高的温度场，从而使热能主要用于给含水乳化油加温，增加破乳效果，从而避免了给底部水加温造成的热能浪费。

在本实施例中，整流迷宫板15及加热器7的散热片14上都涂有憎油亲水材料，进一步增加水滴碰撞、聚结沉降的机会，取得了更佳的油水分离的效果。

见图1及图5，在本实施例中一个隔板10将油水砂分离室11分成进行油、水、砂分离的沉降室11’及储存油、水的储液室11”。所述储液室11”又被储液室隔板9隔开分为储油室21和储水室20。在隔板10的下部一个集水管13的一端自隔板10处延伸入沉降室11’中，并与沉降室11’中的水连通，而集水管13的另一端在储水室中转向竖直向上申延其端部形成集水管13的上端。这样实际上在隔板10的两侧形成了一个“U”形管。利用“U”形管原理，集水管13上端的高度决定了沉降室11’中油水界面的高度。一个水位调节器8以某种公知方式连接并调节集水管13的上端，一旦集水管13的上端高度被确定，沉降室11’中油水界面的高度也随之确定。油水界面处于动平衡状态，当沉降室11’中油水界面的高度高于确定的高度时，沉降室11’中的水经集水管13，从集水管13的上端溢出，直至油水界面落回到预定的高度。当沉降室11’中油水界面的高度低于确定的高度时，沉降室11’中的水不会经集水管13的上端溢出，直至油水界面回升到预定的高度。这样使得油水界面相对稳定，更利于油水分离，保证油水分离效果。

分离后的油和水分别经出油口12及出水口12’排出罐外。

见图1，本实施例在筒体2内底部设有一个除砂器16，它包括一个冲砂管17，当分离器工作一段时间后，利用冲砂管17对分离器底部的积砂冲洗，使之落入分离器底部的集砂漏斗内，再打开集砂漏斗底部的快速排砂阀，靠分离器内的压力将砂子排出分离器。

上述实施例仅仅是为详细说明本实用新型而举出的最佳实施方式，不应理解为对本实用新型的保护范围的限定，例如在必要的情况下加热器7也可采用电加热器等等。此类变化在此无法一一累述，由此可见在上述公开的本实用新型的思路和实质精神的基础上所作的显而易见的改动和变化都将落入本申请所附的权利要求书所确定的的保护范围之内。

Claims (11)

1．一种分离器，具有一个筒体，在筒体内包括一个气液分离室和一个油水砂分离室；其特征在于一个由上部的气体收集器和下部的锥形旋流管组成的预分离旋流器的锥形旋流管自筒体的顶部伸入气液分离室中，一个油井产液的入口切线或渐开线地设置在预分离旋流器在筒体外的部分上；在气液分离室与油水砂分离室之间设置一个整流装置；在油水砂分离室设有出油管、出水管。

2．如权利要求1所述的分离器，其特征在于锥形旋流管的底端与锥形旋流管的轴线垂直地设置有一组配流管，在配流管的翼板上加工有均匀排列的小孔或倒槽。

3．如权利要求1所述的分离器，其特征在于所述整流装置的结构为整流迷宫板。

4．如权利要求3所述的分离器，其特征在于所述整流迷宫板为中间带槽的多层板结构。

5．如权利要求3或4所述的分离器，其特征在于所述整流迷宫板上涂有憎油亲水材料。

6．如权利要求1所述的分离器，其特征在于所述油水砂分离室的上半部油水界面之上设置了加热器。

7．如权利要求6所述的分离器，其特征在于所述加热器结构为加热盘管上设置与加热盘管的轴线垂直的散热片。

8．如权利要求7所述的分离器，其特征在于所述整流迷宫板及散热片上涂有憎油亲水材料。

9．如权利要求1所述的分离器，其特征在于所述油水砂分离室被一个隔板将分成沉降室及储液室；所述储液室又被储液室隔板隔开分为储油室和储水室；一个下端穿过隔板与沉降室中的水连通的集水管在储水室中向竖直向上申延。

10．如权利要求9所述的分离器，其特征在于所述集水管的上端的高度位置可由一个水位调节装置来控制。

11．如权利要求10所述的分离器，其特征在于所述筒体的底部设有冲砂管及集砂漏斗，集砂漏斗的尾部装有快速排砂阀，通过快速排砂阀集砂漏斗与沉淀砂池相连。

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