CN2392586Y - 油田联合站油气水砂分离处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是油田联合站油气水砂分离处理装置。包括气体分离系统、油处理系统、污水处理系统、砂分离系统和加热系统,各系统分布安装在圆柱形卧式分离装置的总筒体中。该装置能对油井采出液进行油气水砂分离及预处理,然后进入其它设备。脱气率达100%,原油含水由95%降到40—60%,污水脱除率达96—91%,污水含油量不大于30mg/L,除砂率达50—80%,日处理液量8000—10000m³。节省加热能源,减少砂对设备磨损和油罐清砂工作量。

Description

油田联合站油气水砂分离处理装置

本实用新型涉及到不互溶液体的分离、液体的脱气、将悬浮固体微粒从液体中分离等领域，具体而言是一种油田联合站油气水砂分离处理装置。

目前我国大部分油田处于特高含水开采阶段，采出液含水量一般在80％以上，有的高达95％。采出液中不但含水量高，而且含有气体和砂粒。因此，油、气、水、砂的分离和污水处理一直是集输系统技术难题。为了确保国家原油年产量，油田产出液总量正在逐年大幅度递增，超过了联合站原设计能力，春秋两季油罐需停运清砂，直接影响到原油生产。还由于原油密度大、粘度高、气油比低、含砂起泡，低温下进行油、气、水、砂分离和污水处理更加困难。近几年来，各油田投入大量资金扩建加热炉，使产出液升温，运行费用逐年增加，管理难度也增大。目前国内在用的有关设备已有“油气分离器”、“电脱水器”，只有油、气分离，油、水分离单一功能。经检索专利文献，“固、油、水重力分离器”(88202357.8)属于废水处理装置，处理量很小，利用重力作用只能从水中分离出固体和油，无分离气功能。“原油分离罐密闭除砂装置”(95207016.2)仅有除泥砂功能。已有技术都不能从根本上解决油田集输系统上述技术难题。

本实用新型的目的就在于提供一种油田联合站油气水砂分离处理装置，在油井产出液进入联合站后，首先进入该装置进行一次油、气、水、砂全面分离综合处理，将绝大部分气、水、砂分离出去，大大减少联合站各工艺流程的处理工作量，并且节省大量加热能源，减轻砂对有关设备的磨损，减少油罐清砂工作量和清砂停产时间，满足油田生产和技术要求。

上述目的是由下述技术方案实现的：

油田联合站油、气、水、砂分离处理装置包括气体分离系统、油处理系统、污水处理系统、砂分离系统和加热系统。其特征是各系统分布安装在圆柱形卧式分离装置总筒体中。气体分离系统由液气预分离筒、出气阀、主气管线、挡液板和出气筒组成，液气预分离筒位于总筒体左部内腔和顶部，出气筒位于总筒体右部顶部，二者之间由主气管线相连。油处理系统由波纹板聚结器、冲油管组、贮油箱、收油管组、出油管、出油闸门、浮子出油调节器、出油阀和出油口组成；波纹板聚结器位于总筒体内腔中部偏左，冲油管组位于波纹板聚结器右边，贮油箱位于总筒体内腔中部偏右，收油管位于总筒体内腔右部，浮子出油调节器安装在贮油箱外侧面。污水处理系统由水位调节器、贮水箱、出水阀、浮子出水调节器、控制阀、排水阀和水力旋流器组成；水位调节器、贮水箱位于总筒体右端外面轴心线上，水力旋流器位于总筒体外部右边。挡砂斜板组、挡砂迷宫板组位于总筒体外部右边。砂分离系统由挡砂斜板组、挡砂迷宫板组、冲砂管组和集砂斗组成；挡砂斜板组和挡砂迷宫板组位于总筒体内腔左下部，冲砂管组位于总筒体内腔底部，五个集砂斗沿轴向均布于总筒体底部。加热系统由加热盘管组成，位于总筒体内腔中上部。

上述气体分离系统中的液气预分离筒由进液口、旋流筒、挡液伞、锥形管、排液管和出液分配管组成。整体为圆柱形，上部和中部直径大于下部直径。进液口位于中部侧面，并与旋流筒内壁切线方向联接，挡液伞位于内腔上部，锥形管位于大小直径过渡处，排液管位于下部，其下端部是水平安装的出液分配管。上顶端有出气通道与出气阀相连。

上述气体分离系统中出气筒为圆柱形，下端开口，下端侧面有进气口，进气口以上内腔安装挡液伞，挡液伞以上侧面有高液位报警接口，上部内腔安装波纹板，上顶部安装出气管，出气管侧面有余气进口。

上述油处理系统中的贮油箱是由总筒体的一部分，再加上左右两个端面和平底板围成的一个容器。底部安装的出油管与外部的出油闸门相联，并与浮子出油调节器相联构成U形管结构。顶部左边是进油口，进油口以内有挡板。

上述污水处理系统中水位调节器由丝杆、压帽、衬套、手轮、上压盖、盘根和固定座组成上部的操作机构；由中间套、上法兰、密封垫、外筒、内筒、进液管和刺叭口组成下部水位调节总成。

上述水处理系统中的贮水箱是利用总筒体的右端部内腔，其底部安装的排水阀分别与浮子出水调节器和水力旋流器相连；其顶部有余气管线与出气筒上顶部的余气进口相连；其侧面安装磁反转液位计。

按照上述技术方案制成的油田联合站油气水砂分离处理装置，能对油井采出液一次性进行油、气、水、砂全面分离综合处理，每天处理液量可达8000-10000m³，原油含气量可达到零，原油含水量能降到40-60％，污水脱除率96-91％，有50-80％的砂被脱除，排除的每升污水中含油量不大于30mg，还能节省大量加热费用，减少油罐清砂工作量和停产时间，每套装置每年可创直接经济效益233.68万元。

附图1是本实用新型整体结构剖视示意图。

附图2是图1中贮油箱35的A-A断面示意图。

附图3是图1中的加热管6的B-B端面视图。

附图4是图1中的液气预分离筒2的结构剖视图。

附图5是图1中的出气筒11的结构剖视图。

附图6是图1中的水位调节器13的结构剖视图。

结合附图对本实用新型的实施例阐述如下：

附图中，1是进液口，2是液气预分离筒，3是出气阀，4是主气管线，5是波纹板聚结器，6是加热盘管，7是天窗，8是安全阀接口，9是贮油箱进口，10是挡液板，11是出气筒，12是余气管线，13是水位调节器，14是收油管。15是水浮子，16是轴芯，17是连杆，18是平衡重，以上15-18组成浮子出水调节器。19是出水阀，20是水力旋流器。21是出油口，22是出油腔排污口，23是进水腔排污口，24是底座，25是排水管，26是进水管，以上21-26组成水力旋流器20。27是总出水管，28是控制阀，29出水阀进水管，30是排水阀，31是防涡流挡板，32是贮水箱，33是手动放水口，34、49是挡砂板组，35是贮油箱，36是人孔，37是出油管，38是浮子出油调节器，39是出油阀，40是出油管，41是出油闸门，42是取样管，43、48是冲砂管组，44是冲油管组，45是挡砂迷宫板组，46是集砂斗，47是排砂口，49是挡砂斜板组，50是鞍座，51是分离装置总筒体，52液气预分离筒的挡液伞，53是旋流筒，54是锥形管，55是排液管，56是分液管，以上1、3、52-56组成液气预分离筒2。57是出气管，58是余气进口，59是波纹板，60是高液位报警接口，61是出气筒的挡液伞，62是进气口，以上57-62组成出气筒11。63是丝杆，64是压帽，65是手轮，66是衬套，67是上压盖，68是盘根，69是固定座，70是中间套，71是上法兰，72是密封垫，73是外筒，74是内筒，75是进液管，76是喇叭口，以上63-76组成水位调节器13。

由附图1可见，除了水力旋流器20以外，该装置的气体分离系统、油处理系统、污水处理系统、砂分离系统和加热系统都分布安装在圆柱形卧式分离装置的总筒体51内腔，或顶部、底部、侧面。

该装置的工艺原理流程是：

油田各油井采出的油气水砂混合液集输到联合站。如图1和4所示，通过进液口1进入液气预分离筒2，首先在旋流筒53中形成旋流。由于气液密度的差异，大多数气体携带小液珠上升，当液珠碰到挡液伞52则聚集下落，气体则通过出气阀3和主气管线4进入出气筒11，完成液气预分离。聚集下落的混合液中还有少量的气体随液体一起，通过锥形管54、排液管55、分液管56，进入总筒体51左部内腔。残余气泡随着液体缓冲沉降上浮至总筒体51内腔上部，再经过波纹板聚结器5和挡液板10，从出气筒11的下方进入出气筒。如图1、4、5所示，来自液气预分离筒2的主气体从图3侧面进气孔62进入出气筒11，二者混合后进入挡液伞61，再穿过波纹管59上升。来自贮水箱32的少量残余气体通过余气管线12和余气进58与上述气体混合，然后通过出气管57排出。以上是本装置分离气体的工艺原理流程。

如图1、2所示，混合液体进入总筒体51内腔后，由于其中的原油与水、砂密度的差异，随着液体的缓冲，原油逐渐上浮，并向右流动进入波纹板聚结器5。由于波纹板聚结器5对原油起到阻挡和吸附作用，使波纹板聚结器上的原油继续上浮。此时利用冲油管组44中的热水对波纹板聚结器进行冲洗，更加快了原油上浮速度，砂和水则处于油的下方，从而实现了油与水、砂的分离。分离出的原油经过加热盘管6加热降粘后，再通过进口9进入贮油箱35。贮油箱的原油再通过图2中的出油管37、出油闸门41、出油阀39和出油管40输出。贮油箱上的浮子出油调节器38能根据贮油箱35内油位高低自动调整出油阀39的开启量，从而保持贮油箱内油面平稳。贮水箱32中的收油管14可以将水中少量的原量收集并输送到贮油箱35。以上是本装置分离原油的工艺原理流程。

如图1、6所示，分离装置总筒体51底部污水通过挡砂板34，再经过水位调节器13下部的喇叭口76、进液管75、外筒73、内筒74，进入贮水箱32。贮水箱中的污水再通过排水阀30、进水管29、出水阀19、控制阀28和总出水管27外输。此时每升污水含油量不大于500mg。为了进一步降低污水含油量，污水通过排水阀30后，再经过进水管26进入水力旋流器20进一步处理，然后通过排水管25、总出水管27外输。这样可达到每升污水含油量不大于30mg。水位调节器13的工作原理是：当正时针转动手轮65，丝杆63带动中间套70和内筒74上升，从而使贮水箱32的水位上升。反之，则可以使贮水箱32的水位下降。以上是本装置分离水的工艺原理流程。

如图1、4所示，混合液体从液气预分离筒2中的分液管56排出后，液体中的砂粒在随液体上返时碰到挡砂斜板组49，并在重力作用下，部分砂粒下沉到底部。液体由左向右进入挡砂迷宫板组45后，其中的余砂被阻挡住，大部分落入集砂斗46。污水中的残余砂随污水进入贮水箱32前，又经过挡砂板34再次除去一部分。所以，砂的分布是在分离装置总筒体51的底部从左到右逐渐减少。由于采用冲砂管组48、43中的压力水进行冲洗，使沉砂流入下部若干集砂斗46，由排砂口47排出。以上是本装置分离砂的工艺原理流程。

Claims (6)

1.一种油田联合站油气水砂分离处理装置，包括气体分离系统、油处理系统、污水处理系统、砂分离系统和加热系统，其特征是各系统分布安装在圆柱形卧式分离装置的总筒体(51)中，气体分离系统由液气预分离筒(2)、出气阀(3)、主气管线(4)、挡液板(10)和出气筒(11)组成，液气预分离筒(2)位于总筒体(51)左部内腔和顶部，出气筒(11)位于总筒体(51)右部顶部，二者之间由主气管线(4)相连，油处理系统由波纹板聚结器(5)、冲油管组(44)、贮油箱(35)、收油管(14)、出油管(37)、出油闸门(41)、浮子出油调节器(38)、出油阀(39)和出油口(40)组成，波纹板聚结器(5)位于总筒体(51)内腔中部偏左，冲油管组(44)位于波纹板聚结器(5)右边，贮油箱(35)位于总筒体(51)内腔中部偏右，收油管位于总筒体(51)内腔右部，浮子出油调节器(38)安装在贮油箱(35)外侧面，污水处理系统由水位调节器(13)、贮水箱(32)、出水阀(19)、浮子出水调节器(16、17、18)、控制阀(28)、排水阀(30)和水力旋流器(20)组成，水位调节器(13)、贮水箱(32)位于总筒体(51)内腔右部，浮子出水调节器安装在总筒体(51)右端外面轴心线上，水力旋流器(20)位于总筒体(51)外部右边，砂分离系统由挡砂斜板组(49)、挡砂迷宫板组(45)、冲砂管组(48)(43)和集砂斗组(46)组成，挡砂斜板组(49)、挡砂迷宫板组(45)位于总筒体(51)内腔左下部，冲砂管组(48)(43)位于总筒体(51)内腔底部，五个集砂斗(46)沿轴向均布于总筒体(51)底部，加热系统由加热盘管(6)组成，位于总筒体(51)内腔中上部。

2.根据权利要求1所述的油田联合站油气水砂分离处理装置，其特征是气体分离系统中的液气预分离筒(2)由进液口(1)、旋流筒(53)、挡液伞(52)、锥形管(54)、排液管(55)和出液分配管(56)组成，整体为圆柱形，上部和中部直径大于下部直径，进液口(1)位于中部侧面，并与旋流筒(53)内壁切线方向联接，挡液伞(52)位于内腔上部，锥形管(54)位于大小直径过渡处，排液管(55)位于下部，其下端部是水平安装的出液分配管(56)，上顶端有出气通道与出气阀(3)相连。

3.根据权利要求1所述的油田联合站油气水砂分离处理装置，其特征是气体分离系统中的出气筒(11)为圆柱形，下端开口，下端侧面有进气口(62)、进气口以上内腔安装挡液伞(61)，挡液伞以上侧面有高液位报警接口(60)，上部内腔安装波纹板(59)，上顶部安装出气管(57)、出气管侧面有余气进口(58)。

4.根据权利要求1所述的油田联合站油气水砂分离处理装置，其特征是油处理系统中的贮油箱(35)是由总筒体(51)的一部分，再加左右两端面和平底板围成的一个容器，底部安装的出油管(37)与外部的出油闸门(41)相联，并与浮子出油调节器(38)相联构成U形管结构，顶部左边是进油口(9)，进油口以内有挡液板(10)。

5.根据权利要求1所述的油田联合站油气水砂分离处理装置，其特征是污水处理系统中的水位调节器(13)由丝杆(63)、压帽(64)、衬套(66)、手轮(65)、上压盖(67)、盘根(68)和固定座(69)组成上部操作机构，由中间套(70)、上法兰(71)、密封垫(72)、外筒(73)、内筒(74)、进液管(75)和喇叭口(76)组成下部水位调节总成。

6.根据权利要求1所述的油田联合站油气水砂分离处理装置，其特征是水处理系统中的贮水箱(32)是利用总筒体(51)的右端部内腔，其底部安装的排水阀(30)分别与浮子出水调节器(16、17、、18)和水力旋流器(20)相连，其顶部有余气管线(12)与出气筒(11)上顶部的余气进口(58)相连，其侧面安装磁反转液位计。

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