專利名稱：高效小型立式油氣水分離裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田的油氣水分離裝置。
背景技術：
國內(nèi)小斷塊油田邊遠井站原油均采用多井(單井)汽車拉油方式，既增加了運輸 成本，又使原油處理難度增加，污水過剩，只能回注干井。已開發(fā)的高效三相分離器處理液 量較大，均在500 2000m3/d及以上，投資大，僅適用于聯(lián)合站等油氣相對集中的站場，用 于邊遠井站不經(jīng)濟。江蘇油田為復雜小斷塊油田，邊遠井站較多，亦采用汽車拉油方式，也 存在此類問題。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種高效小型立式油氣水分離裝置，以解決小斷塊油田 邊遠井站原油采用多井(單井)汽車拉油方式存在的既增加了運輸成本，又使原油處理難 度增加的技術問題。 —種高效小型立式油氣水分離裝置，其特征在于在一個包括圓筒段和上下兩個 封頭組成的立式裙座形式的容器殼體內(nèi)設置有分離筒、加熱器、不銹鋼壓延波紋填料層、集 水管、油室和水室；分離筒位于容器殼體最上方位置，分離筒側(cè)壁上有切向接管作為總進 口 ，分離筒下部為集液管，集液管下端設弓I出容器殼體外的排砂口 ；在集液管的排砂口以上 位置，有若干根布液管的一端通過螺紋與集液管的管壁連接，所述若干根布液管以集液管 為中心呈輻射狀分布，布液管上分布排水孔；所述分離筒用支撐焊在容器殼體上；在位于 布液管上方的集液管與容器殼體內(nèi)壁之間，由下至上分別依次為水洗油段、加熱器所在的 加熱分離段、不銹鋼壓延波紋填料層、自然分離段，水洗油水界面位于加熱分離段的加熱器 以下一定距離處；所述油室是用鋼板隔開的空間結構，油室位置使自然分離段的分離后的 油能夠從鋼板頂端翻入油室為宜，油室設出油口 ；集水管底部位于容器殼體內(nèi)的底部，其管 壁上分布有進水孔，集水管上部位于水室內(nèi)的部分設有水堰調(diào)節(jié)器，水經(jīng)油水分離與游離 水匯集經(jīng)集水管上升，從水堰調(diào)節(jié)器頂部進入用鋼板隔開空間的水室，水室設出水口 ；油水 界面通過水堰調(diào)節(jié)器位置設定；在容器殼體的頂部設有排氣口 。 如上所述的一種高效小型立式油氣水分離裝置，在容器殼體內(nèi)的底部集水管下方 設加熱盤管。 如上所述的一種高效小型立式油氣水分離裝置，在容器殼體底部設排污、排砂口。 如上所述的一種高效小型立式油氣水分離裝置，在油、水室設自動控制油、水室液 位和高、低液位報警的浮球液位監(jiān)測器。 本實用新型具有如下優(yōu)點 (1)高效小型立式油氣水分離裝置適應處理量小的特點，設備為立式，直徑小，體 積小，占地少，內(nèi)部結構先進、合理、并簡化，無操作間，投資少。采用了重力沉降脫水與水洗 油技術，加熱分離技術，不銹鋼雙波紋壓延填料聚集脫水技術，氣浮脫水技術，油、氣、水流程自控技術。 (2)進入不銹鋼雙波紋壓延填料層時，游離水大部分分離，液量減少，表面負荷率 小，處理效率高。 (3)油水界面以上設加熱器，盡量減少了污水升溫熱耗，節(jié)省熱耗約5%。它滿足 了處理量的要求，處理效果達到同類設備的優(yōu)等狀態(tài)。 (4)在集油站現(xiàn)場應用，油含水0. 6 1. 1%，污水含油7. 14 80. 4mg/l，滿足質(zhì) 量指標要求。卸油狀態(tài)下，卸油液量最大達24mVh(折合為576mVd)，沖擊和破壞了油水界 面，卸油開始時含水高，后段含水低，瞬時油量最大達16mVh以上(折合為384mVd)，瞬時 污水量最大達18mVh(折合為432mVd)，液量和油量均大幅度超過了高效小型立式油氣水 分離裝置處理能力，卸油未加入油水分離凈化劑，在此情況下，脫出原油含水《5% ，污水含 油約531mg/l，滿足規(guī)范要求污水含油《1000mg/l的質(zhì)量指標。 (5)高效小型立式油氣水分離裝置2臺造價約為42萬元，與相近的臥式三相分離 器比，節(jié)省投資約28萬元，經(jīng)濟性和技術適應性都好。經(jīng)查新國內(nèi)外無此小設備的研制、應 用報道，具有獨創(chuàng)性和先進性。

圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型所述的高效小型立式油氣水分離裝置設備結構如圖1。設備結構部件 主要有 包括圓筒段和上下兩個封頭，為立式裙座形式的容器殼體l ;分離筒8上有切向接 管作為總進口 6，下部為集液管16的分離筒8 ; 用螺紋連接在集液管16上的布液管13 (共5根，圓周方向均布)且布液管上分布 排水孔15，集液管16設排砂口 14，及時排出泥砂； 由盤管加熱管組成的加熱器12 ;由不銹鋼壓延波紋填料塊組成，放置在支撐角鋼
結構上的不銹鋼壓延波紋填料層9 ; 用鋼板隔開空間的油室IO，分離后的油從鋼板頂端翻入該油室IO，再經(jīng)出油口 11 排出； 用鋼板隔開空間的水室4，油水分離與游離水匯集經(jīng)集水管17從水堰調(diào)節(jié)器5頂 部進入水室4。 所述分離筒8、加熱器12、不銹鋼壓延波紋填料層9、集水管17、油室10和水室4 位于容器殼體l內(nèi)。分離筒8位于容器殼體1最上方位置，分離筒8側(cè)壁上有切向接管作 為總進口 6，分離筒8下部為集液管16，集液管16下端設引出容器殼體外的排砂口 14 ;在 集液管16的排砂口 14以上位置，有若干根布液管13的一端通過螺紋與集液管16的管壁 連接，所述若干根布液管13以集液管16為中心呈輻射狀分布，布液管13上分布排水孔15 ; 所述分離筒8用支撐焊在容器殼體上；在位于布液管13上方的集液管16與容器殼體1內(nèi) 壁之間，由下至上分別依次為水洗油段、加熱器12所在的加熱分離段、不銹鋼壓延波紋填 料層9、自然分離段，水洗油水界面位于加熱分離段26的加熱器12以下一定距離處；所述油室10是用鋼板隔開的空間結構，油室10位置使自然分離段的分離后的油能夠從鋼板頂端翻入油室IO為宜，油室IO設出油口 11 ;集水管17底部位于容器殼體1內(nèi)的底部，其管壁上分布有進水孔20，集水管17上部位于水室4內(nèi)的部分設有水堰調(diào)節(jié)器5，水經(jīng)油水分離與游離水匯集經(jīng)集水管17上升，從水堰調(diào)節(jié)器5頂部進入用鋼板隔開空間的水室4，水室4設出水口 2 ;油水界面通過水堰調(diào)節(jié)器5位置設定；在容器殼體1的頂部設有排氣口 7。[0022] 油氣水混合物由總進口 6切向進入分離筒8，混合物中的氣上升進入捕霧網(wǎng)8，分離氣后的油水液由集液管16下降，從布液管13(共5根)的排水孔15中排出，游離水分離。水洗油水界面24設在加熱器12以下約100mm處，低含水油通過水洗油段25聚集上升進入加熱分離段(加大油水比重差)，再進入不銹鋼壓延波紋填料層9碰撞、聚集、縮短沉降距離，然后經(jīng)自然分離段23進行油水分離。分離后的油進入油室10，由出油口 ll排出。水經(jīng)油水分離與游離水匯集經(jīng)集水管17上升，從水堰調(diào)節(jié)器5頂部進入水室4，油水界面22通過水堰調(diào)節(jié)器5設定。溶解氣進一步分離后與初分離氣進一步除油后經(jīng)設備頂部排氣口 7排出。集液管16設排砂口 14，及時排出泥砂。油室10、水室4設浮球液位監(jiān)測器，自動控制油室10、水室4液位和高、低液位報警。分離裝置底部設排污、排砂口 19，設加熱盤管18，便于檢修。上、下操作室均設人孔3。 設備處理能力油量《70mVd，水量《210mVd，液量《280m3/d。[0024] 高效小型立式油氣水分離裝置的技術原理[0025] (1)沉降脫水原理 沉降脫水原理仍然基于斯托克斯原理，水滴沉降速度為 U水=2r2 ( P水-P油)g/9 ii油 其中U水-水滴沉降速度m/s r-水滴半徑m p水-水滴密度kg/m3 P油-油滴密度kg/m3 ii油-油相粘度Pa.s (2)水洗油技術 表征油水分離特征的一個更近似的公式是修正后的斯托克斯公式[2]: U = [2g ( P w_ P o) r2/3 P 0] X [ ( y w+ y 0) / (3 ii w+2 ii 0)] 其中U-液滴沉降或上浮速度m/s p w-分散相密度 kg/m3 p 。-連續(xù)相密度 kg/m3 ii w-分散相粘度 Pa. s ii 。-連續(xù)相粘度 Pa. s r-液滴半徑 m 通常P。遠大于i^，因而油珠在水中的上浮速度U。與水珠在油相中的下沉速度^有如下近似關系U。 = 2Uwii。/3iiw。我們成功應用了油從水中上浮即水洗油技術，通過水洗層，提高了油水分離速度，上浮速度大大加快。[0043] (3)加熱分離技術 分離溫度越高，分離效果越好，但能耗增加，因此在確保原油分離效果好的情況下，分離溫度越低越好。在高效小型油氣水分離裝置油水界面以上設加熱器，盡量減少了污水升溫熱耗，節(jié)省熱耗約5X，油升溫4 5t:，加大油水比重差，便于脫水，同時降低了設備造價。
(4)不銹鋼雙波紋壓延填料聚集脫水技術 選擇不銹鋼雙波紋壓延填料，為液滴提供了較多的碰撞表面積，雙波紋板因板間
隙不斷改變，流體通道截面不斷變化，加速了乳化液滴的破裂，增進了油水顆粒的聚結，增
大了粒徑，提高了沉降與上浮速度，加快了油水分離速度。優(yōu)選不銹鋼雙波紋壓延填料層厚
度，滿足了液滴聚集和分離要求。
(5)氣浮脫水的效應 在控制壓力下，油中有大量的溶解氣，且氣泡小、分布均勻，減小了油相密度，加大了油水比重差，乳化油易粘附于氣泡上，利用氣體的上浮力，增大了上浮速度，如粒徑為1. 5 ii m的油珠，上浮速度不大于0. 001mm/s，粘附在氣泡上后，上浮速度增加約900倍，隨著油水分離和油層上升，壓力變小，氣體膨脹，氣泡直徑變大，甚至氣泡破裂，便于聚集和重力
分離，加速了油、水分離速度，可獲得更好的脫水效果。[0049] (6)其它 A、高效小型立式油氣水分離裝置經(jīng)布液器游離水大部分分離，減少了污水進入加熱分離層和進入不銹鋼雙波紋壓延填料層，表面負荷率變小和用熱減少，有利于提高脫水效率，設備布置緊湊； B、針對伴生氣較少的特點，大力簡化了氣體分離裝置； C、油、氣、水三路流程控制采用了氣動控制儀表，自控水平先進。
權利要求一種高效小型立式油氣水分離裝置，其特征在于在一個包括圓筒段和上下兩個封頭組成的立式裙座形式的容器殼體內(nèi)設置有分離筒、加熱器、不銹鋼壓延波紋填料層、集水管、油室和水室；分離筒位于容器殼體最上方位置，分離筒側(cè)壁上有切向接管作為總進口，分離筒下部為集液管，集液管下端設引出容器殼體外的排砂口；在集液管的排砂口以上位置，有若干根布液管的一端通過螺紋與集液管的管壁連接，所述若干根布液管以集液管為中心呈輻射狀分布，布液管上分布排水孔；所述分離筒用支撐焊在容器殼體上；在位于布液管上方的集液管與容器殼體內(nèi)壁之間，由下至上分別依次為水洗油段、加熱器所在的加熱分離段、不銹鋼壓延波紋填料層、自然分離段，水洗油水界面位于加熱分離段的加熱器以下一定距離處；所述油室是用鋼板隔開的空間結構，油室位置使自然分離段的分離后的油能夠從鋼板頂端翻入油室為宜，油室設出油口；集水管底部位于容器殼體內(nèi)的底部，其管壁上分布有進水孔，集水管上部位于水室內(nèi)的部分設有水堰調(diào)節(jié)器，水經(jīng)油水分離與游離水匯集經(jīng)集水管上升，從水堰調(diào)節(jié)器頂部進入用鋼板隔開空間的水室，水室設出水口；油水界面通過水堰調(diào)節(jié)器位置設定；在容器殼體的頂部設有排氣口。
2. 如權利要求1所述的一種高效小型立式油氣水分離裝置，其特征在于在容器殼體 內(nèi)的底部集水管下方設加熱盤管。
3. 如權利要求1所述的一種高效小型立式油氣水分離裝置，其特征在于在容器殼體 底部設排污、排砂口。
4. 如權利要求l所述的一種高效小型立式油氣水分離裝置，其特征在于在油、水室設 自動控制油、水室液位和高、低液位報警的浮球液位監(jiān)測器。
專利摘要本實用新型公開了一種高效小型立式油氣水分離裝置，在容器殼體內(nèi)設置有分離筒、不銹鋼壓延波紋填料層、油室和水室；分離筒下部為集液管，集液管下端設排砂口；在集液管上連接有布液管；在位于布液管上方的集液管與容器殼體內(nèi)壁之間，由下至上分別依次為水洗油段、加熱分離段、不銹鋼壓延波紋填料層、自然分離段；水洗油水界面位于加熱分離段的加熱器以下；所述油室位置使自然分離段的分離后的油能夠從鋼板頂端翻入油室為宜；集水管底部的管壁上分布有進水孔，集水管上部位于水室內(nèi)的部分設有水堰調(diào)節(jié)器。本實用新型可以解決小斷塊油田邊遠井站原油采用多井(單井)汽車拉油方式存在的既增加了運輸成本，又使原油處理難度增加的技術問題。
文檔編號E21B43/34GK201535160SQ20092027035
公開日2010年7月28日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權日2009年11月30日
發(fā)明者吳明菊, 孫天淦, 李新如, 王光明, 董春華 申請人:江蘇石油勘探局勘察設計研究院