一種海上油田油氣水集輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種海上油田油氣水集輸系統(tǒng)，油氣水集輸系統(tǒng)包括匯集測量裝置、多相輸送泵、游離水分離裝置、乳化水分離裝置、伴生氣處理裝置、污水處理裝置和原油穩(wěn)定罐等；油氣水集輸方法包括井液匯集測量、油氣水三相分離、原油脫水穩(wěn)定、伴生氣處理、污水處理等步驟。采用旋轉(zhuǎn)流場實施超重力分離，提高了分離效率，減少了分離設(shè)備的數(shù)量，簡化了流程，可有效減少海上平臺的建設(shè)投資。
【專利說明】
一種海上油田油氣水集輸系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種油氣集輸技術(shù)，尤其涉及一種海上油田油氣水集輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]海上油田的油井產(chǎn)出液含有大量地層伴生水和伴生氣，為了獲得合格的油氣產(chǎn)品就必須實施多相分離。對于多數(shù)海上油田而言，油水分離過程均是在采油平臺或者浮式生產(chǎn)系統(tǒng)上完成的，因此所用油水分離裝置的大小和重量直接影響海上油氣的生產(chǎn)成本。近年來，隨著海上油田的不斷開發(fā)，油田綜合含水量越來越高，油井產(chǎn)出液含水達到80 %?90%，在開發(fā)初期建設(shè)的基于重力分離的沉降脫水處理設(shè)施普遍存在效率低、占地面積大、停留時間長等不足，難以應(yīng)對中后期含水率上升的局面，因預(yù)脫水效率低造成外輸原油超標、污水處理困難的生產(chǎn)問題近幾年時有發(fā)生，嚴重影響了油田的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。而海上平臺空間和承重有限，無法加裝另外的分離設(shè)備來擴充處理能力，尤其是對于深水油田開發(fā)而言，平臺空間和上部荷重極大地影響著整個平臺的建造安裝成本，更加迫切需要緊湊、高效型油氣集輸工藝來減少平臺的占用面積、減輕上部荷重。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種海上油田油氣水集輸系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有油氣集輸系統(tǒng)效率低、體積重量龐大等不足。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]本實用新型的海上油田油氣水集輸系統(tǒng)，其較佳的【具體實施方式】是:
[0006]包括匯集測量裝置、多相輸送栗、游離水分離裝置、乳化水分離裝置、伴生氣處理裝置、污水處理裝置和原油穩(wěn)定罐；
[0007]所述匯集測量裝置包括并聯(lián)連接的生產(chǎn)管匯和測試管匯，所述測試管匯通過管道后續(xù)依次連接計量分離器和流量計，所述流量計包括氣體流量計和液體流量計以及分析儀；
[0008]所述游離水分離裝置通過管道依次連接有相分離器、增壓栗、內(nèi)聯(lián)脫水器，所述相分離器上游經(jīng)多相輸送栗與匯集測量裝置連接，下游氣相出口與伴生氣處理裝置連接，下游液相出口與增壓栗連接；
[0009]所述乳化水分離裝置通過管道依次連接有熱處理器供給栗、加熱器、電脫水器，所述熱處理器供給栗與內(nèi)聯(lián)脫水器的油相出口連接，所述電脫水器的油相出口與原油穩(wěn)定罐連接，所述電脫水器的水相出口經(jīng)增壓栗與旋流氣浮罐的入口連接；
[0010]所述伴生氣處理裝置包括經(jīng)管道依次連接的壓縮機和內(nèi)聯(lián)脫液器，所述內(nèi)聯(lián)脫液器的液相出口與閉式系統(tǒng)連接，氣相出口與火炬系統(tǒng)和鍋爐燃料氣系統(tǒng)連接；
[0011]所述污水處理裝置包括內(nèi)聯(lián)旋流器、旋流氣浮罐、過濾器、污油罐以及栗系統(tǒng)，所述內(nèi)聯(lián)旋流器上游經(jīng)增壓栗與內(nèi)聯(lián)脫水器的水相出口連接，所述旋流氣浮罐上游經(jīng)增壓栗與內(nèi)聯(lián)旋流器以及電脫水器的水相出口連接，所述過濾器上游經(jīng)增壓栗與旋流氣浮罐的水相出口連接，所述內(nèi)聯(lián)旋流器、旋流氣浮罐、過濾器的油相出口均與所述污油罐的入口連接，所述污油罐的出口經(jīng)增壓栗與內(nèi)聯(lián)脫水器的入口連接。
[0012]由上述本實用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型實施例提供的海上油田油氣水集輸系統(tǒng)，通過在游離水分離裝置、伴生氣處理裝置以及污水處理裝置采用超重力分離技術(shù)，提高了分離效率，減少了分離設(shè)備的數(shù)量，簡化了流程，更重要的是可以使設(shè)備的占地面積縮減為常規(guī)重力設(shè)備的1/4，重量縮減為常規(guī)重力設(shè)備的1/18，有效減少了海上平臺的建設(shè)投資。另外，采用立式旋流氣浮技術(shù)處理含油污水，不僅結(jié)構(gòu)緊湊，而且高效環(huán)保，處理后污水滿足排海要求。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型實施例提供的海上油田油氣水集輸系統(tǒng)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型實施例中內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實用新型實施例中內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備第二種出口結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本實用新型實施例中立式旋流氣浮分離罐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖1中各標號對應(yīng)點部件為:1_匯集測量裝置，2-游離水分離裝置、3-乳化水分離裝置，4-污水處理裝置，5-伴生氣處理裝置，6-多相輸送栗，7-原油穩(wěn)定罐，11-生產(chǎn)管匯，12-測試管匯，13-計量分離器，14-氣體流量計，15-液體流量計，21-相分離器，23-內(nèi)聯(lián)脫水器，31-熱處理器供給栗，32-加熱器，33-電脫水器，22、41、43、45、47_增壓栗，42-污油罐，44-內(nèi)聯(lián)旋流器，46-旋流氣浮罐，48-過濾器，51-壓縮機，52-內(nèi)聯(lián)脫液器；
[0018]圖2、圖3中各標號對應(yīng)的部分為:61-混合物入口，62-起旋區(qū)，63-分離區(qū)，64-輕相收集管，65-重相出口，66-輕相出口，67-輕相匯集區(qū)
[0019]圖4中各標號對應(yīng)的部分為:71_油水混合物入口，72_浮選區(qū)，73-氣液混合物入口，74-水相出口，75-油相出口，76-排氣口。
【具體實施方式】
[0020]下面將對本實用新型實施例作進一步地詳細描述。
[0021]本實用新型的海上油田油氣水集輸系統(tǒng)，其較佳的【具體實施方式】是:
[0022]包括匯集測量裝置、多相輸送栗、游離水分離裝置、乳化水分離裝置、伴生氣處理裝置、污水處理裝置和原油穩(wěn)定罐；
[0023]所述匯集測量裝置包括并聯(lián)連接的生產(chǎn)管匯和測試管匯，所述測試管匯通過管道后續(xù)依次連接計量分離器和流量計，所述流量計包括氣體流量計和液體流量計以及分析儀；
[0024]所述游離水分離裝置通過管道依次連接有相分離器、增壓栗、內(nèi)聯(lián)脫水器，所述相分離器上游經(jīng)多相輸送栗與匯集測量裝置連接，下游氣相出口與伴生氣處理裝置連接，下游液相出口與增壓栗連接；
[0025]所述乳化水分離裝置通過管道依次連接有熱處理器供給栗、加熱器、電脫水器，所述熱處理器供給栗與內(nèi)聯(lián)脫水器的油相出口連接，所述電脫水器的油相出口與原油穩(wěn)定罐連接，所述電脫水器的水相出口經(jīng)增壓栗與旋流氣浮罐的入口連接；
[0026]所述伴生氣處理裝置包括經(jīng)管道依次連接的壓縮機和內(nèi)聯(lián)脫液器，所述內(nèi)聯(lián)脫液器的液相出口與閉式系統(tǒng)連接，氣相出口與火炬系統(tǒng)和鍋爐燃料氣系統(tǒng)連接；
[0027]所述污水處理裝置包括內(nèi)聯(lián)旋流器、旋流氣浮罐、過濾器、污油罐以及栗系統(tǒng)，所述內(nèi)聯(lián)旋流器上游經(jīng)增壓栗與內(nèi)聯(lián)脫水器的水相出口連接，所述旋流氣浮罐上游經(jīng)增壓栗與內(nèi)聯(lián)旋流器以及電脫水器的水相出口連接，所述過濾器上游經(jīng)增壓栗與旋流氣浮罐的水相出口連接，所述內(nèi)聯(lián)旋流器、旋流氣浮罐、過濾器的油相出口均與所述污油罐的入口連接，所述污油罐的出口經(jīng)增壓栗與內(nèi)聯(lián)脫水器的入口連接。
[0028]所述相分離器、內(nèi)聯(lián)脫液器和內(nèi)聯(lián)旋流器統(tǒng)稱為內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備，整體采用管式結(jié)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)流場產(chǎn)生的超重力實施多相分離，所述內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備，包括依次連接的混合物入口、起旋區(qū)、分離區(qū)、輕相收集管和排出口，所述排出口包括輕相出口和重相出口。
[0029]所述內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備的入口、出口、通過法蘭連接到輸送管路中，并根據(jù)分離介質(zhì)以及對分離要求調(diào)整內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸或根據(jù)處理量采用并聯(lián)方式組合。
[0030]所述旋流氣浮罐是立式氣浮罐，下部空間設(shè)有管式微氣泡發(fā)生器，上部空間為浮選區(qū)；所述旋流氣浮罐側(cè)壁上部設(shè)有油水混合物切向入口和油相出口，頂部設(shè)有排氣口底部設(shè)有水相出口。
[0031]本實用新型的集輸系統(tǒng)實現(xiàn)油氣水集輸方法，包括以下幾個部分:
[0032]I)井液匯集測量:使用測試管匯將少量油井產(chǎn)液輸送到計量分離器中進行分離計量，使用生產(chǎn)管匯將大量油井產(chǎn)液匯集后輸送到相分離器；
[0033]2)油氣水三相分離:使用相分離器分離管匯來液中的氣體和液體，經(jīng)過內(nèi)聯(lián)脫水器將液體中的游離水和油相進行分離；
[0034]3)原油脫水穩(wěn)定:使用電脫水器脫去上述油相中的乳化水，將含水率降到1%以下，然后進入原油穩(wěn)定罐脫除易揮發(fā)組分，得到滿足外輸標準的原油；
[0035]4)伴生氣處理:上述氣體經(jīng)內(nèi)聯(lián)脫液器脫除液體后進入燃料氣系統(tǒng)；
[0036]5)污水處理:內(nèi)聯(lián)脫水器和電脫水器產(chǎn)生的含油污水經(jīng)所述污水處理裝置處理達標后直接排海。
[0037]本實用新型的海上油田油氣水集輸系統(tǒng)，通過在游離水分離裝置、伴生氣處理裝置以及污水處理裝置采用超重力分離技術(shù)，提高了分離效率，減少了分離設(shè)備的數(shù)量，簡化了流程，更重要的是可以使設(shè)備的占地面積縮減為常規(guī)重力設(shè)備的1/4，重量縮減為常規(guī)重力設(shè)備的1/18，有效減少了海上平臺的建設(shè)投資。另外，采用立式旋流氣浮技術(shù)處理含油污水，不僅結(jié)構(gòu)緊湊，而且高效環(huán)保，處理后污水滿足排海要求。
[0038]具體實施例:
[0039]如圖1所示，本實用新型的海上油田油氣水集輸系統(tǒng)，包括匯集測量裝置1、多相輸送栗6、游離水分離裝置2、乳化水分離裝置3、伴生氣處理裝置5、污水處理裝置4和原油穩(wěn)定罐7;其中，
[0040]游離水分離裝置2上游經(jīng)多相輸送栗6與匯集測量裝置I連接，下游接有三條分支管路，根據(jù)管內(nèi)介質(zhì)分別與乳化水分離裝置3、伴生氣處理裝置5、污水處理裝置4相連接，乳化水分離裝置3下游與原油穩(wěn)定罐連接；
[0041]上述匯集測量裝置I包括并聯(lián)連接的生產(chǎn)管匯11和測試管匯12，所述生產(chǎn)管匯11將大部分井口來液匯集后輸送至多相輸送栗，所述測試管匯12將少量井口來液送至計量分離器13進行氣液分離，分離后的氣相通過氣體流量計14計量后匯入輸送管道送至多相輸送栗，分離后的液相通過液體流量計15以及分析儀計量分析后匯入輸送管道送至多相輸送栗;
[0042]井口來液經(jīng)多相輸送栗6增壓后輸送至游離水分離裝置2，進入游離水分離裝置2中的相分離器21實施氣液分離，分離出的氣相通過管道輸送至伴生氣處理裝置5，分離出的液相(油水混合物)經(jīng)增壓栗22增壓后進入內(nèi)聯(lián)脫水器23實施油水分離，分離出的游離水進入污水處理裝置4，分離出的油相進入乳化水分離裝置3;
[0043]上述進入伴生氣處理裝置5的氣體經(jīng)壓縮機51增壓后進入內(nèi)聯(lián)脫液器52脫除氣體中攜帶的少量液體，脫除液體的干燥氣體一部分進入鍋爐燃料氣管道作為用戶燃料，剩余部分進入火炬系統(tǒng)燃燒掉；
[0044]進入乳化水分離裝置3的油相經(jīng)熱處理器供給栗31增壓后進入加熱器34加熱，加熱后的油相輸送至電脫水器35，通過電場作用破乳以分離出油相中的乳化水，分離出的乳化水輸送至污水處理裝置4，電脫水器35處理后含水率小于I %的原油輸送至原油穩(wěn)定罐7;
[0045]在原油穩(wěn)定罐7中，易揮發(fā)的輕烴組分揮發(fā)后輸送至鍋爐燃料氣管道作為用戶燃料，穩(wěn)定后的原油經(jīng)外輸管道外輸；
[0046]進入污水處理裝置的污水包括兩部分，一是上述內(nèi)聯(lián)脫水器23分離出的游離水，經(jīng)增壓栗43增壓后進入內(nèi)聯(lián)旋流器44實施油水分離;二是上述電脫水器35分離出來的乳化水，與上述內(nèi)聯(lián)旋流器44分離出來的污水一起經(jīng)增壓栗45增壓后進入旋流氣浮罐46進一步實施油水分離;旋流氣浮罐46處理后的含油污水經(jīng)增壓栗47增壓后進入過濾器48過濾，過濾后的污水滿足排海標準直接排海;上述內(nèi)聯(lián)旋流器44、旋流氣浮罐46、過濾器48分離出來的油相匯集后輸送至污油罐42，經(jīng)增壓栗41增壓后送至內(nèi)聯(lián)脫水器23實施油水分離。
[0047]上述相分離器21、內(nèi)聯(lián)脫液器52和內(nèi)聯(lián)旋流器44統(tǒng)稱為內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備，為本實用新型人自主研制開發(fā)的產(chǎn)品，其工作原理如圖2所示，整體采用管式結(jié)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)流場產(chǎn)生的超重力實施多相分離。具體工作過程如下所述:具有密度差的兩相或者三相混合相在一定壓力下從混合物入口 61進入分離設(shè)備，流經(jīng)起旋區(qū)62時在起旋葉片的作用下產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，進入分離區(qū)后63后在離心力的作用下，密度較小的輕相在中心匯集成核，經(jīng)輕相收集管64收集后通過輕相出口66排出，密度較大的重相在外側(cè)環(huán)形空間匯集然后通過重相出口65排出。上述分離器入口61、出口65、66可通過法蘭連接到輸送管路中，結(jié)構(gòu)緊湊、輕便。另夕卜，可根據(jù)分離介質(zhì)以及對分離效果的要求，調(diào)整內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸;可根據(jù)處理量的要求，對內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備采用并聯(lián)的方式組合。采用并聯(lián)方式組合時，推薦選用圖3所示的出口結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)一維空間結(jié)構(gòu)，不僅組合方便，而且大大減少占地空間。
[0048]立式旋流氣浮分離罐46為本實用新型人自主研制開發(fā)的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，利用管式微氣泡發(fā)生器，向待處理的含油污水中混入大量的微細氣泡，然后從上部切向入口 71進入立式旋流氣浮分離罐46，在中上部的分離區(qū)產(chǎn)生弱旋流。弱旋流一方面使得輕質(zhì)的污染物顆粒和微細氣泡向中心運移，另一方面促進了污染物顆粒與微細氣泡之間的碰撞粘附，形成密度更小的氣泡-污染物絮體，在重力和離心力的雙重作用下絮體迅速上浮至水面，形成“一次氣浮作用”。浮升到液面的氣泡-污染物絮體可以自容器頂部排氣口靠壓力排出，也可以采取重力自流排出；處理后的污水從底部排出，部分處理后的水回流和頂部排出氣體在氣液混合栗中再次混合，帶有大量微細氣泡的回流水在容器下部經(jīng)氣液混合物入口73進入，起到“二次氣浮作用”。總體來看，含油污水相當于在旋流氣浮分離罐內(nèi)進行了一次旋流分離和二次氣浮分離，因此除油效率較常規(guī)旋流分離設(shè)備和常規(guī)氣浮分離設(shè)備有較大幅度提升。
[0049]所述電脫水器33和過濾器48在油水分離過程中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，本實用新型不再贅述。
[0050]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種海上油田油氣水集輸系統(tǒng)，其特征在于，包括匯集測量裝置(I)、多相輸送栗(6)、游離水分離裝置(2)、乳化水分離裝置(3)、伴生氣處理裝置(5)、污水處理裝置(4)和原油穩(wěn)定罐(7); 所述匯集測量裝置(I)包括并聯(lián)連接的生產(chǎn)管匯(11)和測試管匯(12)，所述測試管匯(12)通過管道后續(xù)依次連接計量分離器(13)和流量計，所述流量計包括氣體流量計(14)和液體流量計(15)以及分析儀； 所述游離水分離裝置(2)通過管道依次連接有相分離器(21)、增壓栗(22)、內(nèi)聯(lián)脫水器(23)，所述相分離器(21)上游經(jīng)多相輸送栗(6)與匯集測量裝置(I)連接，下游氣相出口與伴生氣處理裝置(5)連接，下游液相出口與增壓栗(22)連接； 所述乳化水分離裝置(3)通過管道依次連接有熱處理器供給栗(31)、加熱器(34)、電脫水器(35)，所述熱處理器供給栗(31)與內(nèi)聯(lián)脫水器(23)的油相出口連接，所述電脫水器的油相出口與原油穩(wěn)定罐(7)連接，所述電脫水器的水相出口經(jīng)增壓栗(45)與旋流氣浮罐(46)的入口(71)連接; 所述伴生氣處理裝置(5)包括經(jīng)管道依次連接的壓縮機(51)和內(nèi)聯(lián)脫液器(52)，所述內(nèi)聯(lián)脫液器(52)的液相出口與閉式系統(tǒng)連接，氣相出口與火炬系統(tǒng)和鍋爐燃料氣系統(tǒng)連接； 所述污水處理裝置(4)包括內(nèi)聯(lián)旋流器(44)、旋流氣浮罐(46)、過濾器(48)、污油罐(42)以及栗系統(tǒng)(41)、(43)、(45)、(47)，所述內(nèi)聯(lián)旋流器(44)上游經(jīng)增壓栗(43)與內(nèi)聯(lián)脫水器(23)的水相出口連接，所述旋流氣浮罐(46)上游經(jīng)增壓栗(45)與內(nèi)聯(lián)旋流器(44)以及電脫水器(35)的水相出口連接，所述過濾器(48)上游經(jīng)增壓栗(47)與旋流氣浮罐的水相出口連接，所述內(nèi)聯(lián)旋流器(44)、旋流氣浮罐(46)、過濾器(48)的油相出口均與所述污油罐(42)的入口連接，所述污油罐(42)的出口經(jīng)增壓栗(41)與內(nèi)聯(lián)脫水器(23)的入口連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上油田油氣水集輸系統(tǒng)，其特征在于，所述相分離器(21)、內(nèi)聯(lián)脫液器(52)和內(nèi)聯(lián)旋流器(44)統(tǒng)稱為內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備，整體采用管式結(jié)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)流場產(chǎn)生的超重力實施多相分離，所述內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備，包括依次連接的混合物入口(61)、起旋區(qū)(62)、分離區(qū)(63)、輕相收集管(64)和排出口，所述排出口包括輕相出口(66)和重相出口(65)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上油田油氣水集輸系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備的入口(61)、出口(65)、(66)通過法蘭連接到輸送管路中，并根據(jù)分離介質(zhì)以及對分離要求調(diào)整內(nèi)聯(lián)分離設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸或根據(jù)處理量采用并聯(lián)方式組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上油田油氣水集輸系統(tǒng)，其特征在于，所述旋流氣浮罐(46)是立式氣浮罐，下部空間設(shè)有管式微氣泡發(fā)生器(73)，上部空間為浮選區(qū)(72);所述旋流氣浮罐側(cè)壁上部設(shè)有油水混合物切向入口(71)和油相出口(75)，頂部設(shè)有排氣口(76)底部設(shè)有水相出口(74)。
【文檔編號】B01D19/00GK205638413SQ201620147749
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】劉美麗, 陳家慶, 韓嚴和
【申請人】北京石油化工學院