專利名稱：三相游離水分離器的制作方法
三相游離水分離器技術領域 本發明屬于原油進行氣、液、固三相分離領域，具體涉及一種對大量 游離水的一次性分離脫除干凈的三相游離水分離器。
背景技術：
從井下抽取上來的原油是氣體、油、水與沙子等的混合物，需要對其 給予分離。在石油開采過程中，原油經管道輸送到集輸站，或者海上采油平臺，原油處理是 重要的工藝環節。首先是進行油、氣、水的三相分離。分離出的伴生氣進行收集利用；分離 出的含水的原油則進一步經過游離水緩沖罐、電脫水器、或者熱化學沉降罐分離后，得到合 格的商品油存儲或外輸；分離出的污水進到污水處理系統處理，符合排放標準后外排。傳統三相分離器主要工作原理是油、水、氣三相混合液從切線方向進入分離器氣 液旋流分離器后作回轉漩流運動，由于氣體和液滴的質量不同，所產生的離心力也不同，質 量較重的液滴和少量沙粒被拋至外圈沿容器壁聚集，在重力帶動下運動至油水分離區。質 量較輕的氣體則在內圈形成一股旋風上升，達到液體和氣體的分離。油水混合物進入分離 器油水液相分離區，借助密度差和金屬波紋篩板進行輔助油水分離，當停留足夠的時問后， 便形成了明顯的油水界面，密度較小的油層從堰板頂部流入到出油口，連續的水層從下部 出水口流出，從而實現油、氣、水三相分離。傳統三相分離器的工作原理與過程可參考由《油 田油氣集輸設計技術手冊》編寫組編寫、石油工業出版社出版的《油 田油氣集輸設計技術手 冊》，第二章原油處理，第16-34頁；由馮叔初編寫、石油工業出版社出版的《油氣集輸與礦 場加工》，第四章氣液處理，第213頁。目前使用的三相分離器主要問題是對于含水達90%以上原油，經過處理后出口 原油含水降到50% 30%，出口廢水含油降到500 200毫克/升。油水分離過程是采用 的是一種交錯排列的平行波紋板機械式分離結構，要求罐內有足夠的沉降時間和空間，參 見戴靜君、毛炳生、張聯盟等編寫、武漢理工大學出版社出版的《海上油、氣、水處理工藝與 設備》，第三章第三節油、氣、水三相分離器。最佳分離效果只能達到30%含水，必須要有后 續的工藝環節，如熱化學大罐沉降和電脫水才能最終完成合格原油分離。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于提供一種對原油含水脫除精度達到 1 %以下，直接達到合格原油外輸標準的三相游離水分離器。本發明解決上述技術問題采取的技術方案如下一種三相游離水分離器，包括臥 式罐體，氣液旋流分離器，其特征在于臥式罐體內分成完全隔離的氣液分離區域與油水分 離區域。在臥式罐體內設有進液隔板，進液隔板將臥式罐體分成完全隔離的氣液分離區域 與油水分離區域；進液隔板上部設有進液口，油水分離區域設有與進液口密封連接的分布 槽，分布槽底部設有眾多的分散通孔，分布槽的下方設有豎掛板式電極；在油水分離區域設 有出液隔板，出液隔板與臥式罐體內壁上部之間構成干凈原油集油區域。氣液旋流分離器安裝在氣液分離區域；氣液分離區域底部設有排沙口，油水分離 區域底部設有出水口，干凈原油集油區域與出油口連接。為了滿足輸油工藝要求，干凈原油集油區域裝有加熱盤管。在相關試驗中，首先把罐體內部充滿不含水的原油，壓力保持在0.3MPa，然后輸入含水80%油水混合物，高壓電場能夠穩定可靠運行，經檢測最終脫除的原油含水平均在 0. 5%左右，廢水含油在50ppm，達到預期指標要求。使用時，首先把臥式罐體內部充滿不含水的原油，壓力保持在0.3MPa，然后輸入含 水90%左右的原油。由于原有三相分離器中采用機械式波紋篩板輔助捕獲水滴的物理方法，對油水分 離不足，聚結的只能是100 μ m以上的水滴，對更小的水滴無法捕獲，因而不可能達到更高 的分離精度。
本發明為臥式殼體結構，油、水、氣三相原油混合物從原油進液口沿切線方向進入 氣液旋流分離器，經過回轉漩流運動，做到液體和氣體的分離。沉積的固體顆粒從排沙口排 出，積聚的氣體則通過輸氣管路到集氣包輸出。含大量游離水的油水混合物從罐內進液隔 板上部設有的進液口進入到與之密封連接的分布槽內，然后通過分布槽底部的分散通孔以 雨淋方式被均勻分布到充滿油的豎掛板式電極的電場區域中，在高壓脈沖電場的作用下， 每一個小水滴被電場被充分打破，通過電壓正負偶極振蕩和電泳移動碰撞，使更小的10 μ m 以下的水滴被捕獲而重新聚結成較大水滴，根據stoke定律，大水滴將以很快的速度下降 進入形成穩定油水界面的水層，從出水口排出，而不含小水滴的干凈油相則通過出液隔板 底部的排油區間匯集到干凈原油集油區域內，由加熱盤管在干凈原油集油區域內直接對不 含水的原油加熱后外輸，從而完成高精度的油水兩相分離。由于本發明采用的是電場捕獲聚結技術，聚結效率比機械篩板捕獲方式提高，對 更小的水滴有更大直徑的聚結效果，使沉降時間減少，罐體空間也相應減小。同時由于電場 能夠打破水微粒乳化膜，使脫出的廢水含油也很低，減輕污水后繼處理負荷。這些技術指標 要遠遠優于原來三相分離器指標。本發明通過改變罐體內部結構，設置了干凈原油集油區域，采用上進液式豎掛板 式電極電場方法，通過高壓脈沖電場作用，去聚結IOym以下更小水滴，使原油含水脫除精 度從原來的30%降到以下，做到大量游離水一次性分離脫除干凈，直接達到合格原油 外輸標準。在干凈原油集油區域內直接對不含水的原油加熱，節省加熱含水原油的熱能浪 費，得到合格的商品油存儲或直接外輸，省去現有技術后續為進行的油水二相分離、電脫 水、或者熱化學沉降罐分離，同時也省去所需要的管路輸送和能源消耗環節。脫出廢水含油 低，可簡化污水處理系統的負荷，減少加藥量，達到用戶節能效果和減少污水排放的多項有 益效果。本發明容器尺寸小，占用空間少，可應用于油田、海洋石油平臺或生產油輪、煉油 廠、原油集輸中轉站或聯合站，
圖1是本發明的結構示意圖，圖2是圖1的A-A剖視圖，圖3是分布槽的結構示意圖，圖4是圖3的B向視圖。圖中1-臥式罐體，101-氣液分離區域，102-油水分離區域，2-氣液旋流分離器， 3-進液隔板，301-進液口，4-分布槽，401-分散通孔，5-豎掛板式電極，6-出液隔板，7-干 凈原油集油區域，8-集氣包，801-出氣口，9-輸氣管，10-排沙口，11-出水口，12-出油口， 13-加熱盤管，14-原油混合物進液口，15-開口，1501-排油區間，16-油水界面，
具體實施方式
如圖1所示一種三相游離水分離器，包括臥式罐體1，氣液旋 流分離器2，氣液旋流分離器2設原油混合物進液口 14，臥式罐體1內設有進液隔板3，進液 隔板3整體密閉固定臥式罐體1，將臥式罐體1分成完全隔離開的氣液分離區域101與油 水分離區域102 ；參見圖2，進液隔板3上部設有進液口 301，油水分離區域102設有與進液 口 301密封連接的分布槽4，參見圖3與圖4，分布槽4底部設有眾多的分散通孔401，分布 槽4的下方設有豎掛板式電極5 ；在油水分離區域102設有出液隔板6，出液隔板6的上端 密閉固定于臥式罐體1，出液隔板6下端與臥式罐體1內壁之間構成開口 15，出液隔板6與 臥式罐體1內壁的上部構成干凈原油集油區域7，出液隔板6的下端略長于豎掛板式電極5 的下端，利于油水分離干凈徹底的油流入干凈原油集油區域7 ；在分離過程中，油水分離區 域102的下部形成油水界面16，油水界面16與出液隔板6下端構成排油區間1501，氣液旋 流分離器2安裝在氣液分離區域101 ；氣液分離區域101底部設有排沙口 10，油水分離區域 102底部設有出水口 11，干凈原油集油區域7 與出油口 12連接。為了滿足輸油工藝要求， 干凈原油集油區域7裝有加熱盤管13。氣液旋流分離器2的頂部連接有輸氣管路9，為了收集進入氣液分離區域101的原 油混合物中的氣體，氣液分離區域101的頂部與輸氣管路9連接；輸氣管路9另一端連接有 集氣包8 ；為了收集進入油水分離區域102的原油混合物中的氣體，油水分離區域102頂部 與集氣包8連接。集氣包8收集的氣體經出氣口 801輸送出去。臥式罐體容器按照GB-150-1998規范設計制造；氣液旋流分離器按照GB/ T4774-2004規范設計制造；豎掛柵板式電極采用304不銹鋼材料制造，具體設計尺寸和參 數將按照用戶現場工藝要求的罐體直徑大小和安裝方式進行具體設計。
權利要求
一種三相游離水分離器，包括臥式罐體，氣液旋流分離器，其特征在于所述臥式罐體91)內分成完全隔離的氣液分離區域(101)與油水分離區域(102)。
2.如權利要求1所述的一種三相游離水分離器，其特征在于所述臥式罐體(1)內設 有進液隔板(3)，所述進液隔板(3)將所述臥式罐體(1)分成所述氣液分離區域(101)與 所述油水分離區域(102)；所述進液隔板(3)上部設有進液口(301)，所述油水分離區域 (102)設有與進液口(301)密封連接的分布槽(4)，所述分布槽(4)底部設有眾多的分散 通孔(401)，所述分布槽(4)的下方設有豎掛板式電極(5)；所述油水分離區域(102)設有出液隔板(6)，所述出液隔板(6)與所述臥式罐體(1)內壁的上部構成干凈原油集油區域 ⑵。
3.如權利要求2所述的一種三相游離水分離器，其特征在于所述出液隔板(6)的上 端密閉固定于所述臥式罐體(1)，所述出液隔板(6)下端與所述臥式罐體(1)之間構成開口 (15)。
4.如權利要求3所述的一種三相游離水分離器，其特征在于所述油水分離區域(102) 的下部形成油水界面(16)，所述油水界面(16)與所述出液隔板(6)下端構成排油區間 (1501)。
5.如權利要求2所述的一種三相游離水分離器，其特征在于所述干凈原油集油區域 (7)裝有加熱盤管(13)。
6.如權利要求2所述的一種三相游離水分離器，其特征在于所述出液隔板(6)的下 端長于所述豎掛板式電極(5)的下端。
7.如權利要求2至6任意一項所述的一種三相游離水分離器，其特征在于所述氣液 旋流分離器(2)的頂部連接有輸氣管路(9)；所述氣液分離區域(101)的頂部與所述輸氣 管路(9)連接；所述輸氣管路(9)另一端連接有集氣包(8)；所述油水分離區域(102)頂部 與所述集氣包(8)連接。
8.如權利要求7所述的一種三相游離水分離器，其特征在于所述氣液旋流分離器(2) 安裝在氣液分離區域(101)；所述氣液分離區域(101)底部設有排沙口(10)，所述油水分離 區域(102)底部設有出水口(11)，所述干凈原油集油區域(7)與出油口(12)連接。
全文摘要
本發明屬于原油進行氣、液、固三相分離領域，具體涉及一種三相游離水分離器，包括臥式罐體；臥式罐體內分成完全隔離的氣液分離區域與油水分離區域。臥式罐體內設有進液隔板，進液隔板將臥式罐體分成氣液分離區域與油水分離區域；進液隔板上部設有進液口，油水分離區域設有與進液口密封連接的分布槽，分布槽底部設有眾多的分散通孔，分布槽的下方設有豎掛板式電極；在油水分離區域設有出液隔板，出液隔板與臥式罐體內壁之間構成干凈原油集油區域。它使原油含水脫除精度降到1％以下，做到大量游離水一次性分離脫除干凈，直接達到合格原油外輸標準。應用于油田、海洋石油平臺或生產油輪、煉油廠、原油集輸中轉站等。
文檔編號B01D19/00GK101829441SQ201010186188
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月28日 優先權日2010年5月28日
發明者郭永剛 申請人:郭永剛