管道式油气水分离器及分离方法技术

本发明专利技术公开了管道式油气水分离器，包括相互平行设置的进液管、右支管及左支管，进液管设于左、右支管的上侧，进液管与左支管之间的距离等于进液管与右支管之间的距离，进液管与左、右支管之间通过斜立管连接。本发明专利技术还公开了利用上述管道式油气水分离器对油气水混合液进行管道式油气水分离的方法。本发明专利技术能够实现三次分离的效果，经本发明专利技术的设备预脱水处理后，大幅度减少来液油中含水率，可将混合液中半数以上的水去除，使污水含油率以及积杂等指标满足后续处理工艺的入口要求。因此，混合液经过分离后，减轻了原油处理系统的负荷、减少后续设备规模、提高处理效率、降低运行成本。

【技术实现步骤摘要】
管道式油气水分离器及分离方法
本专利技术涉及石油开采
，包括对油田产出的混合液的处理装置和处理方法，更为具体来说，是管道式油气水分离器及分离方法。
技术介绍
在油田开采过程中，目前对于高含水产出液处理的一般方法为沉降法。具体过程为：混合液首先经过一次热化学沉降脱水环节，然后再将脱出的含水油及污水作进一步深度处理。但是，由于大量的水与油同时进入热化学沉降系统，致使沉降设备规模庞大，加温加药成本很高。鉴于此，本领域技术人员探索了许多种节能降耗的新途径。一、利用沉降罐进行油气水预分离的工艺，可减少加温或加药量，采用类似的方法，申请号为201520022609.9的中国专利公开了一种金属拉丝废液油水分离净化装置，即采用沉降罐的方法处理废液，但该方法必须使用体积庞大的沉降罐，因而会占用很大的面积，且运行压力较低；二、为减少沉降罐的占地面积，有人使用三相分离器预脱水装置，申请号为03242236.9的中国专利公开了一种采出液油水预分离器，上述设备虽然可以减少占地面积，但其工程造价很高、处理量较低，压力等级亦低；三、为减少工程造价、节约成本，有人开始使用旋流器等超重力预脱水装置，但是，对不同比例的油气水混合液及稠油，这些装置只能适用于某些特定比例的油气水混合液和较低粘度的稠油，对于大多数的油气水混合液及粘度较高的稠油，其脱水质量较差。而且该工艺需要较高的压力，生产实际中往往需要补充能量，增加动力来满足其要求。同时，该工艺自控系统较复杂，控制难度较大。因此，获得一种简单、高效、低成本、安全易操作的油气水分离的设备或方法成为了本领域技术人员始终研究的重点。
技术实现思路
为解决现有油气水分离工艺技术设备占地面积大、体积大、投资高、运行成本高、安全风险高、分离效果差等技术缺陷，本专利技术提供了管道式油气水分离器，实现了设备占地面积小、体积小、投资低、不需增加动力、安全风险小、油气水分离效果好等技术目的。为实现上述目的，本专利技术公开了管道式油气水分离器，包括相互平行设置的进液管、右支管及左支管，进液管设于左、右支管的上侧，进液管与左、右支管之间通过斜立管连接；进液管、左支管、右支管位于三角形的三个顶点，进液管两端分别为进液口和出油口；左、右支管一端开有出水口。本专利技术采用了以管线替代沉降罐、三项分离器、旋流器超重力分离的方案，解决传统方法存在的一些问题。通过油气水密度的不同，分离后，大部分的油会从上侧的出油口流出，大部分的水则会从下侧的出水口流出。另外，斜立管内壁还具有聚集小油滴成大油滴、提高大油滴上浮速度的作用。进一步地，左、右支管处于同一水平面，左支管与进液管之间的距离等于右支管与进液管之间的距离；连接左、右支管与进液管的每根斜立管都与进液管垂直。上述结构说明进液管、右支管及左支管端面圆心处于三角形的三个端点上，三根水平管呈三角型的管架结构，使装置重心下移不易倾倒，便于运输及安装。本专利技术可保持上下水平管之间的位差，提高了斜立管的脱水效果，同时起到三根水平管之间连接与支撑的作用。进一步地，斜立管内设有管束，管束包括两根以上的管，管束内的管为细管。在多根斜立管内安装细管束，提高了液滴与管壁的接触机率，小液滴在管壁上聚集成大液滴后上浮速度加快，连续相的水向下流，起到油水空间置换作用，解决下流水中的分散小油滴因直径小上浮速度慢、来不及上浮到顶的问题。进一步地，管束所在方向与斜立管所在方向平行。进一步地，左和/或右支管内设有斜板，斜板沿左/右支管方向延伸。进一步地，包括两块以上的斜板，斜板之间、斜板与左/右支管之间形成混合液流动的空间。在两根左/右支管内各安装多层斜板的设计，可增加流道的水平投影面积，形成“浅池效应”，使经过斜板区域的流体雷诺数降低。多层斜板较好地解决因装置容积小造成沉降时间不足的问题，提高重力沉降的效果和效率。进一步地，进液管内腔偏上部设有集油管，集油管下部间隔地开有出水口；左和/或右支管内腔偏下部设有集水管，集水管上部间隔地开有浮油口。集油管和集水管的设置目的也是为了分离油和水，混合液从集油管和集水管的一端流入，集油管油中的水会沿出水口下沉流出，集水管水中的油会沿浮油口上浮流出，流出的油和水继续在脱水器立管中进行上浮或者下沉交换。进一步地，集油管内的低含水油、集水管内的低含油水分别穿过封闭端的进液管从集油管末端和穿过封闭端的左/右支管的集水管末端流出。集油管开口端与出油口连接，集水管开口端与出水口连接。进一步地，进液管上端设有集气管，集气管与进液管不平行，进液管与集气管之间通过若干不等高立管连接。通过设置集气管，可对混合液中的气体进行初步的过滤，提高了本装置的使用范围。本专利技术的另一个专利技术目的在于提供利用上述管道式油气水分离器对油气水的分离方法。包括如下步骤，S1：将油气水混合液通过进液管的进液口送入至管道式油气水分离器，油气水混合液中的气体会沿立管进入集气管流出至气管道，原油沿进液管至出油口流出，实现油气水的初步分离；S2：一次分离后的游离水，通过斜立管及斜立管内的管束壁聚并游离水中的分散油滴，聚并后的油滴顺着斜立管或管束向上浮，实现油气水的二次分离；S3：二次分离后的混合液进入左/右支管后，若左/右支管内设有斜板，则油滴会在斜板壁的作用下进行聚并上浮，聚并上浮后的油滴向上进入斜立管后再进入进液管；通过S3步骤，水顺左右支管的出水口流出，实现油气水的三次分离。本专利技术的有益效果为：本专利技术能够实现三次分离的效果，经本专利技术的设备预脱水处理后，大幅度减少来液油中含水率，可将混合液中半数以上的水提出，使污水含油率以及积杂等指标满足后续处理工艺的入口要求，因此，经过预脱水后，减轻了原油处理系统的负荷，减少后续设备规模，提高处理效率，降低运行成本。另外，本专利技术的分离器体积小，具有操作简单、运行平稳、效率高、工作安全可靠、工程造价低等优点。附图说明图1为实施例一的管道式油气水分离器的结构示意图；图2为图1中A-A方向的截面示意图；图3为实施例二和三的管道式油气水分离器的结构示意图；图4为实施例四的管道式油气水分离器的结构示意图；图5为实施例五的管道式油气水分离器的结构示意图。图中，1、进液管；10、进液口；11、出油口；2、斜立管；3、右支管；30、封闭口；31、出水口；4、左支管；5、管束；6、斜板；7、集油管；8、集水管；9、集气管。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的管道式油气水分离器的结构和使用该结构进行油气水分离的方法进行详细解释说明。具体的实施例如下：实施例一如图1、2所示的管道式油气水分离器，图2中箭头的方向为管内液体流动的方向，管道式油气水分离器包括上端的进液管1和下端的左支管4、右支管3，左支管4、右支管3结构完全相同，进液管1、左支管4、右支管3平行设置，左支管4、右支管3水平设置且处于相同高度，进液管1与左支管4之间的距离可以等于进液管1与右支管3之间的距离，因此，进液管1、左支管4、右支管3的端面落在等腰三角形的三个端点上，进液管1与左支管4、右支管3通过多根斜立管2连接，每根斜立管2都与进液管1垂直，或者说，进液管1垂直于每个斜立管2所在平面，进液管1一端开有进液口2，另一端开有出油口11；左支管4、右支管3一端封闭，或者左支管4、右支管3一端为封闭口30，另一端开有出水口31。对于进液管1、左支本文档来自技高网...

【技术保护点】
管道式油气水分离器，其特征在于：包括相互平行设置的进液管(1)、右支管(3)及左支管(4)，进液管设于左、右支管的上侧，进液管与左、右支管之间通过斜立管(2)连接；进液管、左支管、右支管位于三角形的三个顶点，进液管两端分别为进液口(10)和出油口(11)；左、右支管一端开有出水口(31)。

【技术特征摘要】
1.管道式油气水分离器，其特征在于：包括相互平行设置的进液管(1)、右支管(3)及左支管(4)，进液管设于左、右支管的上侧，进液管与左、右支管之间通过斜立管(2)连接；进液管、左支管、右支管位于三角形的三个顶点，进液管两端分别为进液口(10)和出油口(11)；左、右支管一端开有出水口(31)。2.根据权利要求1所述的管道式油气水分离器，其特征在于：左、右支管处于同一水平面，左支管与进液管之间的距离等于右支管与进液管之间的距离；连接左、右支管与进液管的每根斜立管都与进液管垂直。3.根据权利要求2所述的管道式油气水分离器，其特征在于：斜立管内设有管束(5)，管束包括两根以上的管。4.根据权利要求3所述的管道式油气水分离器，其特征在于：管束所在方向与斜立管所在方向平行。5.根据权利要求2、3或4所述的管道式油气水分离器，其特征在于：左和/或右支管内设有斜板(6)。6.根据权利要求5所述的管道式油气水分离器，其特征在于：包括两块以上的斜板，斜板之间、斜板与左/右支管之间形成混合液流动的空间。7.根据权利要求2、3或4所述的管道式油气水分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：李开兴，崔尧禹，崔斌，
申请(专利权)人：崔斌，
类型：发明
国别省市：北京;11