一种除油除悬浮物的油田现场紧凑分离方法技术

一种除油除悬浮物的油田现场紧凑分离方法，采用的装置包括一级脱水器、轴向水力旋流器、紧凑旋流气浮单元，主要针对污水中含油含悬浮物都要求严格的场合，可以极大的缩小了设备的体积。其中，一级脱水器BC代替了重量沉降罐，轴向水力旋流器AHC代替HC，紧凑旋流气浮单元CFU代替了常规气浮；重量沉降罐停留时间20‑30min，常规气浮15‑25min，而BC停留时间

【技术实现步骤摘要】
一种除油除悬浮物的油田现场紧凑分离方法
本专利技术涉及石油化工
，尤其涉及一种除油除悬浮物的油田现场紧凑分离方法。
技术介绍
油田采出液中含有油、气、水、砂多相组成(油田采出液主要是油和水的混合物)，经过多道处理工艺(主要在联合站进行)，将多相进行分离，得到天然气或者较纯的石油，或用于工业、民用领域，或进行下一步处理。而采出液也会由于不同地区、不同井口物质组成不同，含水量也不同。但总体来说，随着油井的不断开采，含水量会不断上升，油产量也会不断降低。许多油田大部分油井采出液含水率在90％-95％以上。油田采出液在联合站经过分离，提取混合物中的油，而剩下的水要想回注或排放，必须达到油田相应的含油含悬浮物的环保标准，否则不允许回注或排放。油田现场的高含水采出液是直接通过管道运输或者油罐车运输到联合站，进行处理。而实际情况中油井分布在油田的各个地区，运输花费大量资源，这样就造成了大量的资源浪费和能源浪费。同时，由于含水较高，为了提高油产量，必须开发新井，使得目前的输油管道或运输车也不能满足要求，必须重新规划，这样也限制了油田的开采和增产。目前采出液需要运输到联合站，提取油后，水中含油含悬浮物要低于油田规定的标准。在联合站，从采出液到后期排放或回注，主要是重量沉降罐+HC+常规气浮等工艺，而重量沉降罐停留时间为20-30min，HC停留时间约10s，常规气浮停留时间为15-25min，设备体积都比较大。既占空间，又操作维护麻烦。在某些油田，由于含水增多，后期井口采出液达到含水90％多水，而这些高含水采出液中的水，不达标不能在现场处理，都通过管道输从偏远的采油区运到油田中心的联合站，或者油罐车运到联合站处理，这样造成大量的资源浪费和能源浪费，同时限制了产量。
技术实现思路
基于现有技术的上述问题，本专利技术提出了一种除油除悬浮物的油田现场紧凑分离方法。为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：一种除油除悬浮物的油田现场紧凑分离方法，采用的装置包括一级脱水器、轴向水力旋流器、紧凑旋流气浮单元，具体步骤为：步骤一：油水混合物从一级脱水器底部的入口进入一级脱水器，随后经叶轮壳与外筒之间的空隙通过叶轮壳上部的入口孔进入叶轮壳内部，通过叶轮壳内部设置的导叶片，使油水混合流体产生旋流，经过叶轮壳与叶轮头之间的大锥段，在一定向心加速度下，轻相向中心聚集，再经过大锥段下方连接的小锥段，使未聚集的细微油滴进行聚集，然后聚集的轻相进入叶轮头下部的轻相溢流口，最终从叶轮头上部设置的轻相出口排出进入一级脱水器的轻相输出管并经过一级脱水器、轴向水力旋流器的轻相出口进入后处理环节，另一方面，重相沿尾锥段从一级脱水器底部的重相出口排出；达到分离效果；步骤二：一级脱水器底部的重相出口排出的混合流体经过一级脱水器的重相输出管，从轴向水力旋流器入口进入轴向水力旋流器，混合流体的轻相进入轴向水力旋流器的轻相输出管并经过一级脱水器、轴向水力旋流器的轻相出口进入后处理环节；步骤三：轴向水力旋流器排出的重相经过轴向水力旋流器的重相输出管与溶气泵产生微气泡通过紧凑旋流气浮单元的入口进入紧凑旋流气浮单元的底部腔体，在底部腔体内短暂停留，气泡进行释放和油滴进一步混合粘附；通过底部腔体上方、内腔腔体下端设置的S型入口装置，液体产生稳定旋流，进入内腔腔体；气泡和油滴在内腔腔体内进行更多的碰撞和粘合，粘附体体积增大，提高了分离的概率，混合流体在旋流作用下产生分离，轻相向中间靠拢，而外部的重相中含油降低；同时混合流体在内腔经过内腔腔体顶部设置的环形聚结板时，碰到壁面形成更大的混合体，有利于油核与水的分离；油滴和气泡粘附体从外筒腔体顶部收集排出，少量粘附体在外筒腔体进一步聚结，使粘附体和水分离浮到顶部，从外筒腔体顶端的顶部溢流口进入紧凑旋流气浮单元的轻相输出管经过一级脱水器、轴向水力旋流器的轻相出口进入后处理环节；清洁的水从紧凑旋流气浮单元的底部水出口排出，通过紧凑旋流气浮单元的轻相输出管，从紧凑旋流气浮单元的水出口处理后排出。进一步地，轴向水力旋流器的结构除导叶片外与一级脱水器基本一样，一级脱水器的导叶片较窄且数目相对较多，轴向水力旋流器的导叶片为轴对称宽扇形，宽扇形导叶片的面积约为流体过水断面面积1/2，贴近流体壁面呈流线型结构。本专利技术的一种除油除悬浮物的油田现场紧凑分离方法BC(Dewaterer)+AHC+CFU中，主要针对污水中含油含悬浮物都要求严格的场合，可以极大的缩小了设备的体积。其中，BC代替了重量沉降罐，AHC代替HC，CFU代替了常规气浮；重量沉降罐停留时间20-30min，常规气浮15-25min，而BC停留时间<10s，CFU停留时间<3min，总停留时间从>40min，缩小到<3.5min；AHC产生的流场稳定，效率高于HC，压降低于HC；因此整体设备体积很小，投资成本低，维护也简单方便，适合空间要求严格的场合。其中BC为Bulkcyclone，或称Dewaterer，为一级脱水器；AHC为AxialHydrocyclone，轴向水力旋流器；CFU为CompactFloatationUint，紧凑旋流气浮单元。本专利技术还包括另一实施方式的一种除油除悬浮物的油田现场紧凑分离方法，采用的装置包括一级脱水器和两个轴向水力旋流器，具体步骤为：步骤一：油水混合物从一级脱水器底部的入口进入一级脱水器，随后经叶轮壳与外筒之间的空隙通过叶轮壳上部的入口孔进入叶轮壳内部，通过叶轮壳内部设置的导叶片，使油水混合流体产生旋流，经过叶轮壳与叶轮头之间的大锥段，在一定向心加速度下，轻相向中心聚集，再经过大锥段下方连接的小锥段，使未聚集的细微油滴进行聚集，然后聚集的轻相进入叶轮头下部的轻相溢流口，最终从叶轮头上部设置的轻相出口排出进入一级脱水器的轻相输出管并经过一级脱水器、轴向水力旋流器的轻相出口进入后处理环节，另一方面，重相沿尾锥段从一级脱水器底部的重相出口排出；达到分离效果；步骤二：一级脱水器底部的重相出口排出的混合流体经过一级脱水器的重相输出管，从轴向水力旋流器入口进入一轴向水力旋流器，混合流体的轻相进入轴向水力旋流器的轻相输出管并经过一级脱水器、轴向水力旋流器的轻相出口进入后处理环节；步骤三：混合流体的重相从所述一轴向水力旋流器重相输出管进入另一轴向水力旋流器进行进一步的分离，轻相从另一轴向水力旋流器的轻相出口排出，重相从另一轴向水力旋流器的出口处理后排出。进一步地，轴向水力旋流器的结构除导叶片外与一级脱水器基本一样，一级脱水器的导叶片较窄且数目相对较多，轴向水力旋流器的导叶片为轴对称宽扇形，宽扇形导叶片的面积约为流体过水断面面积1/2，贴近流体壁面呈流线型结构。在某些油田，由于含水增多，后期井口采出液达到含水90％多水，而这些高含水采出液中的水，不达标不能在现场处理，都通过管道输从偏远的采油区运到油田中心的联合站，或者油罐车运到联合站处理，这样造成大量的资源浪费和能源浪费，同时限制了产量。对于这种情况，本专利适用于可以达标的现场回注场合，将大量的水现场处理，只输送少量的油水混合物到联合站处理，降低了成本。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除油除悬浮物的油田现场紧凑分离方法，其特征在于：采用的装置包括一级脱水器、轴向水力旋流器、紧凑旋流气浮单元，具体步骤为：步骤一：油水混合物从一级脱水器底部的入口进入一级脱水器，随后经叶轮壳与外筒之间的空隙通过叶轮壳上部的入口孔进入叶轮壳内部，通过叶轮壳内部设置的导叶片，使油水混合流体产生旋流，经过叶轮壳与叶轮头之间的大锥段，在一定向心加速度下，轻相向中心聚集，再经过大锥段下方连接的小锥段，使未聚集的细微油滴进行聚集，然后聚集的轻相进入叶轮头下部的轻相溢流口，最终从叶轮头上部设置的轻相出口排出进入一级脱水器的轻相输出管并经过一级脱水器、轴向水力旋流器的轻相出口进入后处理环节，另一方面，重相沿尾锥段从一级脱水器底部的重相出口排出；达到分离效果；步骤二：一级脱水器底部的重相出口排出的混合流体经过一级脱水器的重相输出管，从轴向水力旋流器入口进入轴向水力旋流器，混合流体的轻相进入轴向水力旋流器的轻相输出管并经过一级脱水器、轴向水力旋流器的轻相出口进入后处理环节；步骤三：轴向水力旋流器排出的重相经过轴向水力旋流器的重相输出管与溶气泵产生微气泡通过紧凑旋流气浮单元的入口进入紧凑旋流气浮单元的底部腔体，在底部腔体内短暂停留，气泡进行释放和油滴进一步混合粘附；通过底部腔体上方、内腔腔体下端设置的S型入口装置，液体产生稳定旋流，进入内腔腔体；气泡和油滴在内腔腔体内进行更多的碰撞和粘合，粘附体体积增大，提高了分离的概率，混合流体在旋流作用下产生分离，轻相向中间靠拢，而外部的重相中含油降低；同时混合流体在内腔经过内腔腔体顶部设置的环形聚结板时，碰到壁面形成更大的混合体，有利于油核与水的分离；油滴和气泡粘附体从外筒腔体顶部收集排出，少量粘附体在外筒腔体进一步聚结，使粘附体和水分离浮到顶部，从外筒腔体顶端的顶部溢流口进入紧凑旋流气浮单元的轻相输出管经过一级脱水器、轴向水力旋流器的轻相出口进入后处理环节；清洁的水从紧凑旋流气浮单元的底部水出口排出，通过紧凑旋流气浮单元的轻相输出管，从紧凑旋流气浮单元的水出口处理后排出。...

【技术特征摘要】
1.一种除油除悬浮物的油田现场紧凑分离方法，其特征在于：采用的装置包括一级脱水器、轴向水力旋流器、紧凑旋流气浮单元，具体步骤为：步骤一：油水混合物从一级脱水器底部的入口进入一级脱水器，随后经叶轮壳与外筒之间的空隙通过叶轮壳上部的入口孔进入叶轮壳内部，通过叶轮壳内部设置的导叶片，使油水混合流体产生旋流，经过叶轮壳与叶轮头之间的大锥段，在一定向心加速度下，轻相向中心聚集，再经过大锥段下方连接的小锥段，使未聚集的细微油滴进行聚集，然后聚集的轻相进入叶轮头下部的轻相溢流口，最终从叶轮头上部设置的轻相出口排出进入一级脱水器的轻相输出管并经过一级脱水器、轴向水力旋流器的轻相出口进入后处理环节，另一方面，重相沿尾锥段从一级脱水器底部的重相出口排出；达到分离效果；步骤二：一级脱水器底部的重相出口排出的混合流体经过一级脱水器的重相输出管，从轴向水力旋流器入口进入轴向水力旋流器，混合流体的轻相进入轴向水力旋流器的轻相输出管并经过一级脱水器、轴向水力旋流器的轻相出口进入后处理环节；步骤三：轴向水力旋流器排出的重相经过轴向水力旋流器的重相输出管与溶气泵产生微气泡通过紧凑旋流气浮单元的入口进入紧凑旋流气浮单元的底部腔体，在底部腔体内短暂停留，气泡进行释放和油滴进一步混合粘附；通过底部腔体上方、内腔腔体下端设置的S型入口装置，液体产生稳定旋流，进入内腔腔体；气泡和油滴在内腔腔体内进行更多的碰撞和粘合，粘附体体积增大，提高了分离的概率，混合流体在旋流作用下产生分离，轻相向中间靠拢，而外部的重相中含油降低；同时混合流体在内腔经过内腔腔体顶部设置的环形聚结板时，碰到壁面形成更大的混合体，有利于油核与水的分离；油滴和气泡粘附体从外筒腔体顶部收集排出，少量粘附体在外筒腔体进一步聚结，使粘附体和水分离浮到顶部，从外筒腔体顶端的顶部溢流口进入紧凑旋流气浮单元的轻相输出管经过一级脱水器、轴向水力旋流器的轻相出口进入后处理环节；清洁的水从紧凑旋流气浮单元的底部水出口排出，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：戎杰，
申请(专利权)人：青岛一三一油气科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东,37