[发明专利]一种含气、水原油的除水系统及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工设备领域，尤其涉及一种含气、水原油的除水系统及其应用方法。

背景技术

在石化、环保等领域，油气水分离及水处理设备是重要的生产装置。当前对于油井采出液均是采用管道输运至处理站或海上平台进行油气水分离和污水处理。目前陆上及海上油田，随着开采的延续，油井的含水率越来越高，并且常伴有大量的气体。因此，相对于同等的产油量，管道输运的能耗出现较大的增加，效率不断的降低。同时，水处理量的增长以及环保标准的不断提高，对油田使用的油气水分离及水处理工艺提出了严峻的挑战。

油气水分离设备所采用的分离原理有：重力、离心、浮选、过滤、静电、破乳等。公开号为CN2569538Y的专利申请《高效油水分离器》，公开了一个主要采用重力分离原理的分离装置；公开号为CN201817338U的专利申请《含油污水处理机》，公开了一种主要由斜板、核桃壳过滤器和双亲可逆纤维球过滤器组成的油水分离装置。然而在现实生产中，往往需要对大量的油气水混合液进行快速分离，重力原理和过滤技术都是有效的分离技术手段，但处理速度相对较慢，因此导致设备结构复杂、体积庞大。申请号为200710175999.3的发明专利申请公开了一种采用梯型管、螺旋管及重力沉降容器气组成的分离系统，该发明结构简单、处理快速、体积适中，但由于螺旋管的旋转半径尺寸限制，产生的离心加速度较低，不适用于水的精细处理，同时对于含气的来液不能够进行很好的处理。

发明内容

本发明克服现有油气水分离装置在处理速度和精细分离方面的不足，提出一种含气、水原油的除水系统及其应用方法，将含气和水的采出液中50%以上的水相分离出来直接外排，降低现有油气水处理系统的处理压力和管线输运的能耗，提高分离效率。

为了解决上述问题，本发明提供一种含气、水原油的除水系统，包括：依次连接的分岔管路、缓冲罐和柱型旋流器，其中，

所述分岔管路包括上倾斜管、下水平管以及若干垂直管，所述垂直管与所述上倾斜管和下水平管相连；下水平管的一端为油气水三相入口，另一端为分岔管路的下出口，与所述缓冲罐相连；上倾斜管的一端与一垂直管相连，另一端为分岔管路的上出口；所述分岔管路的上出口安装有压力表、电动调节阀和流量计，所述分岔管路的下出口安装有压力表和电动调节阀；

所述缓冲罐具有切向入口、上出口、下出口和回流口，所述切向入口与所述分岔管路的下出口相连，缓冲罐的下出口与柱型旋流器相连，所述缓冲罐的罐体上安装有压力表和界面仪，所述缓冲罐的上出口安装有电动调节阀，缓冲罐的下出口安装有提升泵、压力表、电动调节阀和流量计；

所述柱型旋流器具有切向入口、底流口和溢流口，所述柱型旋流器的切向入口与所述缓冲罐的下出口相连，所述溢流口与所述缓冲罐的回流口相连；所述柱型旋流器的溢流口安装有电动调节阀，底流口安装有压力表、电动调节阀和流量计。

优选地，上述除水系统还具有以下特点：

所述分岔管路的上倾斜管的内径大于下水平管和垂直管的内径。

优选地，上述除水系统还具有以下特点：

所述分岔管路的上倾斜管的内径一般是下水平管内径的2倍，且上倾斜管向上倾斜一定的角度α。

优选地，上述除水系统还具有以下特点：

对于采出液流量为20m³/h、常压下体积气液比为40:1时，上倾斜管的内径设置为100mm，倾斜角度α设置为15°，下水平管和垂直管的内径设置为50mm。

优选地，上述除水系统还具有以下特点：

所述缓冲罐的上、下出口分别安装在罐体的两端，采用界面仪为信号源通过上出口的电动调节阀及下出口的电动调节阀和提升泵对油水界面进行控制。

优选地，上述除水系统还具有以下特点：

所述柱型旋流器入口采用截面渐进收缩，切向进入设计。

为了解决上述问题，本发明还提供一种上述除水系统的应用方法，包括：

将油气水三相混合液经分岔管路的油气水三相入口输入至所述除水系统；

根据分岔管路上下出口处的压力表，分别调节上出口和下出口处的电动调节阀门，使分岔管路的下出口的流量为总来液的80％，将分岔管路的上出口的流体回输至原输运管线或储存罐，分岔管路下出口的液体流入缓冲罐；

调节提升泵的工作频率及缓冲罐上出口和下出口处的电动调节阀门，使缓冲罐体内的油水界面控制在预设的位置，将缓冲罐上出口的液体直接回输至原输运管线或储存罐，缓冲罐体下出口的液体经过提升泵后进入柱型旋流器；