[实用新型]一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置

说明书

本实用新型是一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，包括转筒和壳体。转筒能够由电机和转轴带动在壳体中旋转，转筒中装有叶轮、主分离轮、排油盘、导流轮、挡水轮和排水盘，前述部件将转筒分隔为进液旋转加速段、主分离段、排油段、水包油乳化液二次分离段和排水段；由壳体进入转筒中的油井产液经过分离后，水由排水盘经由壳体排入排水管线并能够直接输入回注水管线，经过分离后的油或称高含油油水混合物由排油盘经由壳体输入排油管线，经过分离后的气体经由壳体输入排气管线。本实用新型方案可以适应输油管线的要求，将从高含水产液中提取一部分水质指标较好的水用于就地回注，实现油井产液的就地处理和就地回注。

技术领域

本发明涉及石油工业油井产液的就地处理设备，具体涉及一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置。

背景技术

随着油田开采进入高含水期，产液的含水率不断攀升，目前已经达到80%-98%的程度。这一方面加重了产液输送系统和下游处理设备的负担，另一方面又因为油藏需要进行大量的注水，所以经过下游联合站集中处理后的水又要通过长距离的管网输送至注水井，这无意中形成了一种长距离的水漫游循环，不但消耗了大量的热能和电能，而且还会产生回注水与油藏配伍性差的问题。很显然，若能实现产液就地处理，就地回注，则不但可以显著降低生产成本，而且能够提高注水效果。传统的重力沉降法，因占地面积过大，投资高效率低，难以实现这一目标。目前离心分离机具有最高的分离能力和分离效率，其离心加速度能达到重力加速度的数千甚至上万倍，已开始在水上原油泄漏应急处理和污水处理中得到一定的应用和发展，如中国专利申请号CN201611000394.6,美国专利US9731223，U,5582724，US 5484521等分别公开了这类油水离心分离装置和方法。根据YLEC Consultants公司的现场撇油分离实验TURBYLEC: DEVELOPMENT AND EXPERIMENTAL VALIDATION OF ANINNOVATIVE CENTRIFUGAL OIL – WATER SEPARATOR，2014 INTERNATIONAL OIL SPILLCONFERENCE，一个直径380mm的原型机的日处理能力已经达到64.8 m³/d的水平，出水中的含油率已接近15ppm的环保指标，而其最终的目标是能处理各种性质的原油，包括油水密度比接近0.98的重油，日处理能力要达到172.8 m³/d，排水含油率符合环保标准。因此离心分离机非常适合于在井口和产液输送管线上应用。但是与水上原油泄漏应急处理不同的是，原油产液在生产过程中，由于抽油机和管道内的阀门、弯头等管件以及各种化学注入物的作用，往往会发生严重的乳化现象，虽然总体上仍为油水混合物，但其中却包含了大量的油包水和水包油乳化液，其中水包油乳化液对分离机的出水水质影响最大。所谓水包油乳化液是指非常细小的油滴均匀散布于水中而形成的一种乳化液，它在物理性质上相当于一种均质的单相流体，其密度接近于水，比水略小。现有的离心分离机虽然采取了许多措施来增强对乳化液的分离能力，但实际上每种分离机对细小液滴的分离能力都有一个极限，称为临界分离直径，直径低于该值的细小液滴就不能很好地被分离出来。这是由于随着细小液滴直径的减小，液滴的体积相对于其表面积急剧减小，因而其所受到的体积力这里是离心力与表面力周围流体对液滴的作用力相比就不占优势，此时细小油滴在水中基本不受离心力的影响，而随水一起流动，或在水中做布朗运动。目前一般分离机的临界分离直径在100微米到几十微米的数量级。虽然通过提升离心力比如提高转速或增大分离筒的直径也可以进一步降低临界分离直径，但在经济上很可能并不划算。因此由于乳化液的存在，现有的离心分离机不可能实现油水的完全分离。根据离心机分离原理，水包油乳化液一般总是位于分离筒内油水分界面的水的一侧，而且越接近油水分界面，水包油乳化液的含油量就越大。由于现有分离机内没有专门设置针对水包油乳化液的分离机构，这层含油较多的乳化液也不可能越过油水分界面而进入油的分流通道，随油排出分离机，而只能在原地不断积累，直至扩散到水体中，导致出水中的含油量增大，无法达到油田注水水质的要求。

发明内容