一種含氣、水原油的除水系統及其應用方法技術方案

本發明專利技術公開一種含氣、水原油的除水系統及其應用方法，可以除去油氣水三相流動中的水，使其達標外排，降低后續管道運輸的能耗和設備磨損，減小已有油氣水分離裝置的處理壓力。系統包括：分岔管路、緩沖罐和柱型旋流器，分岔管路包括上傾斜管、下水平管以及若干垂直管，用于除去來液中的氣體和部分油；緩沖罐通過控制罐體內的油水界面進行運行；柱型旋流器用于對緩沖罐下出口的液體進行處理，使其達到標準外排。本發明專利技術綜合了重力、膨脹和離心等多種原理，直接對含氣、水原油中的水進行處理，克服了已有水處理系統適用范圍窄、處理效率低的缺點，減少了處理工序及設備的重量。本發明專利技術的除水系統適合于陸上和海上油田使用，有很好的工業應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及石油化工設備領域，尤其涉及。
技術介紹
在石化、環保等領域，油氣水分離及水處理設備是重要的生產裝置。當前對于油井采出液均是采用管道輸運至處理站或海上平臺進行油氣水分離和污水處理。目前陸上及海上油田，隨著開采的延續，油井的含水率越來越高，并且常伴有大量的氣體。因此，相對于同等的產油量，管道輸運的能耗出現較大的增加，效率不斷的降低。同時，水處理量的增長以及環保標準的不斷提高，對油田使用的油氣水分離及水處理工藝提出了嚴峻的挑戰。油氣水分離設備所采用的分離原理有重力、離心、浮選、過濾、靜電、破乳等。公開號為CN2569538Y的專利申請《高效油水分離器》，公開了一個主要采用重力分離原理的分離裝置；公開號為CN201817338U的專利申請《含油污水處理機》，公開了一種主要由斜板、 核桃殼過濾器和雙親可逆纖維球過濾器組成的油水分離裝置。然而在現實生產中，往往需要對大量的油氣水混合液進行快速分離，重力原理和過濾技術都是有效的分離技術手段， 但處理速度相對較慢，因此導致設備結構復雜、體積龐大。申請號為200710175999. 3的專利技術專利申請公開了一種采用梯型管、螺旋管及重力沉降容器氣組成的分離系統，該專利技術結構簡單、處理快速、體積適中，但由于螺旋管的旋轉半徑尺寸限制，產生的離心加速度較低， 不適用于水的精細處理，同時對于含氣的來液不能夠進行很好的處理。
技術實現思路
本專利技術克服現有油氣水分離裝置在處理速度和精細分離方面的不足，提出，將含氣和水的采出液中50%以上的水相分離出來直接外排，降低現有油氣水處理系統的處理壓力和管線輸運的能耗，提高分離效率。為了解決上述問題，本專利技術提供一種含氣、水原油的除水系統，包括依次連接的分岔管路、緩沖罐和柱型旋流器，其中，所述分岔管路包括上傾斜管、下水平管以及若干垂直管，所述垂直管與所述上傾斜管和下水平管相連；下水平管的一端為油氣水三相入口，另一端為分岔管路的下出口，與所述緩沖罐相連；上傾斜管的一端與一垂直管相連，另一端為分岔管路的上出口 ；所述分岔管路的上出口安裝有壓力表、電動調節閥和流量計，所述分岔管路的下出口安裝有壓力表和電動調節閥；所述緩沖罐具有切向入口、上出口、下出口和回流口，所述切向入口與所述分岔管路的下出口相連，緩沖罐的下出口與柱型旋流器相連，所述緩沖罐的罐體上安裝有壓力表和界面儀，所述緩沖罐的上出口安裝有電動調節閥，緩沖罐的下出口安裝有提升泵、壓力表、電動調節閥和流量計；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與所述緩沖罐的下出口相連，所述溢流口與所述緩沖罐的回流口相連；所述柱型旋流器的溢流口安裝有電動調節閥，底流口安裝有壓力表、電動調節閥和流量計。優選地，上述除水系統還具有以下特點所述分岔管路的上傾斜管的內徑大于下水平管和垂直管的內徑。優選地，上述除水系統還具有以下特點所述分岔管路的上傾斜管的內徑一般是下水平管內徑的2倍，且上傾斜管向上傾斜一定的角度Ct。優選地，上述除水系統還具有以下特點對于采出液流量為20m3/h、常壓下體積氣液比為40:1時，上傾斜管的內徑設置為 100mm,傾斜角度α設置為15° ,下水平管和垂直管的內徑設置為50mm。優選地，上述除水系統還具有以下特點所述緩沖罐的上、下出口分別安裝在罐體的兩端，采用界面儀為信號源通過上出口的電動調節閥及下出口的電動調節閥和提升泵對油水界面進行控制。優選地，上述除水系統還具有以下特點所述柱型旋流器入口采用截面漸進收縮，切向進入設計。為了解決上述問題，本專利技術還提供一種上述除水系統的應用方法，包括將油氣水三相混合液經分岔管路的油氣水三相入口輸入至所述除水系統；根據分岔管路上下出口處的壓力表，分別調節上出口和下出口處的電動調節閥門，使分岔管路的下出口的流量為總來液的80%，將分岔管路的上出口的流體回輸至原輸運管線或儲存罐，分岔管路下出口的液體流入緩沖罐；調節提升泵的工作頻率及緩沖罐上出口和下出口處的電動調節閥門，使緩沖罐體內的油水界面控制在預設的位置，將緩沖罐上出口的液體直接回輸至原輸運管線或儲存罐，緩沖罐體下出口的液體經過提升泵后進入柱型旋流器；調節柱型旋流器溢流口和底流口處的電動調節閥門，對柱型旋流器進行流量控制使柱型旋流器底流口的流量為總來液的35%左右，將柱型旋流器溢流口的液體回流至緩沖罐，柱型旋流器底流口的液體直接進行外排。本專利技術采用新型的多分岔管路、微型緩沖罐和高效柱型旋流器復合而成，綜合運用重力、膨脹、離心等多種原理，對于含氣采出液的處理提出了一種新的分岔管路中膨脹處理方法，實現了在不經過油氣水分離的前提下直接除去含氣、水原油中50%以上的水，并達到含油率低于30ppm的標準進行外排，降低了現有油氣水處理系統的處理壓力和管線輸運的能耗，克服現有油氣水分離裝置在處理速度和精細分離方面的不足。本專利技術的除水系統可以用于高含氣、高含水的采出液，適合在陸上油田和海上油田使用，有很好的工業應用前旦-5^ O 附圖說明圖1是本專利技術實施例的含氣、水原油的除水系統的示意圖，其中I一分貧管路，2一緩沖(61，3一柱型旋流器，4一壓力表，5一電動調節閥，6—流量計，7—提升泵，8—界面儀，11一上傾斜管，12—下水平管，13—垂直管，14一油氣水三相入口，15—分岔管路的下出口，16—分岔管路的上出口，21—緩沖罐的切向入口，22—緩沖罐的上出口，23—緩沖罐的下出口，24—緩沖罐的回流口，31—柱型旋流器的切向入口，32— 柱型旋流器的底流口，33—柱型旋流器的溢流口。具體實施方式下文中將結合附圖對本專利技術的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。本專利技術提供了一種復合式高效含氣、水原油的除水系統，主要用來除去油氣水三相流動中50%以上的水，使水中含油率低于30ppm達標外排，降低后續管道運輸的能耗和設備磨損，減小已有油氣水分離裝置的壓力。如圖1所示，本專利技術實施例的除水系統包括依次連接的分岔管路1、緩沖罐2和柱型旋流器3。分岔管路I主要用于分離出混合液中的氣體，包括不同管徑的上傾斜管11 和下水平管12以及與下水平管12等管徑的若干垂直管13 ;緩沖罐2主要用于控制壓力， 實現對分岔管路I的壓力控制，同時對油水進行重力沉降完成初步的分離，連接在分岔管路的下出口 15，采用切向進入，并開有上下兩個出口，罐體上裝有界面儀8 ;柱型旋流器3主要用于對外排污水進行精細處理，使其達到30ppm以下的外排標準，連接在緩沖罐的下出口 23，包括切向入口段、底流口段和溢流口段。分岔管路I的垂直管13與所述上傾斜管11和下水平管12相連；下水平管12的一端為油氣水三相入口 14，另一端為分岔管路的下出口 15，與所述緩沖罐I相連；上傾斜管 11的一端與一垂直管相連，另一端為分盆管路的上出口 16;來液由入口 14進入分盆管路 1，上出口 16直接連接至原混輸管線或儲存罐體，下出口 15進入緩沖罐2進行處理；上出口 16安裝有壓力表4、電動調節閥5和流量計6，下出口 15安裝有壓力表4和電動調節閥5。緩沖罐具有切向入口 21、上出口 22、下出口 23和回流口 24，所述切向入口 21與所述分岔管路的下出口 15相連，緩沖罐的下出口本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含氣、水原油的除水系統，其特征在于，包括：依次連接的分岔管路、緩沖罐和柱型旋流器，其中，所述分岔管路包括上傾斜管、下水平管以及若干垂直管，所述垂直管與所述上傾斜管和下水平管相連；下水平管的一端為油氣水三相入口，另一端為分岔管路的下出口，與所述緩沖罐相連；上傾斜管的一端與一垂直管相連，另一端為分岔管路的上出口；所述分岔管路的上出口安裝有壓力表、電動調節閥和流量計，所述分岔管路的下出口安裝有壓力表和電動調節閥；所述緩沖罐具有切向入口、上出口、下出口和回流口，所述切向入口與所述分岔管路的下出口相連，緩沖罐的下出口與柱型旋流器相連，所述緩沖罐的罐體上安裝有壓力表和界面儀，所述緩沖罐的上出口安裝有電動調節閥，緩沖罐的下出口安裝有提升泵、壓力表、電動調節閥和流量計；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與所述緩沖罐的下出口相連，所述溢流口與所述緩沖罐的回流口相連；所述柱型旋流器的溢流口安裝有電動調節閥，底流口安裝有壓力表、電動調節閥和流量計。

【技術特征摘要】
1.一種含氣、水原油的除水系統，其特征在于，包括依次連接的分岔管路、緩沖罐和柱型旋流器，其中， 所述分岔管路包括上傾斜管、下水平管以及若干垂直管，所述垂直管與所述上傾斜管和下水平管相連；下水平管的一端為油氣水三相入口，另一端為分岔管路的下出口，與所述緩沖罐相連；上傾斜管的一端與一垂直管相連，另一端為分岔管路的上出口 ；所述分岔管路的上出口安裝有壓力表、電動調節閥和流量計，所述分岔管路的下出口安裝有壓力表和電動調節閥； 所述緩沖罐具有切向入口、上出口、下出口和回流口，所述切向入口與所述分岔管路的下出口相連，緩沖罐的下出口與柱型旋流器相連，所述緩沖罐的罐體上安裝有壓力表和界面儀，所述緩沖罐的上出口安裝有電動調節閥，緩沖罐的下出口安裝有提升泵、壓力表、電動調節閥和流量計； 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與所述緩沖罐的下出口相連，所述溢流口與所述緩沖罐的回流口相連；所述柱型旋流器的溢流口安裝有電動調節閥，底流口安裝有壓力表、電動調節閥和流量計。2.如權利要求1所述的除水系統，其特征在于， 所述分岔管路的上傾斜管的內徑大于下水平管和垂直管的內徑。3.如權利要求2所述的除水系統，其特征在于， 所述分岔管路的上傾斜管的內徑一般是下水平管內徑的2倍，且上傾斜管向上傾斜一定的角度α。4.如權利要求3所述的除水系統，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許晶禹，張健，吳應湘，李華，郭軍，張軍，
申請(專利權)人：中國科學院力學研究所，
類型：發明
國別省市：