本發(fā)明屬于油氣水分離，具體涉及一種用于油氣田采出液的油氣水分離裝置。本發(fā)明還涉及一種用于油氣田采出液的油氣水分離方法。

背景技術(shù)：

1、油氣田通常采用集中處理工藝來(lái)處理采出液，采出液長(zhǎng)距離輸送至集中處理站進(jìn)行加熱脫水處理，處理合格的采出水返輸至注水站。該處理工藝存在能耗高、部分站場(chǎng)超負(fù)荷運(yùn)行等問(wèn)題，難以有效適應(yīng)高含水開(kāi)發(fā)階段以水為主的處理需求。因此，希望能夠在井口、計(jì)量站、接轉(zhuǎn)站或者海上衛(wèi)星平臺(tái)等位置實(shí)施就地分水，提前把大部分采出水分離出來(lái)，并就地處理達(dá)標(biāo)后就地回注，剩余低含水油再輸送至集中處理站進(jìn)行脫水處理。

2、目前，高含水油氣田通常采用三相分離器工藝進(jìn)行分水。然而，現(xiàn)有的三相分離器分水的方式效率低、出水含油高、原油含水率高，這給后續(xù)油水處理造成困難。此外，對(duì)于分出的采出水，一般采用“撇油罐+氣浮/水力旋流器”的處理工藝進(jìn)行處理，這存在流程長(zhǎng)、占地大、處理能力低等問(wèn)題，無(wú)法滿足高效處理的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)如上所述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明旨在提出一種用于油氣田采出液的油氣水分離裝置及方法，該油氣水分離裝置及方法能夠滿足高起泡、高乳化的原油采出液的就地分水的需求，從而實(shí)現(xiàn)油氣水的高效分離。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于油氣田采出液的油氣水分離裝置，包括：用于對(duì)油氣田采出液進(jìn)行氣液分離的初級(jí)分離機(jī)構(gòu)，包括進(jìn)液管，以及與所述進(jìn)液管連通的氣液分離單元；主體容器，其內(nèi)部形成有二級(jí)分離區(qū)和三級(jí)分離區(qū)，所述進(jìn)液管與所述二級(jí)分離區(qū)流體連通；設(shè)置在所述二級(jí)分離區(qū)內(nèi)的二級(jí)分離機(jī)構(gòu)，用于對(duì)經(jīng)所述氣液分離單元分離得到并進(jìn)入所述二級(jí)分離區(qū)的油水混合物進(jìn)行一次油水分離；以及設(shè)置在所述三級(jí)分離區(qū)內(nèi)的三級(jí)分離機(jī)構(gòu)，其包括三維電極單元，所述三維電極單元能夠產(chǎn)生電場(chǎng)，以破壞通過(guò)所述二級(jí)分離機(jī)構(gòu)分離得到的含油采出水的穩(wěn)定性，從而對(duì)所述含油采出水進(jìn)行二次油水分離。其中，所述主體容器還包括用于收集所分離出的油和水的收集區(qū)。

3、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述三維電極單元設(shè)置在固定于所述主體容器的底部處的安裝架上，并包括多個(gè)沿縱向間隔開(kāi)的電極板，以及填充在相鄰的所述電極板之間的聚結(jié)填料。

4、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，相鄰的兩個(gè)電極板分別形成為陽(yáng)極板和陰極板，所述陰極板的表面設(shè)有摻雜有導(dǎo)電填料的絕緣涂層，以及若干導(dǎo)電凸起。

5、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)電凸起相對(duì)于所述陰極板的表面的高度彼此不同。

6、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述安裝架包括固定在所述主體容器上的支撐部，以及安裝在所述支撐部上的支撐板。在所述支撐板上設(shè)置有多個(gè)進(jìn)入孔，以允許含油采出水由下至上地進(jìn)入所述三維電極單元。

7、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在所述支撐板上還設(shè)置有呈不規(guī)則布置的多個(gè)超聲元件，用于產(chǎn)生超聲場(chǎng)。

8、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述氣液分離單元設(shè)置在所述主體容器的頂部，包括與所述進(jìn)液管相連的旋流器，所述旋流器的側(cè)壁設(shè)有用于接受油氣田采出液的進(jìn)液口。

9、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在所述旋流器的遠(yuǎn)離所述進(jìn)液管的一端設(shè)有分離管。在所述分離管內(nèi)設(shè)有旋流網(wǎng)格。所述旋流網(wǎng)格內(nèi)填充有分離填料。其中，通過(guò)所述旋流器和所述旋流網(wǎng)格進(jìn)行對(duì)油氣田采出液進(jìn)行多級(jí)除液處理。

10、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述分離管傾斜地設(shè)置，并設(shè)有與所述二級(jí)分離區(qū)連通的至少一個(gè)回流管道。

11、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述氣液分離單元還包括與所述分離管連通的捕霧器。所述捕霧器的內(nèi)部設(shè)有填料層。通入所述捕霧器的流體從下往上經(jīng)過(guò)所述填料層進(jìn)行除霧處理以分離出氣體。所述氣體通過(guò)位于所述捕霧器的頂部的出氣口排出。

12、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述二級(jí)分離機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述二級(jí)分離區(qū)的底部且沿縱向延伸的分離殼體，以及形成于所述分離殼體內(nèi)且填充有擴(kuò)散填料的流動(dòng)通道，所述進(jìn)液管延伸至所述流動(dòng)通道的入口端處。

13、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在所述主體容器的頂部與所述分離殼體的頂部之間固定連接有沿豎向延伸的第一隔板，在所述主體容器的底部設(shè)有正對(duì)著所述流動(dòng)通道的出口端的第二隔板。所述第一隔板和第二隔板彼此間隔開(kāi)且在豎向上彼此重疊，從而在所述第一隔板和第二隔板之間形成了擋水空間。由此，所述二級(jí)分離機(jī)構(gòu)分離出的含油采出水在進(jìn)入所述擋水空間后越過(guò)所述第二隔板，從而進(jìn)入所述三級(jí)分離區(qū)。

14、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述收集區(qū)包括油緩沖腔和水緩沖腔，所述二級(jí)分離區(qū)的頂部與所述油緩沖腔連通，并且所述三級(jí)分離區(qū)的頂部與所述油緩沖腔連通，而底部與所述水緩沖腔連通。

15、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在所述主體容器的底部固定有用于分隔所述三級(jí)分離區(qū)與所述收集區(qū)的第三隔板，在所述收集區(qū)的底部固定有用于分隔所述油緩沖腔與所述水緩沖腔的第四隔板。所述第二隔板、所述第三隔板和所述第四隔板的高度遞增。

16、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在所述收集區(qū)設(shè)有大致l形的導(dǎo)水管，包括相互垂直且連通的第一管體和第二管體。其中，所述第一管體沿豎向固定于所述水緩沖腔的底部，且所述第一管體的高度小于所述第四隔板的高度。所述第二管體穿過(guò)所述第四隔板和所述第三隔板而延伸至所述三級(jí)分離區(qū)中。

17、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)水管還包括用于調(diào)節(jié)所述第一管體的水位的調(diào)節(jié)器。

18、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提供了一種油氣水分離方法，其利用如上所述的油氣水分離裝置來(lái)進(jìn)行。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)能夠?qū)崿F(xiàn)如下技術(shù)效果。

20、根據(jù)本發(fā)明的油氣水分離裝置包括初級(jí)分離機(jī)構(gòu)、二級(jí)分離機(jī)構(gòu)和三級(jí)分離機(jī)構(gòu)，使得進(jìn)入到主體容器內(nèi)部的油氣田采出液先經(jīng)過(guò)初級(jí)分離機(jī)構(gòu)進(jìn)行氣液分離，所分離出的油水混合物通過(guò)二級(jí)分離機(jī)構(gòu)進(jìn)行第一次油水分離后，再通過(guò)三級(jí)分離機(jī)構(gòu)進(jìn)行第二次油水分離，分離出的油相和采出水通過(guò)收集區(qū)分別進(jìn)行收集，由此完成采出液的油氣水分離。這種油氣水分離裝置能夠?qū)τ蜌馓锊沙鲆哼M(jìn)行多次分離，可有效地確保分離效果，具有較高的分水效率。同時(shí)，整個(gè)油氣水分離裝置結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。油氣水分離裝置能夠處理原油密度小于0.98g/cm3、含水率高于50％、含鹽量小于250,000mg/l的高起泡、高乳化的油氣田采出液。通過(guò)該油氣水分離裝置，能夠分離出油氣田采出液中的50％以上的水，出水中的油含量和懸浮物含量均小于50mg/l。因此，根據(jù)本發(fā)明的油氣水分離裝置能夠滿足高起泡、高乳化的油氣田采出液的就地分水的需求。

技術(shù)特征：

1.一種用于油氣田采出液的油氣水分離裝置(100)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣水分離裝置，其特征在于，所述三維電極單元(31)設(shè)置在固定于所述主體容器(1)的底部處的安裝架(30)上，并包括多個(gè)沿縱向間隔開(kāi)的電極板(310，313)，以及填充在相鄰的所述電極板(310，313)之間的聚結(jié)填料(311)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油氣水分離裝置，其特征在于，相鄰的兩個(gè)電極板分別形成為陽(yáng)極板(310)和陰極板(313)，所述陰極板(313)的表面設(shè)有摻雜有導(dǎo)電填料的絕緣涂層(314)，以及若干導(dǎo)電凸起(312)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油氣水分離裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電凸起(312)相對(duì)于所述陰極板(313)的表面的高度彼此不同。

5.根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項(xiàng)所述的油氣水分離裝置，其特征在于，所述安裝架(30)包括固定在所述主體容器(1)上的支撐部(32)，以及安裝在所述支撐部(32)上的支撐板(33)，在所述支撐板(33)上設(shè)置有多個(gè)進(jìn)入孔，以允許含油采出水由下至上地進(jìn)入所述三維電極單元(31)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油氣水分離裝置，其特征在于，在所述支撐板(33)上還設(shè)置有呈不規(guī)則布置的多個(gè)超聲元件(38)，用于產(chǎn)生超聲場(chǎng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的油氣水分離裝置，其特征在于，所述氣液分離單元(20)設(shè)置在所述主體容器(1)的頂部，包括與所述進(jìn)液管(10)相連的旋流器(7)，所述旋流器(7)的側(cè)壁設(shè)有用于接受油氣田采出液的進(jìn)液口(71)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的油氣水分離裝置，其特征在于，在所述旋流器(7)的遠(yuǎn)離所述進(jìn)液管(10)的一端設(shè)有分離管(80)，在所述分離管(80)內(nèi)設(shè)有旋流網(wǎng)格(81)，所述旋流網(wǎng)格(81)內(nèi)填充有分離填料，其中，通過(guò)所述旋流器(7)和所述旋流網(wǎng)格(81)進(jìn)行對(duì)油氣田采出液進(jìn)行多級(jí)除液處理。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的油氣水分離裝置，其特征在于，所述分離管(80)傾斜地設(shè)置，并設(shè)有與所述二級(jí)分離區(qū)(11)連通的至少一個(gè)回流管道(82)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的油氣水分離裝置，其特征在于，所述氣液分離單元(20)還包括與所述分離管(80)連通的捕霧器(9)，所述捕霧器(9)的內(nèi)部設(shè)有填料層(90)，通入所述捕霧器(9)的流體從下往上經(jīng)過(guò)所述填料層(90)進(jìn)行除霧處理以分離出氣體，所述氣體通過(guò)位于所述捕霧器(9)的頂部的出氣口(92)排出。

11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的油氣水分離裝置，其特征在于，所述二級(jí)分離機(jī)構(gòu)(2)包括設(shè)置在所述二級(jí)分離區(qū)(11)的底部且沿縱向延伸的分離殼體(26)，以及形成于所述分離殼體(26)內(nèi)且填充有擴(kuò)散填料的流動(dòng)通道(27)，所述進(jìn)液管(10)延伸至所述流動(dòng)通道(27)的入口端處。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的油氣水分離裝置，其特征在于，在所述主體容器(1)的頂部與所述分離殼體(26)的頂部之間固定連接有沿豎向延伸的第一隔板(18)，在所述主體容器(1)的底部設(shè)有正對(duì)著所述流動(dòng)通道的出口端的第二隔板(15)，所述第一隔板(18)和第二隔板(15)彼此間隔開(kāi)且在豎向上彼此重疊，從而在所述第一隔板(18)和第二隔板(15)之間形成了擋水空間(23)，使得所述二級(jí)分離機(jī)構(gòu)(2)分離出的含油采出水在進(jìn)入所述擋水空間(23)后越過(guò)所述第二隔板(15)，從而進(jìn)入所述三級(jí)分離區(qū)(12)。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的油氣水分離裝置，其特征在于，所述收集區(qū)(40)包括油緩沖腔(13)和水緩沖腔(14)，所述二級(jí)分離區(qū)(11)的頂部與所述油緩沖腔(13)連通，并且所述三級(jí)分離區(qū)(12)的頂部與所述油緩沖腔(13)連通，而底部與所述水緩沖腔(14)連通。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的油氣水分離裝置，其特征在于，在所述主體容器(1)的底部固定有用于分隔所述三級(jí)分離區(qū)(12)與所述收集區(qū)(40)的第三隔板(16)，在所述收集區(qū)(40)的底部固定有用于分隔所述油緩沖腔(13)與所述水緩沖腔(14)的第四隔板(17)，所述第二隔板(15)、所述第三隔板(16)和所述第四隔板(17)的高度遞增。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的油氣水分離裝置，其特征在于，在所述收集區(qū)(40)設(shè)有大致l形的導(dǎo)水管(4)，包括相互垂直且連通的第一管體(41)和第二管體(42)，其中，所述第一管體(41)沿豎向固定于所述水緩沖腔(14)的底部，且所述第一管體(41)的高度小于所述第四隔板(17)的高度，所述第二管體(42)穿過(guò)所述第四隔板(17)和所述第三隔板(16)而延伸至所述三級(jí)分離區(qū)(12)中。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的油氣水分離裝置，其特征在于，所述導(dǎo)水管(4)還包括用于調(diào)節(jié)所述第一管體(41)的水位的調(diào)節(jié)器(5)。

17.一種油氣水分離方法，利用根據(jù)權(quán)利要求1到16中任一項(xiàng)所述的油氣水分離裝置來(lái)進(jìn)行。

技術(shù)總結(jié)
公開(kāi)了一種用于油氣田采出液的油氣水分離裝置(100)，包括對(duì)油氣田采出液進(jìn)行氣液分離的初級(jí)分離機(jī)構(gòu)(20)；主體容器(1)，其內(nèi)部形成有二級(jí)分離區(qū)(11)、三級(jí)分離區(qū)(12)以及收集區(qū)(40)；設(shè)置在二級(jí)分離區(qū)(11)內(nèi)的二級(jí)分離機(jī)構(gòu)(2)，用于對(duì)經(jīng)氣液分離單元(20)分離的油水混合物進(jìn)行一次油水分離；以及設(shè)置在三級(jí)分離區(qū)(12)內(nèi)的三級(jí)分離機(jī)構(gòu)(3)，其包括三維電極單元(31)。三維電極單元(31)能夠產(chǎn)生不均勻電場(chǎng)，以破壞通過(guò)二級(jí)分離機(jī)構(gòu)(2)分離得到的含油采出水的穩(wěn)定性，從而對(duì)含油采出水進(jìn)行二次油水分離。還公開(kāi)了一種用于油氣田采出液的油氣水分離方法。

技術(shù)研發(fā)人員：胡長(zhǎng)朝,李偉,龔俊,丁鵬元,郝明輝,王興旺
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21