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：

1、油氣田通常采用集中處理工藝來處理采出液，采出液長距離輸送至集中處理站進行加熱脫水處理，處理合格的采出水返輸至注水站。該處理工藝存在能耗高、部分站場超負荷運行等問題，難以有效適應高含水開發(fā)階段以水為主的處理需求。因此，希望能夠在井口、計量站、接轉(zhuǎn)站或者海上衛(wèi)星平臺等位置實施就地分水，提前把大部分采出水分離出來，并就地處理達標后就地回注，剩余低含水油再輸送至集中處理站進行脫水處理。

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”的處理工藝進行處理，這存在流程長、占地大、處理能力低等問題，無法滿足高效處理的要求。

技術實現(xiàn)思路

1、針對如上所述的技術問題，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：用于對油氣田采出液進行氣液分離的初級分離機構(gòu)，包括進液管，以及與所述進液管連通的氣液分離單元；主體容器，其內(nèi)部形成有二級分離區(qū)和三級分離區(qū)，所述進液管與所述二級分離區(qū)流體連通；設置在所述二級分離區(qū)內(nèi)的二級分離機構(gòu)，用于對經(jīng)所述氣液分離單元分離得到并進入所述二級分離區(qū)的油水混合物進行一次油水分離；以及設置在所述三級分離區(qū)內(nèi)的三級分離機構(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，以破壞通過所述二級分離機構(gòu)分離得到的含油采出水的穩(wěn)定性，從而對所述含油采出水進行二次油水分離。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)一個實施例，所述三維電極單元設置在固定于所述主體容器的底部處的安裝架上，并包括多個沿縱向間隔開的電極板，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)一個實施例，相鄰的兩個電極板分別形成為陽極板和陰極板，所述陰極板的表面設有摻雜有導電填料的絕緣涂層，以及若干導電凸起。

5、根據(jù)一個實施例，所述導電凸起相對于所述陰極板的表面的高度彼此不同。

6、根據(jù)一個實施例，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。在所述支撐板上設置有多個進入孔，以允許含油采出水由下至上地進入所述三維電極單元。

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

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

9、根據(jù)一個實施例，在所述旋流器的遠離所述進液管的一端設有分離管。在所述分離管內(nèi)設有旋流網(wǎng)格。所述旋流網(wǎng)格內(nèi)填充有分離填料。其中，通過所述旋流器和所述旋流網(wǎng)格進行對油氣田采出液進行多級除液處理。

10、根據(jù)一個實施例，所述分離管傾斜地設置，并設有與所述二級分離區(qū)連通的至少一個回流管道。

11、根據(jù)一個實施例，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)部設有填料層。通入所述捕霧器的流體從下往上經(jīng)過所述填料層進行除霧處理以分離出氣體。所述氣體通過位于所述捕霧器的頂部的出氣口排出。

12、根據(jù)一個實施例，所述二級分離機構(gòu)包括設置在所述二級分離區(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)且填充有擴散填料的流動通道，所述進液管延伸至所述流動通道的入口端處。

13、根據(jù)一個實施例，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有正對著所述流動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，所述二級分離機構(gòu)分離出的含油采出水在進入所述擋水空間后越過所述第二隔板，從而進入所述三級分離區(qū)。

14、根據(jù)一個實施例，所述收集區(qū)包括油緩沖腔和水緩沖腔，所述二級分離區(qū)的頂部與所述油緩沖腔連通，并且所述三級分離區(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)一個實施例，在所述主體容器的底部固定有用于分隔所述三級分離區(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)一個實施例，在所述收集區(qū)設有大致l形的導水管，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。所述第二管體穿過所述第四隔板和所述第三隔板而延伸至所述三級分離區(qū)中。

17、根據(jù)一個實施例，所述導水管還包括用于調(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進行。

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

20、根據(jù)本發(fā)明的油氣水分離裝置包括初級分離機構(gòu)、二級分離機構(gòu)和三級分離機構(gòu)，使得進入到主體容器內(nèi)部的油氣田采出液先經(jīng)過初級分離機構(gòu)進行氣液分離，所分離出的油水混合物通過二級分離機構(gòu)進行第一次油水分離后，再通過三級分離機構(gòu)進行第二次油水分離，分離出的油相和采出水通過收集區(qū)分別進行收集，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，整個油氣水分離裝置結(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，并包括多個沿縱向間隔開的電極板(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，相鄰的兩個電極板分別形成為陽極板(310)和陰極板(313)，所述陰極板(313)的表面設有摻雜有導電填料的絕緣涂層(314)，以及若干導電凸起(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，所述導電凸起(312)相對于所述陰極板(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)上設置有多個進入孔，以允許含油采出水由下至上地進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)上還設置有呈不規(guī)則布置的多個超聲元件(38)，用于產(chǎn)生超聲場。

7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的油氣水分離裝置，其特征在于，所述氣液分離單元(20)設置在所述主體容器(1)的頂部，包括與所述進液管(10)相連的旋流器(7)，所述旋流器(7)的側(cè)壁設有用于接受油氣田采出液的進液口(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)的遠離所述進液管(10)的一端設有分離管(80)，在所述分離管(80)內(nèi)設有旋流網(wǎng)格(81)，所述旋流網(wǎng)格(81)內(nèi)填充有分離填料，其中，通過所述旋流器(7)和所述旋流網(wǎng)格(81)進行對油氣田采出液進行多級除液處理。

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)傾斜地設置，并設有與所述二級分離區(qū)(11)連通的至少一個回流管道(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)部設有填料層(90)，通入所述捕霧器(9)的流體從下往上經(jīng)過所述填料層(90)進行除霧處理以分離出氣體，所述氣體通過位于所述捕霧器(9)的頂部的出氣口(92)排出。

11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項所述的油氣水分離裝置，其特征在于，所述二級分離機構(gòu)(2)包括設置在所述二級分離區(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)且填充有擴散填料的流動通道(27)，所述進液管(10)延伸至所述流動通道(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)的底部設有正對著所述流動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)，使得所述二級分離機構(gòu)(2)分離出的含油采出水在進入所述擋水空間(23)后越過所述第二隔板(15)，從而進入所述三級分離區(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)，所述二級分離區(qū)(11)的頂部與所述油緩沖腔(13)連通，并且所述三級分離區(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)設有大致l形的導水管(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)穿過所述第四隔板(17)和所述第三隔板(16)而延伸至所述三級分離區(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中任一項所述的油氣水分離裝置來進行。

技術總結(jié)
公開了一種用于油氣田采出液的油氣水分離裝置(100)，包括對油氣田采出液進行氣液分離的初級分離機構(gòu)(20)；主體容器(1)，其內(nèi)部形成有二級分離區(qū)(11)、三級分離區(qū)(12)以及收集區(qū)(40)；設置在二級分離區(qū)(11)內(nèi)的二級分離機構(gòu)(2)，用于對經(jīng)氣液分離單元(20)分離的油水混合物進行一次油水分離；以及設置在三級分離區(qū)(12)內(nèi)的三級分離機構(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，以破壞通過二級分離機構(gòu)(2)分離得到的含油采出水的穩(wěn)定性，從而對含油采出水進行二次油水分離。還公開了一種用于油氣田采出液的油氣水分離方法。

技術研發(fā)人員：胡長朝,李偉,龔俊,丁鵬元,郝明輝,王興旺
受保護的技術使用者：中國石油化工股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21