專利名稱：油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及分離裝置，特別涉及一種油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離
直O(jiān)
背景技術(shù)：
油井采出液通常含有水，特別是在油井生產(chǎn)的中后期，含水量逐漸增多。油田集中 處理站處理油井來(lái)液，使油氣水得到分離，處理后的油、氣、水達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)要求。處理油水密度差較小的重質(zhì)原油和稠油，往往需要配套使用電脫水器，采用油氣 水三相分離器和電脫水器結(jié)合的脫水工藝，以便降低原油的含水率，使凈化原油達(dá)到質(zhì)量 要求。電脫水器常作為油水分離的最后一道工序，電脫水過(guò)程實(shí)際就是電破乳過(guò)程，其原理 是將原油置于高壓電場(chǎng)中，使水滴發(fā)生變形和產(chǎn)生靜電力，從而促使水滴克服乳化膜的障 礙而彼此聚結(jié)成粒徑較大的水滴，在原油中沉降分離出來(lái)。目前，重質(zhì)原油和稠油處理采用的油氣水三相分離器和電脫水器結(jié)合脫水工藝存 在以下問(wèn)題和不足(1)原油脫水工藝流程復(fù)雜，例如某油田集中處理站原油脫水工藝流程為油井 來(lái)液一三相分離器一緩沖罐一脫水泵一換熱器一電脫水器一低含水率凈化原油。(2)生產(chǎn)設(shè)備多，工程施工工程量大，設(shè)備采購(gòu)周期長(zhǎng)，施工工期長(zhǎng)，油田投產(chǎn)時(shí)間 晚，工程整體投資大。(3)脫水工藝流程操作復(fù)雜，設(shè)備之間銜接對(duì)原油物性、溫度、壓力、原油含水率等 參數(shù)要求高。(4)常規(guī)脫水工藝設(shè)備多，包括三相分離器、緩沖罐、脫水泵、換熱器、電脫水器等， 設(shè)備故障率高，日常生產(chǎn)維護(hù)管理難度大，所需管理和操作人員多。(5)常規(guī)脫水工藝流程占地面積大，三相分離器、電脫水器等檢修排污量大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供了一種具有操作簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)緊 湊、分離效果好、可靠性高、投資低的油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種油氣水沉降分離電脫水多 功能三相分離裝置，包括臥式油氣水分離筒體，所述臥式油氣水分離筒體上設(shè)有漩流預(yù)分 離器、變壓器和分氣包，所述臥式油氣水分離筒體內(nèi)依次設(shè)有沉降室、電脫水室和水室，所 述沉降室和水室下方通過(guò)集水管相連，所述漩流預(yù)分離器的導(dǎo)液管伸入沉降室內(nèi)，所述電 脫水室內(nèi)設(shè)有高壓電極板，所述高壓電極板連接變壓器。所述沉降室內(nèi)依次設(shè)有導(dǎo)液管、波紋板整流器、加熱器和電脫水室擋板，所述電脫 水室擋板連接隔離擋板，所述隔離擋板設(shè)置在所述電脫水室內(nèi)。所述電脫水室和水室之間設(shè)有水室擋板，所述電脫水室擋板高度小于水室擋板高度。[0014]所述加熱器的加熱盤(pán)管內(nèi)設(shè)有蒸汽或?qū)嵊?。所述加熱器為電加熱器。所述電脫水室?nèi)設(shè)有凈化油出口管，所述高壓電極板設(shè)置在凈化油出口管的管口 下方。所述臥式油氣水分離簡(jiǎn)體上設(shè)有壓力變送器和溫度變送器，所述電脫水室內(nèi)設(shè)有 電脫水室液位變送器，所述水室內(nèi)設(shè)有水室液位變送器。所述加熱器一端連接加熱介質(zhì)進(jìn)口切斷閥，另一端連接加熱介質(zhì)出口控制閥，所 述沉降室下方設(shè)有排污出口切斷閥，所述凈化油出口管上設(shè)有凈化原油出口調(diào)節(jié)閥，所述 電脫水室下部設(shè)有電脫水室污水出口閥，所述水室下部設(shè)有水室污水出口調(diào)節(jié)閥，所述漩 流預(yù)分離器分別連接有裝置進(jìn)口切斷閥和切斷閥，所述分氣包上設(shè)有天然氣出口調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明的裝置還包括工業(yè)計(jì)算機(jī)，所述壓力變送器、溫度變送器、變壓器、電脫水 室液位變送器、天然氣出口調(diào)節(jié)閥、水室液位變送器、水室污水出口調(diào)節(jié)閥、凈化原油出口 調(diào)節(jié)閥、加熱介質(zhì)出口控制閥分別與工業(yè)計(jì)算機(jī)相連。所述漩流預(yù)分離器、分氣包與臥式油氣水分離筒體為一體結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是(1)同時(shí)具有油氣水三相分離、加熱和電脫水功能，油氣水三相分離、加熱和電脫 水在同一臥式筒體內(nèi)完成，簡(jiǎn)化了原油處理工藝，減少了生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)量，結(jié)構(gòu)緊湊，具有 體積小，占地面積少，建設(shè)周期短，投資低的優(yōu)點(diǎn)，特別適合重質(zhì)原油和稠油的分氣、脫水處理。(2)水室和沉降室的底部連通，類似于U型管結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了沉降室油水界面控制與 水室污水液位控制相結(jié)合。沉降室不單獨(dú)設(shè)置油水界面檢測(cè)控制儀表，水室設(shè)置污水液位 控制儀表。只要控制水室污水的液位，沉降室的油水界面就隨水室液位的變化而變化，從而 提高了本實(shí)用新型沉降室油水界面的控制精度，保證進(jìn)入電脫水室含水原油的含水率。(3)工業(yè)計(jì)算機(jī)實(shí)施在線計(jì)量及控制電脫水電壓、裝置壓力、電脫水室及水室液 位、沉降室溫度，自動(dòng)化程度高，因此本實(shí)用新型具有操作簡(jiǎn)單，工作效率高，減少了大量的 管理人員，降低日常管理費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中使用的附圖 作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面所列附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置結(jié) 構(gòu)示意圖。附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的組件列表如下圖中1裝置進(jìn)口切斷閥，2漩流預(yù)分離器，3導(dǎo)液管，4切斷閥，5壓力變送器，6溫 度變送器，7變壓器，8電脫水室液位變送器，9天然氣出口調(diào)節(jié)閥，10捕霧網(wǎng)，11分氣包，12 水室液位變送器，13電脫水室，14工業(yè)計(jì)算機(jī)，15水室，16水室擋板，17高壓電極板，18集 水管，19水室污水出口調(diào)節(jié)閥，20電脫水室污水出口閥，21凈化原油出口調(diào)節(jié)閥，22電脫水 室擋板，23沉降室，24排污出口切斷閥，25加熱介質(zhì)進(jìn)口切斷閥，26加熱介質(zhì)出口控制閥，
427加熱器，28波紋板整流器，29臥式油氣水分離筒體。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新 型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖1，一種油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，本裝置采用臥式筒體 橇裝結(jié)構(gòu)，包括臥式油氣水分離筒體29，臥式油氣水分離筒體29上設(shè)有漩流預(yù)分離器2、變 壓器7和分氣包11，漩流預(yù)分離器2、分氣包11與臥式油氣水分離筒體29為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)， 變壓器7安裝在臥式油氣水分離筒體29上面設(shè)置的平臺(tái)上。臥式油氣水分離筒體29內(nèi)依 次設(shè)有沉降室23、電脫水室13和水室15，沉降室23和水室15下方通過(guò)集水管18相連，漩 流預(yù)分離器2的導(dǎo)液管3伸入沉降室23內(nèi)，電脫水室13內(nèi)設(shè)有高壓電極板17，高壓電極板 17連接變壓器7。沉降室23內(nèi)依次設(shè)有導(dǎo)液管3、波紋板整流器28、加熱器27和電脫水室 擋板22，電脫水室擋板22連接隔離擋板，所述隔離擋板設(shè)置在電脫水室13內(nèi)。加熱器27 設(shè)在沉降室23內(nèi)的油水界面之上、原油液面之下，僅對(duì)低含水原油進(jìn)行加熱，以減少加熱 負(fù)荷。加熱器27采用蒸汽或?qū)嵊图訜岜P(pán)管，對(duì)于規(guī)模小的裝置可采用電加熱。電脫水室 13和水室15之間設(shè)有水室擋板16，電脫水室擋板22高度小于水室擋板13高度。電脫水 室13內(nèi)設(shè)有凈化油出口管，高壓電極板17設(shè)置在電脫水室原油液面和凈化油出口管的管 口之下，保證高壓電極板17處于液相中。臥式油氣水分離筒體29上設(shè)有壓力變送器5和 溫度變送器6，電脫水室13內(nèi)設(shè)有電脫水室液位變送器8，水室15內(nèi)設(shè)有水室液位變送器 12。加熱器27 —端連接加熱介質(zhì)進(jìn)口切斷閥26，另一端連接加熱介質(zhì)出口控制閥25，為了 便于臥式油氣水分離筒體29排污，臥式油氣水分離筒體29的下方連接排污出口切斷閥24。 凈化油出口管上設(shè)有凈化原油出口調(diào)節(jié)閥21，電脫水室13下部設(shè)有電脫水室污水出口閥 20，水室15下部設(shè)有水室污水出口調(diào)節(jié)閥19，漩流預(yù)分離器2分別連接有裝置進(jìn)口切斷閥 1和切斷閥4，當(dāng)氣量大到對(duì)頁(yè)面有沖擊作用時(shí)，可以調(diào)節(jié)切斷閥4的開(kāi)或關(guān)，從而調(diào)節(jié)氣量 的大小，分氣包11上設(shè)有天然氣出口調(diào)節(jié)閥9。壓力變送器5、溫度變送器6、變壓器7、電 脫水室液位變送器8、天然氣出口調(diào)節(jié)閥9、水室液位變送器12、水室污水出口調(diào)節(jié)閥19、凈 化原油出口調(diào)節(jié)閥21、加熱介質(zhì)出口控制閥26分別與工業(yè)計(jì)算機(jī)14相連，并通過(guò)工業(yè)計(jì)算 機(jī)14控制，上述的自動(dòng)控制通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)均能夠?qū)崿F(xiàn)。本實(shí)用新型的工作原理油井來(lái)液，即油氣水混合物經(jīng)過(guò)裝置進(jìn)口切斷閥1進(jìn)入漩流預(yù)分離器2進(jìn)行氣液 的初級(jí)分離，分離出的天然氣進(jìn)入沉降室23頂部的氣相空間，進(jìn)一步進(jìn)行重力沉降分離， 天然氣經(jīng)分氣包11的捕霧網(wǎng)10除霧后從頂部天然氣出口調(diào)節(jié)閥9排出。漩流預(yù)分離器2 分離出的液體經(jīng)導(dǎo)液管3進(jìn)入沉降室23底部的液相空間，經(jīng)波紋板整流器28強(qiáng)化破乳沉 降分水。在沉降室23內(nèi)油水界面之上設(shè)置加熱器27對(duì)含水原油進(jìn)行加熱，含水原油在加 熱作用下進(jìn)一步分離，形成了低含水原油。沉降室23分出的低含水原油經(jīng)過(guò)電脫水室擋板 22進(jìn)入電脫水室13，電脫水室擋板22配備防止電脫水室液面波動(dòng)的結(jié)構(gòu)，即在電脫水室擋 板22上加裝一個(gè)隔離擋板，因?yàn)殡娒撍业囊何坏陀诔两凳乙何唬?dāng)液體從電脫水室擋板 22上落下時(shí)會(huì)沖擊電脫水室的凈化原油的液面，使得液面檢測(cè)不準(zhǔn)，加裝隔離擋板可以防 止電脫水室的凈化原油的液面波動(dòng)。電脫水室擋板22頂部為原油液面最高位置；分出的污
5水通過(guò)底部集水管18進(jìn)入水室15。電脫水室13利用高壓電極板17形成的強(qiáng)電場(chǎng)進(jìn)行電 脫水，變壓器7向高壓電極板17提供高壓電流，在高壓電極的作用下油水得到徹底分離，經(jīng) 深度脫水后的凈化原油在電脫水室液位調(diào)節(jié)控制下從上部通過(guò)凈化原油出口調(diào)節(jié)閥21排 出裝置，分出的污水從底部通過(guò)電脫水室污水出口閥20排出與水室的污水匯合。水室15 的污水在液位控制下通過(guò)水室污水出口調(diào)節(jié)閥19排出，通過(guò)水室15的液位調(diào)節(jié)來(lái)控制沉 降室23的油水界面。沉降室23的油水界面影響進(jìn)入電脫水室13含水原油的含水率，水室 15液面低，油水界面相應(yīng)地就低，原油在沉降室的時(shí)間就長(zhǎng)，進(jìn)入電脫水室13的含水原油 含水率相應(yīng)地就低。工業(yè)計(jì)算機(jī)14實(shí)現(xiàn)壓力、溫度、液位、電壓、電流的控制調(diào)節(jié)，加熱溫度 通過(guò)溫度變送器6傳輸給工業(yè)計(jì)算機(jī)14，工業(yè)計(jì)算機(jī)14通過(guò)調(diào)節(jié)加熱介質(zhì)出口控制閥26 來(lái)控制沉降室23的加熱溫度，電脫水室13的液位通過(guò)電脫水室液位變送器8傳輸給工業(yè) 計(jì)算機(jī)14，工業(yè)計(jì)算機(jī)14通過(guò)調(diào)節(jié)凈化原油出口調(diào)節(jié)閥21、水室污水出口調(diào)節(jié)閥19來(lái)控 制電脫水室13的液位及油水界面，水室15的液位通過(guò)水室液位變送器12傳輸給工業(yè)計(jì)算 機(jī)14，工業(yè)計(jì)算機(jī)14通過(guò)調(diào)節(jié)水室污水出口調(diào)節(jié)閥19來(lái)控制水室15的液位及沉降室23 的油水界面，工業(yè)計(jì)算機(jī)14通過(guò)實(shí)測(cè)提供的凈化原油含水率來(lái)控制變壓器7的電壓及電 流，裝置的壓力通過(guò)壓力變送器5傳輸給工業(yè)計(jì)算機(jī)14，工業(yè)計(jì)算機(jī)14通過(guò)調(diào)節(jié)天然氣出 口調(diào)節(jié)閥9來(lái)控制裝置的分離壓力。本實(shí)用新型具有以下多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)(1)本實(shí)用新型簡(jiǎn)化了原油處理工藝，將三相分離器、緩沖罐、脫水泵、換熱器、電 脫水器等設(shè)備融為一體，成為一個(gè)獨(dú)立設(shè)備，工作效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備占地面積少。(2)在電脫水室液面下方設(shè)置高壓電極，形成高壓電場(chǎng)，用于低含水原油的深度電 脫水，省去了常規(guī)的單獨(dú)成套的電脫水器裝置。(3)沉降室液面通過(guò)沉降室與電脫水室之間的擋板高度來(lái)控制，設(shè)計(jì)為固定值； 沉降室通過(guò)底部污水連通管與水室相連，沉降室的油水界面高度通過(guò)調(diào)節(jié)水室的液位高度 來(lái)控制，不必單獨(dú)設(shè)置油水界面控制，通過(guò)水室的液位調(diào)節(jié)來(lái)控制去電脫水室含水原油的 含水量，保障電脫水的運(yùn)行效果。(4)加熱器設(shè)在油水界面以上的油層中，僅加熱油相，而不加熱水相，有效地減少 了熱負(fù)荷，降低生產(chǎn)耗能，節(jié)約能源，原油經(jīng)加熱后有利于自然沉降脫水和電脫水。(5)減少了油田生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)量，設(shè)備投資小，施工工程量少，施工工期短，油田投 產(chǎn)時(shí)間早。(6)自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，日常生產(chǎn)維護(hù)管理容易，設(shè)備故障率低，所需管理和 操作人員少，降低人工成本，提高了原油處理站場(chǎng)的安全生產(chǎn)。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，其特征在于，包括臥式油氣水分離筒體，所述臥式油氣水分離筒體上設(shè)有漩流預(yù)分離器、變壓器和分氣包，所述臥式油氣水分離筒體內(nèi)依次設(shè)有沉降室、電脫水室和水室，所述沉降室和水室下方通過(guò)集水管相連，所述漩流預(yù)分離器的導(dǎo)液管伸入沉降室內(nèi)，所述電脫水室內(nèi)設(shè)有高壓電極板，所述高壓電極板連接變壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，其特征在于， 所述沉降室內(nèi)依次設(shè)有導(dǎo)液管、波紋板整流器、加熱器和電脫水室擋板，所述電脫水室擋板 連接隔離擋板，所述隔離擋板設(shè)置在所述電脫水室內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，其特征在于， 所述電脫水室和水室之間設(shè)有水室擋板，所述電脫水室擋板高度小于水室擋板高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，其特征在于， 所述加熱器的加熱盤(pán)管內(nèi)設(shè)有蒸汽或?qū)嵊汀?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，其特征在于， 所述加熱器為電加熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，其特征在于， 所述電脫水室內(nèi)設(shè)有凈化油出口管，所述高壓電極板設(shè)置在凈化油出口管的管口下方。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，其特 征在于，所述臥式油氣水分離筒體上設(shè)有壓力變送器和溫度變送器，所述電脫水室內(nèi)設(shè)有 電脫水室液位變送器，所述水室內(nèi)設(shè)有水室液位變送器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，其特征在于， 所述加熱器一端連接加熱介質(zhì)進(jìn)口切斷閥，另一端連接加熱介質(zhì)出口控制閥，所述沉降室 下方設(shè)有排污出口切斷閥，所述凈化油出口管上設(shè)有凈化原油出口調(diào)節(jié)閥，所述電脫水室 下部設(shè)有電脫水室污水出口閥，所述水室下部設(shè)有水室污水出口調(diào)節(jié)閥，所述漩流預(yù)分離 器分別連接有裝置進(jìn)口切斷閥和切斷閥，所述分氣包上設(shè)有天然氣出口調(diào)節(jié)閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，其特征在于 還包括工業(yè)計(jì)算機(jī)，所述壓力變送器、溫度變送器、變壓器、電脫水室液位變送器、天然氣出 口調(diào)節(jié)閥、水室液位變送器、水室污水出口調(diào)節(jié)閥、凈化原油出口調(diào)節(jié)閥、加熱介質(zhì)出口控 制閥分別與工業(yè)計(jì)算機(jī)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，其特征在于， 所述漩流預(yù)分離器、分氣包與臥式油氣水分離筒體為一體結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，包括臥式油氣水分離筒體，所述臥式油氣水分離筒體上設(shè)有漩流預(yù)分離器、變壓器和分氣包，所述臥式油氣水分離筒體內(nèi)依次設(shè)有沉降室、電脫水室和水室，所述沉降室和水室下方通過(guò)集水管相連，所述漩流預(yù)分離器的導(dǎo)液管伸入沉降室內(nèi)，所述電脫水室內(nèi)設(shè)有高壓電極板，所述高壓電極板連接變壓器。本實(shí)用新型的裝置具有油氣分離、油水沉降分離、加熱、電脫水的功能，操作簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)緊湊、分離效果好、可靠性高、投資低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D17/025GK201735213SQ20102022466
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者孫國(guó)華, 蒲志慧 申請(qǐng)人:北京石大東方能源技術(shù)有限公司