高效分离器与集输工艺新模式.doc

高效分离器与集输工艺新模式 近几年来，随着油田的后期开发，原油含水上升，液量大幅度增加，井下生产工艺措施加大，原油物性日益复杂。利用传统的集输生产工艺处理油田的“高含水、高粘度、高密度、高含砂”四高原油，脱水难度也不断增加，生产成本消耗巨大，整个原油处理系统时常处于恶性循环，无法满足油田生产的需要。 1、油气集输传统生产工艺已不能适应高含水期油田生产需要。 油气集输的核心工作是原油脱水处理，采用的是集油站集中原油脱水处理的模式。 井排 井排 破乳剂 油气分离器 污水站 一次沉降罐 二次沉降罐 脱水泵 脱水炉 电脱水器 净化油罐 稳定炉 稳定泵 稳定塔 外输 天然气 集油站传统的原油脱水生产工艺为电一化学两段原油脱水工艺，如图所示。 井站来液加破乳剂，经油、气、水三相分离器除去天然气后，油水混合液进入一次沉降罐、 二次沉降罐沉降，然后约20—30%的含水油，通过泵提升，进入脱水加热炉加温至60—65℃，再利用电脱水器高压电场脱水净化后外输。 传统的脱水工艺暴露出以下几个问题： （1）由于原油含水上升，液量增大，使原油脱水处理设备如：三相分离器、加热炉、沉降罐等处理能力不足，设备处于超负荷运行状态，脱水效果差。 （2）由于原油物性变差，老化油脱水难度加大，导致电脱水系统恶性循环。 （3）破乳剂用量日益增大，污水处理难度加大，水质严重超标。 （4）为满足原油脱水的需要，给高含水原油加温脱水消耗了大量的热能，使生产成本居高不下。 （5）脱水生产环节多，系统效率低。 原油高效密闭处理工艺流程 近年来，我们在充分满足生产运行的基础上，对传统工艺进行简化，切除冗余部分，减少生产环节，即降低了能耗，又提高了效率。 我们对传统原油处理工艺的改进分两步走：外输破乳剂 外输 破乳剂 天然气 一次 沉降罐 二次 沉降罐 三次 沉降罐 稳定炉 稳定塔 井排来液 污水站 稳定泵 分离器 二是针对原工艺中三相分离器分离河口粘度高、密度大的原油效果差的矛盾，攻关研制了高效分离器，实现高效分水，进一步简化了生产工艺。 应用高效分离器可实现原油脱气、脱水、除沙、自动调节功能，原油经一次分水后，可以直接进入稳定塔进行原油稳定，去掉了稳定泵这个动力环节。 其工艺流程进一步简化如图： 分离器 分离器 稳定塔 油罐 外输泵 污水罐 污水外输 加热炉 井排来油 关键设备 原油高效密闭处理技术中的关键设备是具有自主知识产权的高效分离器。 高效分离器结构 高效分离器主要由筒体、旋流预分离筒、整流装置、内部加热器、除砂器及相应的自动化控制设备组成。 内部分为分离区、沉降区、油室、水室和气相空间五个部分。 1-水洗室，2-壳体，3-进口，4-预分离室，5-除气室， 6-天然气管线，7-管束式换热器，8-收油隔板， 9-收油挡板，10-油室，11-出油管，12-水室，13-油水聚结装置，14-出水管，15-沉降室，16-整流装置，17-除砂漏斗，18-冲砂管，19-配流管 高效分离器的自动化控制 分离器自动化控制示意图分离器自动化控制示意图分离器采用实时自动监控。利用水位测定仪测定油水界面，根据设定的水位参数自动控制排水量，可以使分离器内的水位稳定控制在最佳的范围之内。用电浮球液位计，根据设定的气液界面自动控制分离器气压和排油量，来稳定气液界面，利用自动温控系统调整分离器内供热系统的热负荷。 分离器自动化控制示意图 分离器自动化控制示意图 工作原理 油气水混合液进入旋流分离筒，靠离心旋转分离和重力作用，脱除90%以上的伴生气，该气体与分离器内的少量气体一起经二次除液后，经压力控制进入气体系统，油水混合液(含少量气体)经配流管均匀地进入分离区，再经整流装置缓冲整流进入沉降区沉降，在沉降区内，靠加热器进一步激发破乳剂的活性，使乳化液破乳分离，油滴聚结上浮，脱水原油经隔板进入油室，最后经液位控制流出分离器，底部污水靠压力平衡经集水导管进入水室，液位控制后流出分离器，从而达到油、气、水的高效分离。 沉降室中的油水两相流动 从旋流分离筒中喷出的油水两相混合介质，通过位于沉降室上游的整流装置后，较均匀地进入重力沉降室，如图所示。 油水两相界面 油水两相界面 重力沉降室中的油水两相流动 整流装置 出水 出油 处于沉降室中的水滴，在重力、浮力和液流推力的作用下，一方面作沉降运动，另一方面还将沿水平方向移动。 主要技术参数 容积：40m3— 环境温度：-30℃— 设计压力：0.6MPa 最高工作压力：0.4MPa 换热面积：120—260m2 介质在分离器内停留时间＞20min 高效分离器在设计过程中，经过多次修改与完善，并委托石油大学进行了受力分析及流场、流态和热力学计算，确保了高效分水的功能和效果。