[发明专利]用于分离油/水混合物的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分离油/水混合物的方法和装置，尤其是涉及一种用于从油/水混合物大量分离(bulk separation)水的方法和装置。

背景技术

在从地下储层采油的过程中，通常将油、水、气和砂(固体)的混合物开采到地面上。必须将这些成分分离成它们的单一组分。根据比重方面的较大差异，气相与固相的分离相对容易。在各种混合物可包含稳定的分散相时，两种液相的分离由于比重差异通常较小而变得更为困难。在(原)油/水混合物的情况下，比重差异通常相当小。

传统上，油/水分离在通过重力进行分离的容器中完成。参见例如US 2003/0168391。这种分离容器庞大、笨重并且维护要求高。分离过程要求油/水混合物长时间停留在容器中。因此，这种容器的储料量(inventory)较大，这可能在这类装置启动、关闭和任何重新起动时产生问题。

需要在比传统的基于重力的设备更紧凑的装置中以更快速的方式实现油水分离。除了上述之外，还需要进行大量分离，其中，在紧凑装置中使油或水中的大部分从混合物分离，随后进行附加的步骤，在该附加的步骤中，进一步提高各单一组分的分离。

发明内容

现在，本发明克服了现有技术设备中的缺点。分离在直列式分离器中进行。这些分离器与现有技术设备相比更小、更轻。利用高离心力实现快速分离。最佳分离利用一个或多个用于待分离的油/水混合物的附加入口和/或通过使用可调的涡流生成设备得以实现。更特别地，附加的油/水混合物沿轴向或切向引入分离装置。同样的改进可通过调节涡流生成器获得。还可同时使用这两种措施。另外，上述措施会提高分离器的调节性能。

现在，本发明涉及一种利用直列式分离装置将油/水混合物分离成富油相和富水相的方法，所述方法包括：提供油/水供给管，提供依次包括进口、涡流生成室、中央分离室和出口的细长管状分离装置，以及提供富油相排放管和富水相排放管，所述分离装置的进口与油/水供给管和涡流生成室流体连通，所述中央分离室与所述分离装置的涡流生成室和出口流体连通，所述出口还与富油相排放管和富水相排放管流体连通，所述涡流生成室设置有涡流生成器，所述方法还包括经由油/水供给管提供油/水混合物、将油/水混合物从油/水供给管引入涡流生成室、产生随后流至中央分离室的旋转的油/水混合物、将分离室中的油和水分离成富油相和富水相以及将富油相经由富油相排放口排出而将富水相经由富水相排放口排出，所述方法还包括：

a)将附加的切向或轴向进口设置至涡流生成室或中央分离室，并且将附加量的油/水混合物沿切向和/或轴向引入涡流生成室或中央分离室中，或者

b)调节涡流生成器以控制涡流的旋转，

或者a)和b)的组合。所述方法适当地包括调节涡流生成器以控制涡流的旋转，其中条件是，在所述方法中，在分离装置周边、在分离装置出口的上游没有引入微小气泡。

在本发明的方法中，分离不是基于重力，而是基于离心力的。所述方法可用于差不多完全的分离，但是优选用于油从油/水相的大量分离，或者更优选地，用于几乎纯净的水相(例如，分离出的相中含有小于5wt％(重量百分比)的油相)从油/水混合物的分离。利用两步法可获得含油小于1wt％(重量百分比)的水相。因此，大量的一相与含有其它成分以及微少量的第一相的相分离。特别地，将水从油/水混合物中分出。如果需要的话，可在两个或更多个阶段中分出水。

除了上述之外，根据本发明的方法仅使用管路部件。管状分离装置的内径与油/水供给管是同一数量级，例如，是供给管直径大小的0.5-2.0倍，特别地，基本上等于油/水供给管。这会显著减小装置的重量，同时储料量也少得多。因此，空间要求的严格程度就会大为降低，同时还可使用更轻的基础。也不是仅使用管路部件，装置的一些零件可由锥形零件制成。在这种情况下，特别是元件内部可以是锥形的。进一步地，与基于重力的大型沉降器相比，较小的装置需要较少的维护和检修。另外，用于沉降罐的维护和检修标准比基于管路的设备更为严格。进一步地，与基于重力的方法相比，使用高g-力(g-force)的本发明方法会导致快速分离。