[发明专利]一种油水分离器和油田油水混合液分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及油田油水混合液处理技术领域，具体涉及一种油水分离器和油田油水混合液分离方法。

背景技术

油田在生产原油的同时也产出大量的天然气和水，需要对原油、气、水三相流体进行分离。原油脱水设备则是脱水技术的体现，它在原油脱水过程中占有重要地位。脱水技术、设备结构的合理与否，直接关系到脱水的效果、效率和原油的质量，以及生产运行成本，进而影响原油脱水生产的总经济效益。

油水分离技术从原理上讲主要有三种类型：即聚集法、重力沉降法或离心力法，实践中往往是利用二种以上的原理组成具体的分离工艺，但万变不离其宗，在任何方法中，均少不了重力沉降的作用，如果提高了重力沉降的效率，就能提高油田产出物的分离效率。

目前油田常规的脱水工艺是“热化学沉降法”，即加温、加药后的来液再进大罐或三相油、气、水分离器进行沉降脱气、脱水。用此方式脱水时生产稳定，方便管理。但为增加沉降时间，需要很大的罐容及占地面积。

离心法及梯型管分离法的脱水设备虽然具有体积小，分离效率高的优势，但受实际运行中的“紊流或窜流”影响，致使分离质量及稳定性还不尽人意，因此，在油田脱水工艺中还未能得到大面积应用。

发明内容

为解决现有技术中还没有较为完备的设备进行油田油水混合液处理的技术缺陷，本发明设计出一种油水分离器和油田油水混合液分离方法，实现了有效分离油田油水混合液中的原油、水的目的，提高了分离效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种油水分离器，包括上外管和下外管，且上外管和下外管通过至少一根立管相连通；上外管顶端固接有沿轴向延伸的浮油管，上外管顶端开设有连通上外管与浮油管的出油口。该油水分离器根据重力沉降原理，有效实现了油田油水混合液中的原油、水的分离。

优选的，出油口为出油孔/出油细缝。出油口用于导通上外管和浮油管，此处在上外管顶端割细缝或者在上外管的顶端沿着上外管的轴线方向打孔均可。因为割细缝或者打孔都可以防止窜流。

进一步的，上外管内套接有上内管且上内管的中轴线位于上外管的中轴线的垂直上方。上内管的底端开设有出水口。出水口为出水孔/出水细缝。用“管中套管”方式产生浅池效应；用“偏心放置”（即上内管的中轴线位于上外管的中轴线的垂直上方）方式导致雷诺数变化。因存在流速快容易产生紊流，致使分离效率较低的问题，该分离装置根据“流态理论”，采取管中套管并将上内管偏心放置，利用偏心环空“月牙型”流道的横截面积逐渐变小，雷诺数也随之变小的特点，在窄小的缝隙处形成层流。

进一步的，上内管的内壁上固接有隔板，且隔板上开设有通孔。对因体积小造成沉降时间不足的问题，根据“浅池理论”，将油水分离器做成管式流程，降低流体液面高度的同时通过隔板来减少无效沉降时间，隔板还可减少流态产生紊乱。

进一步的，下外管内套接有下内管且下内管的中轴线位于下外管的中轴线的垂直下方。下内管底端开设有进水口。进水口为进水孔/进水细缝。用“管中套管”方式产生浅池效应；用“偏心放置”方式出现雷诺数变化。因存在流速快容易产生紊流，致使分离效率较低的问题，该分离装置根据“流态理论”，采取管中套管并将下内管偏心放置，利用偏心环空“月牙型”流道的横截面积逐渐变小，雷诺数也随之变小的特点，在窄小的缝隙处形成层流。

一种油田油水混合液分离方法，包括以下步骤：（1）、采用“重力沉降法”对油田油水混合液中的原油和水进行初步分离，初步分离过程中直接收集沉降的污水及上浮的原油；（2）、采用“重力沉降法”对步骤（1）中沉降的污水和上浮的原油进行二次分离，二次分离过程中分别收集上浮的较为纯净的原油和沉降的较为纯净的水。

进一步的，步骤（1）和步骤（2）中的初步分离和二次分离过程同步进行，且统一收集初步分离和二次分离过程中上浮的原油。此处所述的二次分离过程实际上是一个持续的多次分离的过程，在流体沿管向前流动过程中，通过立管，较重的水会沉降，而较轻的油会上浮。