[发明专利]倾斜管式H型水下原油在线分离方法

说明书

本发明提供了一种倾斜管式H型水下原油在线分离方法，应用于水下原油在线分离。该分离系统将原油立式和卧式在线分离与高压电场快速脱水工艺及其控制系统有机结合，并依据两级串联、倾斜管式构造和H型布局，实现水下原油两级快速分离；第一级管式分离器实施第一级倾斜管式油气水预分离处理，分离出湿气和大部分水；第二级管式电脱水器采用阵列式高压裸电极和倾斜分体式厚壁管体，实施第二级阵列式高压电场原油深度脱水处理，分离出剩余的水；气液分离器依据两级滤液作用脱除湿气中的凝析油小油滴，混流器采用混流轮充分搅拌含水原油和化学药剂而形成原油乳化液，水下在线控制系统实现远程自动控制各级水下在线分离作业并保障其流动安全。

技术领域

本发明涉及一种海洋工程领域水下生产系统原油在线分离方法，特别是涉及一种倾斜管式H型水下原油在线分离方法及其工艺流程。

背景技术

目前，国内外海上平台和陆上油气田的典型多级原油分离工艺流程通常包含“一级加热器→三相分离器→二级加热器→热化学分离器→电脱增压泵→电脱加热器→电脱水器”。三相分离器和热化学分离器主要利用化学药剂和水颗粒的重力沉降实施油气水三相分离，电脱水器则利用电场对原油进行破乳，继续对油中水颗粒实施分离沉降，整个处理流程体积庞大且分离效率较低；而且原油经过长距离管道输送和各级分离系统脱水脱气后，电能和热能额外损耗严重，不仅增加了电站的电负荷，还需要配备专门的热站系统为各级加热器供热。

为适应海上平台深水油气田的开发，国外研究人员提出将重力沉降和水颗粒聚结长大两过程分解开来的分离方案，即紧凑型原油脱水技术，其代表性产品包括美国FMCTechnologies公司的内联电聚结器(InLine ElectroCoalescer)、挪威Kvaerner ProcessSystems公司的紧凑型电聚结器(Compact Electrostatic Coalescer)等，该脱水技术仅适用于海上平台和陆上油气田，其缺陷是电聚结器采用卧式，电场中聚结变大的水颗粒会因剪切作用而再次破裂，从而影响后续的重力沉降等处理过程和分离效果。此外，国内极少数科研院所近几年才开始关注高效紧凑型油水分离技术，其中对海上平台紧凑型电脱水技术的研究尚处于试验研究阶段；同时，针对水下生产系统原油在线分离方法的研究，国内外均还处于起步和试验的阶段。

由此，通过开发新型的水下原油在线分离工艺及方法，将现有的海上平台和陆上油气田的油气集输系统由常规的三级原油分离简化为两级水下油气水在线分离。该水下在线分离技术将常规各级分离器的大罐体变为管式构造，有效解决常规处理系统及其相关设施占地面积和重量大的弊端；同时，将三级加热器和分离器简化为两级管式分离器，且原油在水下直接在线分离，极大简化了整个原油集输流程，并使得整个流程的运行耗能显著下降；此外，该水下在线分离技术的相关设施均采用倾斜式布置，有效克服了立式分离技术中油水界面覆盖面积小以及卧式分离技术中油水界面和水出口距离短，分离时间不充分等缺点，最终实现水下系统油气水高效分离，提升深水油气田的开发效益。

发明内容

为了克服现有海上平台立式和卧式原油分离技术存在的缺陷和不足，并改善水下原油在线分离技术尚处于试验阶段的研究现状，本发明的目的是提供一种适合油井产液水下直接处理用的倾斜管式H型在线分离方法及其相关工艺流程。该水下原油在线分离系统将原油立式和卧式在线分离与高压电场快速脱水工艺及其控制系统有机结合，并依据两级串联、倾斜管式构造和H型布局的特殊模式，具备水下原油两级快速分离、简化油气集输流程、在线脱水效果好、在线湿气含水率低、远程自动控制等特点。