[发明专利]一种基于分离外筒改进方法的紧凑型立式分离装置

说明书

本发明公开了一种基于新型分离外筒改进方法的紧凑型立式分离装置，包括分离外筒和旋流聚结器。分离外筒上端设有过滤网和气体排出管，下端设有原油排出管和排污口，一侧设有进液管，另一侧设有排水管。旋流聚结器包括切向入口管、下导流分离腔、中心外管、中心管、上导流分离腔和集油斗，切向入口管与进液管相连，集油斗通过中心管与原油排出管相连。工作时，多相来液首先进入旋流聚结器，经过离心分离和碰撞聚结后，气体经过滤网过滤后进入气体排出管；分离出的油和少量气体在旋流聚结器上端的集油斗集中，经原油排出管排出；油水混合物在分离外筒经重力沉降后，水通过排水管排出，固体杂质经排污口排出。

技术领域

本发明属于石油产业油/气/水分离技术领域，具体地，涉及一种基于分离外筒改进方法的紧凑型立式分离装置。

背景技术

现有技术中，随着世界范围内各大油田逐步进入开采中后期，油井产出物中的含水率逐渐上升，在开发初期建造的油/气/水分离装置已经难以应对，使用过程中经常会出现含水率高于15％的原油乳化液进入电脱水器的情况。由于常规工频/高压交流电源和普通裸露金属电极对高含水原油的适应性较差，致使电脱水器难以正常运行，且针对工艺流程前端的三相分离器的改扩建工作往往受投资过大或空间紧张等因素的制约而难以实施。

同时，随着海洋油气资源开发向更深水域和边际小区块发展，对包括电脱水器在内的处理设备提出了新要求。对于深水油田开发而言，TPL、Spar、Semi等平台的造价非常昂贵，因此迫切需要使用高效紧凑型油气技术处理设备来简化工艺流程、降低平台占用面积和减轻上部重量。

为应对上述高含水油田、深水油田、边际油田以及绿色油田不断开发的需要，自20世纪90年代末以来，国外相关石油公司和原油脱水设备供应商围绕高效紧凑型分离技术和设备开展了一系列卓有成效的应用基础研究工作。主要通过充分利用离心力场等原理，大幅度减小分离设备的占地面积和体积。其中，水力旋流器因其结构紧凑、无运动部件而最早受到关注，被广泛设置在立式分离器内部用于污水除油、原油脱水和高含水原油预分离等场合，但是立式分离器的分离外筒尺寸多数仍是按照传统的斯托克斯定律制定，多相流体经过内置水力旋流器后，在离心力作用下，旋流器内高速旋转流体的剪切力及湍动作用很容易造成液滴的破碎和聚并，且液滴聚并后的尺寸已明显超过传统分离器的规定值，此时仍按照传统液滴尺寸计算时会导致分离外筒尺寸的计算结果偏大。

因此，亟需设计一种紧凑型立式分离装置，以克服现有技术中的种种缺陷。

发明内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明提供一种本发明旨在克服上述已有分离装置的不足，进而提供一种基于新的分离外筒改进设计方法的紧凑型立式分离装置。

所要解决的技术问题包括：根据离心分离和聚结的特点，设计旋流聚结器的结构尺寸，达到满意的多相分离效果，且无固相杂质沉积堵塞现象；根据旋流聚结器内液体破碎和聚并的特点，设计出分离外筒的合理尺寸，使分离器结构更加紧凑。

本发明解决其技术问题所采用的方案如下：

一种基于分离外筒改进方法的紧凑型立式分离装置，包括分离外筒1和旋流聚结器8，所述分离外筒1垂直方向的上端设有过滤网2和气体排出管3，下端设有原油排出管4和排污口5；所述分离外筒1水平方向的一侧设有进液管6，另一侧设有排水管7；所述旋流聚结器8包括切向入口管9、下导流分离腔10、中心外管11、中心管12、上导流分离腔13和集油斗14；所述切向入口管9呈水平方向设置，与所述进液管6相连；所述下导流分离腔10呈垂直方向设置，其下端与所述切向入口管9相连，上端与所述中心外管11相连；所述中心外管11呈垂直方向设置，其上端与所述上导流分离腔13相连；所述中心管12呈垂直方向设置，位于所述中心外管11的内部，其上端与所述集油斗14相连，下端与所述原油排出管4相连。

优选地，所述旋流聚结器8的离心加速度范围为20～50倍的重力加速度，涡流数范围为5～28。

优选地，所述旋流聚结器8的入口结构采用切向无叶片式。