[发明专利]一种油水分离用管式电场破乳旋流分离器

说明书

本发明公开了一种油水分离用管式电场破乳旋流分离器，包括至少一分离单元；所述分离单元包括：外管，在外管的上部设置排气口和油出口；在所述外管的中部设置油水混合液入口；在所述外管的下部设置出水口；内筒，同轴设置在所述外管的内部，所述内筒和外管之间形成环形空间，所述油水混合液入口和所述环形空间连通；中心杆，同轴设置在所述内筒内；强化旋流区，设置在所述环形空间内；挡流锥，设置在位于所述出水口前端的所述外管内；所述挡流锥上设置与所述出水口连通的导流孔；所述内筒通过耐油且防爆的电线与外部电源连接；所述外管以及所述中心杆均接地。

技术领域

本发明涉及一种油井采出液油水分离设备，特别涉及一种油水分离用管式电场破乳旋流分离器。

背景技术

油井产出物多为油、气、水的多相复杂混合物，需要对其进行气液分离、原油脱水、污水除油等一系列处理。就原油脱水环节而言，目前常采用“高压级三相分离器+低压级三相分离器+电脱水(盐)器”处理工艺流程，并辅助以破乳剂(化学)破乳的手段，将外输原油的含水率控制在0.5％以下。随着近年来油井产出物含水率的不断增高和强化采油技术的推广应用，原油品质逐渐变差，开发初期所设计的原油处理工艺及相应分离设备逐渐难以满足现阶段的处理需求，面对深水油田、边际油田开发的需要更是无能为力。为此，国内外相关石油公司和油气集输处理设备供应商自20世纪90年代以来，围绕高效紧凑分离这一核心理念，开展了一系列应用研究工作。

上世纪90年代初，以紧凑型静电聚结器(compact electrostatic coalescence,CEC)、内联式静电聚结器(inline electrostatic coalescence,IEC)为代表的电场破乳预聚结设备相继出现，工作过程中，油水混合液首先经过电场破乳预聚集设备使其中的分散相水颗粒聚结长大，而后再对破乳后的油水混合物进行有效分离，即“先聚结、后分离”两个过程。虽然此类工艺中提高了的装置的紧凑性，但静电聚结后的流体在通入分离设备之前，流动管线上的阀门、管件等将会导致聚结长大的分散相水颗粒再次破碎，从而影响下游的分离性能。因此进入21世纪后，相关技术人员提出了“边聚结、边分离”理念，即在管式分离器中同时进行分散相水颗粒电场破乳聚结长大及油水分离这两个过程。如Cameron公司(现被Schlumberger公司收购)提出的以重力沉降为分离手段的紧凑型电场破乳分离器(Compact Electrostatic Separator，CES)，并申请了相关专利(如专利US8591714等)。虽然在过去10多年的时间内CES经过了H型、L型、小y型、大Y、斜体H、躺平H型演变发展，但迄今仍未有工业化应用的相关报道，究其原因可能是基于重力场作用的油水分离过程所需时间较长，而在高流速下，电场破乳所需时间远相对较短，难以控制电场破乳与油水分离的有机平衡，分离器的总体尺寸仍然较大。