[发明专利]从涂油的颗粒中分离油的方法及设备

说明书

油井的生产流体包括各种比例的油、水和气体，其中夹带有固体颗粒，以下称为“砂石”。这种混合物通常供到相分离器中，其中进行重力沉降，形成上气体层、中间油层，和下水层。它们经不同的出口从分离器中除去。在槽中砂石自然沉降到水层的底部，且不希望砂石经水出口排出，不仅因为砂石颗粒涂有油而且将这类涂油颗粒与水一起返回到环境中也是不可接受的。因此必须从相分离器底部回收涂油砂石颗粒，且根据一种方法，将涂油砂石加到装有涡轮的容器中，涡轮以相反的方向转动以将水中污染的颗粒悬浮，以引起颗粒的动态接触，从而将油涂层从固体颗粒表面机械剥落下来。清洁的固体颗粒然后排到环境中但载体水必须处理，通常通过浮选法，除去油。这是很困难、昂贵和占地高达例如钻井平台的面积的方法。

其他必须清洁涂油砂石颗粒是例如当油泄漏污染海滩的情况下。

按照本发明一种从涂油的颗粒中分离油的方法，该方法包括将涂油的颗粒装到含有一流化单元的壳体中，该流化单元有一个带有出口且布置成在加压下从该壳体外部供水的供液导管和一个在供液导管内的排料导管，该排料管的一端为进口，该进口伸到供液导管出口的外部，排料导管导向分离器；供水到供液导管并使其在出口处成螺旋流从而用水扰动油和砂石颗粒以使油至少部分从颗粒上剥落并使夹带在水中的油和砂石颗粒进到排料管，然后到分离器，在分离器中油水和固体颗粒进行分离。

流化单元产生一个从砂石颗粒上剧烈剥离油的螺旋的旋涡，且将油、水和砂石排出而无须任何移动部件与分离后的组分接触。

虽然本方法可用来，例如，净化油泄漏后污染海滩后的砂石或净化钻井泥浆，以使这些泥浆净化到足以废弃，但该方法特别适用于处理在用来分离油井生产流体组分的三相分离器中沉降的涂油砂石。另外，生产流体中的污染后的砂石在沉降后进入三相分离器之前也可用本方法处理。在这些情况下，供到流化单元供液导管中的水最好使用三相分离器出口的水。这样做的优点是水仍处于比较高的温度，这将有助于砂石颗粒上剥落油涂层。

该分离器可包括离心分离器或单级水力旋流器，它应布置成使油基本上被分离并成上层流而水和砂石成为下层流。但为改进分离，优选使用两级水力旋流器，第一级是液/固分离水力旋流器，它基本上从成为上层流的油和水中分离出成为下层流的砂石，第二级是液/液分离水力旋流器，它基本上从成为上层流的油中分离出成为下层流的水。使用水力旋流器产生足够的离心力从而进一步从砂石颗粒上洗涤下油。

固/液分离水力旋流器的效率关键取决于供到水力旋流器进口的淤浆的密度。本发明使用特殊的流化单元是特别适合提高分离器中固/液分离水力淤流器的效率，因为经流化单元排出导管排出的淤浆的密度可通过精确调整流化单元的参数来精确控制。既可对特定系统预选设定也可为适应变化的条件而调整的特定参数是压力/供到流化单元液导管的水的的流量，和流化单元供液导管出口和排料导管进口的轴向距离。

本发明一方面包括一种实施根据本发明的方法的设备，该设备包括一个有一个供涂油砂石颗粒的进口的壳体，该壳体含有一流化单元，该流化单元有一个带有出口的且布置成在加压下从该壳体外部供水的供液导管和一个在供液导管内的排料导管，该排料管的一端为进口，该进口伸到供液导管出口的外部，排料导管导向分离器，该分离器包括一液/固分离水力旋流器，其上层流的出口导向液/液分离水力旋流器。

本发明另一方面包括一种实施根据本发明的方法的设备，该设备包括一个具有供涂油砂石颗粒进口的壳体，该壳体含有一流化单元，该流化学单元有一个带有出口且布置成在加压下从该壳体外供水的供液导管和一个在供液导管内的排料导管，该排料管的一端为进口，该进口伸到供液导管出口的外部，排料导管导向分离器；和一个三相分离器，壳体的上层流流向三相分离器。这种设备适合用于处理进入到三相分离器前的生产流体的方法中。分离可以是离心分离器或固/液水力旋流器，其上层流流向三相分离器。三相分离器的水可供到流化单元的供液导管中。为改进砂石在壳体内的沉降，涂油砂石颗粒的进口优选连到旋涡分离器，其下层流将带有一些流体的砂石排到壳体的下部，其上层流将基本无砂石的油和水排到壳体的上部。