專利名稱：高含水原油靜電脫水裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高含水原油靜電脫水裝置，屬于油氣水分離技術領域。
背景技術：
油氣田最常用的分離設備當屬三相分離器，通常采用臥式結構，內(nèi)部設有預除氣室和油水沉降分離室，利用油氣水的密度差，進行自然重力沉降分離。這種方法分離效率低，而且只能用于粗分，分離后的原油乳化液含水很高，通常需要經(jīng)過二級熱化學沉降和三級電脫水才能達到外輸要求。這種常規(guī)分離方法步驟繁多，設備龐雜，占地面積大，而且效率低下。國外研究人員在油水分離領域提出了水滴先聚結后沉降的概念，開發(fā)了一系列基于此原理的油水分離預聚結技術如緊湊型靜電聚結器CEC、在線靜電聚結器IEC、容器內(nèi)置 式靜電聚結器VIEC、低含水聚結器LOWACC等。其中CEC和IEC單獨設置，側重于水滴聚結；VIEC和LOWACC內(nèi)置于三相分離器內(nèi)部，并進行了工程試驗，但其內(nèi)置多個電極模塊，制備工藝及結構復雜、內(nèi)部蜂窩狀的流道容易積聚固體顆粒，導致堵塞和電極短路，運行穩(wěn)定性差。國內(nèi)在采用電場促進油水分離效率方面也進行了嘗試。實用新型專利(公開號為CN201735213U)公開了一種油氣水沉降分離電脫水多功能三相分離裝置，在分離筒體內(nèi)依次設有沉降室、電脫水室和水室，電脫水室內(nèi)設有高壓電極板。該專利直接在高含水一級分離罐內(nèi)采用金屬裸電極施加高壓電場，極易造成電流升高、短路甚至跳閘，影響裝置安全運行。國內(nèi)發(fā)明專利申請(公開號為CN102021020A)公布了一種基于介電泳破乳機理的新型原油電脫水、脫鹽方法和設備，采用豎直懸掛的波紋板狀絕緣電極產(chǎn)生水平非均勻交流電場，用于分散相水顆粒長大及精細脫水脫鹽。該專利技術用于脫水脫鹽存在如下不足
(I)采用豎直懸掛波紋板狀絕緣電極組件，由于波峰和波谷部位極板間距不同，每組波紋板狀電極之間波峰處電場強，波谷處電場弱，在局部豎直方向存在非均勻電場。但從整個電場區(qū)域看水平方向為均勻電場，豎直方向電場為“強-弱-強-弱漸變電場”，沒有清晰穩(wěn)定的弱電場區(qū)域和強電場區(qū)域，不利于原油脫水；(2)豎直懸掛極板底部與油水界面呈“線-面”電場，電場區(qū)域波動大，不利于界位穩(wěn)定和脫水；(3)豎直懸掛電極與交流電源結合，接電極與油水界位間電場方向快速交變，接地極與油水界位間無電場作用，導致弱電場不連續(xù)，水滴聚結困難；(4)由于油水界位不穩(wěn)定，導致底部水相區(qū)域波動，減弱水相對原料的水洗作用，導致脫水脫鹽效果差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高含水原油靜電脫水裝置，該裝置能夠處理任意氣液t匕、任意含水率乳化液，提高三相分離效率，提高裝置穩(wěn)定性，縮小裝置尺寸。本發(fā)明所提供的一種高含水原油靜電脫水裝置，包括氣液分離罐和油水分離罐；
所述氣液分離罐上設有油氣水進料管，所述氣液分離罐內(nèi)于所述油氣水進料管的出口處設有防沖板；所述氣液分離罐上設有氣出口管和油水進料管；所述油水分離罐的底部設有排水管，其頂部設有出油管；所述油水進料管與所述油水分離罐相連通且延伸至所述油水分離罐的底部；所述油水分離罐內(nèi)于底部處設有進料分布器；所述油水分離罐內(nèi)于所述進料分布器的上部設有電極組件，所述電極組件自下而上形成弱電場區(qū)、中強電場區(qū)和強電場區(qū)，所述電極組件與變壓器相連接。上述的高含水原油靜電脫水裝置，所述氣液分離罐內(nèi)靠近所述油氣水進料管處設有填料板，該填料板設于所述氣液分離罐的中上部，油氣水混合液經(jīng)所述油氣水進料管直接撞擊所述防沖板，從而油氣中含有的大量氣體與液相分離，液相油水混合物向下運動進入所述氣液分離罐底部的液相，氣相向上運動，初分后的混合物經(jīng)過所述填料板，氣相中攜帶的液體在填料上聚結沉降進入液相，殘余液滴在氣體流動過程中，受重力作用自然下沉也進入液相。
上述的高含水原油靜電脫水裝置，所述氣液分離罐內(nèi)于所述氣出口管處設有捕霧器，分離后的氣體通過設置在所述氣出口管下方的捕霧器，進一步脫除氣相夾帶的微小液滴后排出所述氣液分離罐。上述的高含水原油靜電脫水裝置，所述油水進料管與所述進料分布器相連通，液相油水乳化液通過所述油水進料管直接進入所述進料分布器，通過設置在水相的所述進料分布器分散進入所述油水分離罐底部的水相區(qū)域。上述的高含水原油靜電脫水裝置，所述電極組件包括3個絕緣電極和3個裸電極，其中所述裸電極和絕緣電極自下而上為交替排列，第一組所述裸電極與絕緣電極之間形成弱電場區(qū)，第二組所述裸電極和絕緣電極之間形成中強電場區(qū)，第三組所述裸電極與絕緣電極之間形成強電場區(qū)，適應不同含水量乳化液在不同電場區(qū)域的多級脫水，充分利用有限電場區(qū)間，達到多級強化脫水效果，具體過程為高含水乳化液中的大水滴在弱電場區(qū)域聚結沉降，經(jīng)過初步脫水的較低含水量乳化在中強電場區(qū)域繼續(xù)聚結沉降，低含水量的乳化液最后進入強電場區(qū)域，殘余小水滴在強電場作用下繼續(xù)聚結沉降，經(jīng)過三級聚結沉降，脫水后的原油經(jīng)過位于所述油水分離罐上部的出油管排出該油水分離罐；多級聚結的水滴沉降入底部水相區(qū)并經(jīng)所述油水分離罐底部的排水管排出該油水分離罐。上述的高含水原油靜電脫水裝置，所述絕緣電極通過密閉接線盒與所述變壓器相連接。上述的高含水原油靜電脫水裝置，所述絕緣電極和裸電極均為水平板狀電極；位于所述油水分離罐底部的所述裸電極與大地相連接，以確保所述油水分離罐的底部有穩(wěn)定的水相區(qū)域。上述的高含水原油靜電脫水裝置，所述氣液分離罐設于所述油水分離罐的上部，所述氣液分離罐和所述油水分離罐疊放可以縮小分離罐占地面積。上述的高含水原油靜電脫水裝置，所述氣液分離罐與所述油水分離罐之間可為平行設置或垂直設置。上述的高含水原油靜電脫水裝置，所述油水分離灌上可設有至少I個人孔，以便于對所述油水分離罐內(nèi)進行清洗和修理。使用本發(fā)明提供的高含水原油靜電脫水裝置進行原油脫水，具有如下優(yōu)點(I)氣液分離和油水分離分別在疊放的兩個分離罐內(nèi)進行；(2)油水分離罐采用絕緣電極；(3)油水界位處設置接地極；(4)油水分離罐內(nèi)自下而上依次為水相區(qū)、弱電場區(qū)、中強電場區(qū)、強電場區(qū)；(5)絕緣電極與高壓電連接在密閉接線盒內(nèi)。本發(fā)明提供的高含水原油靜電脫水裝置具有如下有益效果本發(fā)明能處理任意油氣水三相比例采出液，操作彈性大，可以消除三相分離過程界面波動，提高氣液分離和油水分離效率；采用絕緣電極，避免電極短路，提高裝置安全和運行穩(wěn)定性；穩(wěn)定水相區(qū)域保證充分的水洗；強弱電場分區(qū)設置，達到多級脫水效果；高壓連接區(qū)域單獨隔離，安全可靠。


圖I為本發(fā)明提供的高含水原油靜電脫水裝置的剖面圖。圖2為圖I中A-A線剖視圖。圖3為本發(fā)明提供的另一種結構的高含水原油靜電脫水裝置的剖面圖。 圖4為本發(fā)明提供的高含水原油靜電脫水裝置的進料分布器的結構示意圖。圖中各標記如下1油氣水進料管、2防沖板、3填料板、4捕霧器、5氣出口管、6氣液界位、7氣液分離罐、8油水進料管、9進料分布器、10裸電極、11絕緣電極、12密閉接線盒、13變壓器、14人孔、15出油管、16油水分離罐、17排水管。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。如圖1，本發(fā)明提供的高含水原油靜電脫水裝置包括一氣液分離罐7和油水分離罐16，氣液分離罐7設于油水分離罐16的上部，且兩者為平行設置；氣液分離罐7的底部設有油氣水進料管8，該油氣水進料管8與油水分離罐16相連通且延伸至其底部；氣液分離罐7內(nèi)于油氣水進料管8的出口處設有防沖板2，且該氣液分離罐7內(nèi)靠近油氣水進料管8處設有填料板3，該填料板3設于氣液分離罐7的中上部；氣液分離罐7的頂部設有氣出口管5，且于該氣出口管5處設有捕霧器4 ;油水分離罐16的底部設有排水管17，其頂部設有出油管15 ;油水分離罐16的底部設有進料分布器9，其結構如圖4所示，且該進料分布器9與油氣水進料管8相連通，如圖2所示；油水分離罐16內(nèi)于進料分布器9的上部設有電極組件，該電極組件包括3個絕緣電極11和3個裸電極10，絕緣電極11和裸電極10均為水平板狀電極，3個裸電極10和3個絕緣電極11自下而上為交替排列，每個裸電極10與每個絕緣電極11之間依次形成弱電場區(qū)、中強電場區(qū)和強電場區(qū)，絕緣電極11通過密閉接線盒12與變壓器13相連接，且位于該油水分離罐16底部的裸電極10與大地相連接(圖中未示出)，以確保油水分離罐16的底部有穩(wěn)定的水相區(qū)域；油水分離灌16上設有2個人孔14，便于對油水分離罐16內(nèi)進行清洗和修理。本發(fā)明提供的高含水原油靜電脫水裝置中，氣液分離罐7和油水分離罐16之間還可采取垂直布置的方式，如圖3所示，且油氣水進料管8延伸至油水分離罐16的底部，并未與進料分布器9相連通；氣液分離罐7的大小可根據(jù)含氣量高低進行調(diào)整。使用圖I所示高含水原油靜電脫水裝置進行原油脫水，其具體實施流程如下油氣水混合液經(jīng)油氣水進料管I直接撞擊防沖板2，油氣中含有的大量氣體與液相分離，液相油水混合物向下運動進入氣液分離罐7底部的液相，氣相向上運動，初分后的混合物經(jīng)過填料板3，氣相中攜帶的液體在填料板3上聚結沉降進入液相，殘余液滴在氣體流動過程中，受重力作用自然下沉也進入液相(氣液界位如標記6所示)，氣體通過設置在氣出口管5下方的捕霧器4，進一步脫除氣相夾帶的微小液滴后排出該氣液分離罐7 ;液相油水乳化液通過油水進料管8直接進入進料分布器9，通過設置在水相的進料分布器9分散進入油水分離罐16底部的水相區(qū)域；油水混合液經(jīng)過水相區(qū)域大量清水洗滌，除去大部分水滴，然后向上運動依次經(jīng)過裸電極10和絕緣電極11之間的弱電場區(qū)、中強電場區(qū)和強電場區(qū)，高含水乳化液中的大水滴在弱電場區(qū)域聚結沉降，經(jīng)過初步脫水的較低含水量乳化在中強電場區(qū)域繼續(xù)聚結沉降，低含水量的乳化液最后進入強電場區(qū)域，殘余小水滴在強電場作用下繼續(xù)聚結沉降，經(jīng)過三級聚結沉降，脫水后的原油經(jīng)過位于油水分離罐16上部的出油管15排出該油水分離罐16 ;多級聚結的水滴沉降入底部水相區(qū)并經(jīng)油水分離罐16底部的排水管17排出。使用圖3所示高含水原油靜電脫水裝置進行原油脫水，其具體實施流程與使用圖I所示裝置時基本相同，不同之處在于液相油水乳化液通過油水進料管8直接進入位于氣液分離罐7下方的油水分離罐16的一端，通過進料分布器9分散進入油水分離罐16底部 的水相。
權利要求
1.一種高含水原油靜電脫水裝置，其特征在于它包括氣液分離罐和油水分離罐； 所述氣液分離罐上設有油氣水進料管，所述氣液分離罐內(nèi)于所述油氣水進料管的出口處設有防沖板；所述氣液分離罐上設有氣出口管和油水進料管； 所述油水分離罐的底部設有排水管，其頂部設有出油管；所述油水進料管與所述油水分離罐相連通且延伸至所述油水分離罐的底部；所述油水分離罐內(nèi)于底部處設有進料分布器；所述油水分離罐內(nèi)于所述進料分布器的上部設有電極組件，所述電極組件自下而上形成弱電場區(qū)、中強電場區(qū)和強電場區(qū)，所述電極組件與變壓器相連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的靜電脫水裝置，其特征在于所述氣液分離罐內(nèi)靠近所述油氣水進料管處設有填料板，該填料板設于所述氣液分離罐的中上部。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的靜電脫水裝置，其特征在于所述氣液分離罐內(nèi)于所述氣出口管處設有捕霧器。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一所述的靜電脫水裝置，其特征在于所述油水進料管與所述進料分布器相連通。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一所述的靜電脫水裝置，其特征在于所述電極組件包括3個絕緣電極和3個裸電極，其中所述裸電極和絕緣電極自下而上為交替排列。
6.根據(jù)權利要求5所述的靜電脫水裝置，其特征在于所述絕緣電極通過密閉接線盒與所述變壓器相連接。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的靜電脫水裝置，其特征在于所述絕緣電極和裸電極均為水平板狀電極；位于所述油水分離罐底部的所述裸電極與大地相連接。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一所述的靜電脫水裝置，其特征在于所述氣液分離罐設于所述油水分離罐的上部。
9.根據(jù)權利要求8所述的靜電脫水裝置，其特征在于所述氣液分離罐與所述油水分離罐之間為平行設置或垂直設置。
10.根據(jù)權利要求1-9中任一所述的靜電脫水裝置，其特征在于所述油水分離灌上設有至少I個人孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高含水原油靜電脫水裝置。它包括氣液分離罐和油水分離罐；氣液分離罐上設有油氣水進料管，氣液分離罐內(nèi)于油氣水進料管的出口處設有防沖板；氣液分離罐上設有氣出口管和油水進料管；油水分離罐的底部設有排水管，其頂部設有出油管；油水進料管與所述油水分離罐相連通且延伸至油水分離罐的底部；油水分離罐內(nèi)于底部處設有進料分布器；油水分離罐內(nèi)于進料分布器的上部設有電極組件，電極組件自下而上形成弱電場區(qū)、中強電場區(qū)和強電場區(qū)，電極組件與變壓器相連接。本發(fā)明能處理任意油氣水三相比例采出液，操作彈性大，可以消除三相分離過程界面波動，提高氣液分離和油水分離效率；采用絕緣電極，避免電極短路，提高裝置安全和運行穩(wěn)定性。
文檔編號C10G33/02GK102732296SQ201210262069
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權日2012年7月26日
發(fā)明者崔新安, 平朝春, 張明, 張理, 彭松梓, 李春賢, 王建文, 王春升, 趙雷, 鄭曉鵬 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院