高效分離器油氣水分離研究

顧繼鵬　牛彥斌　何定斌（長慶油田分公司儲氣庫管理處，陜西 榆林 718500）

高效分離器油氣水分離研究

顧繼鵬牛彥斌何定斌
（長慶油田分公司儲氣庫管理處，陜西 榆林 718500）

隨著時代的進步，石油工業(yè)不斷的發(fā)展，我們對石油的需求也越來越多，石油在我們的使用的能源中占有很重要的地位。很多地方原油的含水量不斷的提高，大部分的油田遭到了破壞。為了保護水資源，保護石油能源，促進經(jīng)濟發(fā)展，我們要關(guān)注的就是怎么把油氣水分離的一個問題。油氣水分離是從古至今發(fā)展的流程工藝，是一項對技術(shù)要求很高的工藝。在發(fā)展的過程中，油氣水分離不斷的改善，使它逐漸的適應(yīng)滿足現(xiàn)代化的要求。自上世紀以來，我國在一些沉積盆地進行了油氣勘探，發(fā)現(xiàn)大量的油田。研制低投資、高效率的分離設(shè)備對油田的生產(chǎn)有很大的意義。我們對高效分離器是如何分離油氣水的等問題進行研究討論。

油氣水；高效分離器；石油；油田

1 目前的現(xiàn)狀

在當(dāng)前資源利用嚴峻的情況下，我們對石油生產(chǎn)十分的重視。對此，就顯得分離油氣水的重要性。在那些分離的設(shè)備的經(jīng)濟效益很大的程度上影響著油氣系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。目前，通過氣液的運動規(guī)律以及在重力沉降過程中油水分離的規(guī)律，研究了一種高效分離設(shè)備，它是針對三相分離器的不足，加以完善的。高效分離器分為旋流分離筒和高效分離器筒體。它基本的流程就是，將油氣水倒入旋流分離筒，進行氣體和液體的分離，把分離出來的油水混合物倒入高效分離器筒體中再進行油和水的分離，從而得到純的油。這種高效的分離器在一些有名的原油處理站，都進行了現(xiàn)場的使用，得到了很不錯的效果，也取了不錯的經(jīng)濟效果。

2 設(shè)計要求

油氣的技術(shù)處理和設(shè)備是油田開發(fā)的中心環(huán)節(jié)和重要措施，現(xiàn)代的技術(shù)不斷的發(fā)展，為了能夠更好的使油氣水分離得到完善，在設(shè)計方面要盡量的滿足現(xiàn)代先進技術(shù)的要求。首先，我們想要達到較高的效率，不僅分離出來的油要清，水也要清，質(zhì)量必須有一定的保障，我們要根據(jù)綜合運用一些原油分離工藝的原理來進行。在操作管理方面也要很方便，運行的時候必須是安全可靠的，最重要的就是經(jīng)濟效益要高，生產(chǎn)成本比較低。其次，在脫水工藝的過程中，其中的熱力條件，我們要以最少的熱能消耗來達到目標。這樣就需要加入一些高效加熱的設(shè)備。第三，在原油分離的過程中，其中所需要的最佳的壓力條件，我們要以最少的動力消耗來完成目標。這樣我們就采用化學(xué)降粒，使壓力降小，充分的利用各種能量。最后，在符合上面這些要求后，還要選用設(shè)備比較好，并且能夠承受一定壓力的。

3 技術(shù)原理

水洗油技術(shù)，我們利用在油水混合物中，由于密度的不同，油會從水中上浮的原理，通過水洗層，從而提高油水分離的速度，使油上升的浮動越來越快。加熱分離技術(shù)，在分離的時候，溫度越高，達到的效果就會越好，但是會增加耗能，因此就需要在達到一定的分離效果時，降低分離的溫度。所以在一些小型的分離器上會安裝一組加熱器，來減少耗能。加大了油水的比重差，方便了脫水，同時也降低的設(shè)備的造價。氣浮脫水技術(shù)，在一些控制壓力下，油中會有大量的溶解氣，這會增大了油水比重差，使乳化油上升的速度加快。其中氣泡的破裂加速了油水分離的速度，更好的達到脫水的效果。不銹鋼雙波紋壓延填料聚集脫水技術(shù)，這種壓延填料提高了液滴的碰觸面積，加速了液滴的破裂，增加了顆粒的聚結(jié)，從而提高上升和沉降的速度，更好的達到分離效果。還有一些其他的技術(shù)，控制采用氣動控制儀來達到對一些油田三相分離的自控水平。

4 研制方案

高效分離器的結(jié)構(gòu)是集膨脹、重心、離心為一體的，利用膨脹原理構(gòu)成梯形管構(gòu)件來達到對氣的預(yù)分離，利用離心原理構(gòu)成螺旋管構(gòu)建對水進行分離，利用重力原理構(gòu)成分離器容器分離油氣水。

4.1 重力分離的研究

在早期的采油工程中，重力式的分離設(shè)備占了很重要的地位，在很多的采油工程中大多都應(yīng)用了這種設(shè)備。由一些可靠的計算數(shù)據(jù)可知，液滴的密度、直徑以及它的粘性系數(shù)對沉降速度都是有很大的影響。通過對不同粘度下的油水進行重力沉降分離的實驗，在實驗中觀察到油水與一些微量的氣體形成了液滴狀的混合物。當(dāng)停止流動的時候，油水在重力的作用下，很快就分層了?？梢?，油滴、氣泡的上浮和水滴的下沉都是重力沉降的主要形式。重力沉降手段對于密度小的輕油也是很有效的。

4.2 離心分離研究

帶孔螺旋管是離心分離的一個重要的部件。油水或者是氣液的離心分離的動力都是來源于離心力差，由離心力差的公式，可知氣液的離心分離效果與流速與半徑有很大的關(guān)系。我們希望水在螺旋管流出前，在管道中的油水可以分離的更充分一些。通過一些數(shù)據(jù)公式可知，流速、粘度、油水密度比對螺旋管分離的主要流動及其結(jié)構(gòu)參數(shù)都是有很大的影響的。理論上來說，提高分離效率的有效措施就是增加管內(nèi)的流速，減小螺旋管的半徑，但是它有一定的工程限制。一些理論分析，實驗和數(shù)據(jù)模擬都表明了油水兩相分離流動中油滴模型的假設(shè)是合理的。這就使帶孔螺旋管的設(shè)計更加的有依據(jù)。

結(jié)語

在石油和天然氣工程中的油氣田開發(fā)的工程顯得尤其的重要，在資源緊缺，嚴重影響環(huán)境的情況下，我們要更好的節(jié)能，更好的環(huán)保，更好的達到經(jīng)濟效益，就需要高效分離器來完成。高效分離器的的實用性很強而且處理的能力比較強大，在制作中所需的成本比較低，還有操作簡單、節(jié)能又環(huán)保、安全可靠等優(yōu)點，在未來有著很好的應(yīng)用前景。高效油氣水分離器有效的解決了一些油田的復(fù)雜小斷塊的原油處理問題。它的各種優(yōu)點都將使它成為今后油田油氣水處理的首選設(shè)備，這將成為一種必然的趨勢。

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