立式原油沉降罐脫水效果優(yōu)化分析

趙洪達 王朝勃(長慶油田第三采油廠大水坑采油作業(yè)區(qū)，寧夏 吳忠 751506）

立式原油沉降罐脫水效果優(yōu)化分析

趙洪達 王朝勃(長慶油田第三采油廠大水坑采油作業(yè)區(qū)，寧夏 吳忠 751506）

為了能夠降低生產(chǎn)成本，保證油田的高效生產(chǎn)，需要控制油田采出液的含水率。本文筆者針對在油田開采生產(chǎn)的時候，使用立式原油沉降罐的生產(chǎn)的情況進行了解與分析，對影響立式原油沉降罐脫水效果的原因進行分析，僅供大家參考。

立式；原油沉降罐；脫水效果；優(yōu)化分析

目前我國大部分的油田已經(jīng)進入后期注水開采期，油田開采原油時平均的含水率甚至超過80%。這就導(dǎo)致開采的成本不斷的增多，經(jīng)濟效益減少。需要有效的降低立式沉降罐的脫水效果，需要優(yōu)化與改善沉降罐的設(shè)計與結(jié)構(gòu)工藝，從而提高油水分離的效果，降低原油的含水率，增加經(jīng)濟效益。

1 立式原油沉降罐的基本原理及結(jié)構(gòu)

如圖1所示，立式原油沉降罐是使用靠水洗和重力沉降的作用把油和水進行分離的裝置，是聯(lián)合站對油水進行分離的過程中非常重要的一個部分，為后續(xù)進行油水分離的工作奠定基礎(chǔ)，起到非常重要的作用。

1.1 基本工作原理

油水密度不同，利用油水密度差進行分離，其中包含兩道工序，一是對底部的水層進行水洗，二是將上部油層中含有的水分進行降兩大過程。加入破乳劑，通過進液管使其進入到進液分配管，在進液分配管中，采用噴射狀的方式，進入沉降罐的底部水層中，水層具有水洗效果。受到油水密度差的影響，剩下顆粒比較小的水滴就會垂直下降，油滴會往上升，有效實現(xiàn)油水分離。

圖1 立式原油沉降管

2 立式原油沉降罐的構(gòu)造

2.1 進油管組件與集水管組件的構(gòu)造

如圖2所示，沉降罐的進油總管呈T形分布，從進口的地方沿著罐直徑的方向進入到罐的另一端，圓周長度的1/4設(shè)定為支管的長度。在設(shè)計中應(yīng)該注意：

（1）為了保證足夠大的沉降容積，需要盡可能的減少支管與罐壁的距離；

（2）噴油立管距罐底3.5m，設(shè)置8～9根噴油立管，總面積是進液總管面積的1.5倍。噴油管的直徑應(yīng)該由中心向兩端慢增加，確保油水混合物的均勻分布；

（3）裝置集水匯管的時候，在每根管線裝置幾個喇叭口，直徑比水管大，集水支管總面積比集水匯管大；設(shè)置集水喇叭口底部與罐底距離為1.2m。

2.2 集油槽的構(gòu)造

集油槽自動化進行收油工作。布置的方式有很多，沉降罐的中間或者環(huán)繞罐壁。相對于把集油槽布置在沉降罐中間，把集油槽布置在沉降罐的邊緣可以均勻流動，不容易造成死水區(qū)，能夠提高油水分離的效率與效果[1]。本院設(shè)計的立式沉降罐使用的集油槽的管道不夠長，比較容易產(chǎn)生“死水區(qū)”就會影響水油混合物的分離效果。增加集油槽管道的長度，可以在一定程度上增加分離的效果。

2.3 油水界面控制裝置

油水界面控制遵循靜水壓強，能量平衡方程式為Hwρw+ Hoρo=Hwzρw。式中:Hw表示水層厚度（油水界面高度）、Ho表示油層厚度、Hwz表示出水口的高度；ρw表示水密度；ρo表示原油密度。

由上述可知，設(shè)定HWZ之后，油、水層的界面高度Hw幾乎不變。水層高度大于Hw，就難以保持平衡，調(diào)節(jié)水箱內(nèi)的水位漫過內(nèi)調(diào)節(jié)筒上沿溢流到水箱外筒，放水管自動放水；水層高度低于Hw，調(diào)節(jié)水箱水位比內(nèi)調(diào)節(jié)筒上沿低，放水管就會停止放水。

2.4 沉降罐的優(yōu)點

（1）進液總管呈T型布置，在設(shè)置的過程中，布置簡單、要求較低，避免因為沉降罐的結(jié)構(gòu)強度太低而發(fā)生破裂引發(fā)安全事故；

（2）盡可能的減少出油支管與罐壁的距離進行對稱布置，保證了沉降罐的容積，加長沉降時間，能夠有效提高油水分離的效率與效果。

圖2 立式沉降罐的結(jié)構(gòu)

3 影響沉降罐脫水效果的因素

3.1 各組件的標(biāo)準(zhǔn)要求

（1）油水混合物在罐內(nèi)沉降的時間與效率成反比，沉降罐油水混合物停的時間越短，說明油水混合物分離速度越快、效率越高。

（2）沉降罐進行分離時候的溫度與效率成反比；溫度越低，就可以降低原有的蒸發(fā)確保油水的分離效率。

（3）原油含水量與效率成反比，原油中的含水率越低說明油水分離的效果就越好。

（4）在分離出去的水分中含有的原油越少就說明油水分離的效果越好。

3.2 破乳劑

要選擇表面活性、凝結(jié)能力較強的破乳劑，同時考慮最安全、便宜、對溫度要求較低、不會對設(shè)備產(chǎn)生成垢腐蝕、不對人體造成傷害等因素[2]。在設(shè)定的操作溫度下，能夠讓原油達到脫水效果的破乳劑，使用的量越少就說明效果越好，兼顧經(jīng)濟效益。

3.3 溶解氣

油水混合物進行分離的時候，會產(chǎn)生溶解氣，如果溶解氣比較多，就會影響水滴的沉降，溶解氣呈上升狀態(tài)，會把水滴帶入油層中，就會增加油層中的含水量。

4 結(jié)語

立式沉降罐使用水洗和重力沉降把油水混合物進行分離，結(jié)構(gòu)操作簡單、工作效率高，在原油開采的過程中得到應(yīng)用與普及，但是在分離的過程中仍然受到各方面的因素影響，從而使油水混合物的分離效率降低，分離效果減弱，需要對實際的分離過程進行勘查與分析，從各方面進行優(yōu)化改善，從而提高立式沉降罐的油水分離效率，確保油水分離的效果。

[1]靳光新,鐘漢昌,賴剛,等.稠油處理站立式沉降罐結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化[J].新疆石油科技,2015(2):51-55.

[2]關(guān)麗,劉德俊,周志強.脫水沉降罐經(jīng)濟保溫層厚度的逆向優(yōu)化計算[J].遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報,2015,35(2):46-49.