重力式油水分離器的分離特性研究

周昊

摘要：利用重力式分離模擬實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)，可以將白油和水作為主要的工作介質(zhì)，進(jìn)而研究出重力式分離器的分離特性和流動(dòng)規(guī)律。相應(yīng)的研究結(jié)果可以表明，在分離器內(nèi)會(huì)存在一個(gè)最佳的油水界面位置在該位置由成的水滴分離效果最好，因此在實(shí)際操作過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)合理選擇油相黏度來(lái)確定該位置的重要參數(shù)。在原有厚度相同的情況下，入口含油濃度越小，則需要停留的時(shí)間就會(huì)越少，分離效率就會(huì)越高，水相的分離效率與入口含油濃度并沒(méi)有直接關(guān)系。

關(guān)鍵詞：重力式油水分離器;分離特性;研究

在油田地面實(shí)施過(guò)程中，重力是油水分離器是目前最為重要的工藝設(shè)備之一，很多的研究結(jié)果表明，在工程中所使用的分離器設(shè)備不但存在嚴(yán)重的短路流，是設(shè)備之間大部分的空間并沒(méi)有得到充分利用，而一些設(shè)備甚至?xí)嬖趪?yán)重的反饋現(xiàn)象，導(dǎo)致部分的液流未經(jīng)過(guò)處理就會(huì)排出流動(dòng)特性，只是分離設(shè)備技術(shù)特性的一個(gè)重要研究方面，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)流動(dòng)設(shè)備差的分離器，無(wú)法實(shí)現(xiàn)取較好的分離效果，因此為了能夠充分研究重力式油水分離器的特性，需要采取相應(yīng)的研究對(duì)象來(lái)提出重點(diǎn)的開(kāi)發(fā)措施。

1提高油分離效率的重要性

1.1發(fā)展脫水工藝技術(shù)提高分離效率

在進(jìn)行脫水過(guò)程中，工藝技術(shù)具有非常重要的作用。能夠在客觀條件下對(duì)原油中的水分進(jìn)行脫處，在利用脫水方法的過(guò)程中，包含了工藝技術(shù)、工藝原理和工藝流程。通過(guò)對(duì)工藝技術(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期的研究，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工藝技術(shù)的優(yōu)化和創(chuàng)新，同時(shí)也是技術(shù)人員的重要工作內(nèi)容。

1.2研制高效分離設(shè)備提高分離效率

工作人員在對(duì)原油進(jìn)行分離脫水過(guò)程中，不僅需要加強(qiáng)對(duì)分離裝置的結(jié)構(gòu)研究，還需要對(duì)相應(yīng)的工藝技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，才能夠有效提高設(shè)備的工作效率，提升原油的脫水質(zhì)量，從而有效增加油田的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2重力式油水分離器的分離特性影響分析

2.1油層厚度對(duì)分離特性的影響

在實(shí)驗(yàn)研究中改變分離器內(nèi)油層的厚度，能夠有效地出分離汽油出口含水量與油相停留時(shí)間之間的關(guān)系曲線圖，從圖中可以看出油出口含水量在前期內(nèi)會(huì)迅速下降，然后會(huì)逐漸呈現(xiàn)出一個(gè)穩(wěn)定的值與油層厚度，并無(wú)直接關(guān)系，隨著油層厚度逐漸上升時(shí)，由出口含水量會(huì)先低后高，則說(shuō)明在油水分離過(guò)程中會(huì)存在一個(gè)最佳的油水界面位置，在該位置處的油層水滴分離效果最佳。

水出口含油量與水相停留時(shí)間的關(guān)系圖可以看出水出口的含水量在前期會(huì)迅速下降，在中期以后會(huì)呈現(xiàn)出平穩(wěn)狀態(tài)，隨著油層厚度的不斷增加水出口的含油量會(huì)呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，則水層中的油滴分離效果較差。

單純減少水出口含油量的角度進(jìn)行分析，提高水中中油滴分離效果的方法，是盡可能地增加油水界面位置，即增大水相體積。但是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，該方法的適用性并不強(qiáng)，主要的原因是一方面不能夠保證油出口含水量能夠達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)，另一方面當(dāng)油水界面為指在分離器直徑是分離器的最大處理量的限制，導(dǎo)致在實(shí)際工程設(shè)置過(guò)程中，油水界面位置無(wú)法進(jìn)行相應(yīng)的確定。

2.2油相體積分?jǐn)?shù)對(duì)分離特性的影響

當(dāng)分離器油層厚度達(dá)到5厘米時(shí)，改變攪拌罐中油相體積分?jǐn)?shù)，分離器的油出口含水量與油相停留時(shí)間的關(guān)系圖可以看出。由出口含水量在前期會(huì)迅速減小，在后期會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值與含油量的體積并無(wú)直接關(guān)系，同時(shí)含有體積分?jǐn)?shù)越小，油層中水滴的分離效率就會(huì)逐漸增加，因此這需要停留的時(shí)間就會(huì)變短

在一定的乳化劑條件下，如果攪拌的時(shí)間足夠長(zhǎng)，分離器入口油滴粒徑趨于穩(wěn)定之時(shí)與，攪拌罐中的含油濃度關(guān)系不會(huì)呈現(xiàn)明顯的聯(lián)系，還有體積分?jǐn)?shù)的變小，會(huì)導(dǎo)致分離器內(nèi)部油層中水滴數(shù)目的逐漸增加。油滴粒徑變化不大，即油層中水滴數(shù)目會(huì)呈現(xiàn)出上升期時(shí)，因此會(huì)加劇了水滴的沉降。而油層中的水滴分離效果就會(huì)越好，則需要停留的時(shí)間就會(huì)越短。

在實(shí)際操作過(guò)程中，油相和水相的停留時(shí)間是決定由出口含水量和水出口含油量的一個(gè)重要參數(shù)指標(biāo)。在特定的時(shí)間段內(nèi)，油水分離的效果非常明顯，如果增大停留時(shí)間則分離效果則不會(huì)非常明顯，這說(shuō)明油水分離器的設(shè)計(jì)應(yīng)該注重考慮相應(yīng)的停留時(shí)間，而不是完全根據(jù)粒徑來(lái)進(jìn)行確定。在實(shí)際研究過(guò)程中，游出口含水量與油層厚度會(huì)呈現(xiàn)正比例關(guān)系，而水出口還有兩個(gè)油層，厚度也會(huì)存在直接關(guān)系，但是與含有體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系并不明顯。

3提高分離器油水分離效率的方法

油田進(jìn)入高含水期以后，利用傳統(tǒng)的工藝技術(shù)進(jìn)行油水分離，已經(jīng)無(wú)法滿足石油市場(chǎng)的需求，在原有含水量不斷上升的背景下，會(huì)在一定程度上增加原油中的含水率，沉降罐和加熱爐已經(jīng)無(wú)法滿足分離需求，因此就會(huì)造成生產(chǎn)成本上升的趨勢(shì)。在對(duì)原有分離器進(jìn)行研究過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)分析的結(jié)果為：在進(jìn)液時(shí)對(duì)分離器產(chǎn)生的沖擊力較大，而且液體處于紊流狀態(tài)，這就會(huì)造成油氣水的分離工作出現(xiàn)難度，在進(jìn)行液位調(diào)節(jié)過(guò)程中，需要進(jìn)行人工操作，因此就會(huì)增加了操作難度。

目前利用臥式分離器，井排出來(lái)的油氣從裝置上部分的氣包位置進(jìn)入，對(duì)氣體進(jìn)行預(yù)分離之后，氣體會(huì)沿著油管從分離器的底部出口位置均勻散開(kāi)，然后再向容中進(jìn)行垂直撞擊，從而實(shí)現(xiàn)了撞擊分離效果，在利用波紋板對(duì)油氣混合物進(jìn)行分離和整流，在該工作結(jié)束以后就需要進(jìn)行沉降工作，從而有效實(shí)現(xiàn)了分離工作。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，分離器內(nèi)會(huì)存在一個(gè)最佳的油水界面，位置在該位置，油層的水滴分離效果最佳有效黏度是決定最佳油水界面位置的重要工作參數(shù)，并且隨著油層厚度的逐漸增加，出水口的含油量會(huì)逐漸增加;當(dāng)分離器內(nèi)油層厚度不變的情況下，入口含油體積，分?jǐn)?shù)越小則有效，需要可能的時(shí)間就會(huì)越少，分離效果越好，但是水下所需要停留的時(shí)間變化不會(huì)太大。

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