阅读说明：本技术 基于油田伴生气自气浮油水预分离装置及处理方法 (Oil-water pre-separation device based on oilfield associated gas self-air flotation and treatment method ) 是由 戚亚明 黄强 吴昊 王立龙 张斌 樊军 张侃毅 李龙 蒋旭 刁建华 严文强 贾 于 2020-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及油井采出液油水分离技术领域,是一种基于油田伴生气自气浮油水预分离装置及处理方法,前者包括罐体,罐体内部由左至右依次分为相互连通的预处理腔、重力沉降分离腔和原油缓冲腔,预处理腔与重力沉降分离腔之间设置有分别使预处理腔与重力沉降分离腔的上部和下部连通的挡板一。本发明充分利用油井采出液中的伴生气作为气浮气源,加速了原油和采出水的分离,再通过布液装置,实现伴生气在液相中的均匀逸出,形成有效的气浮作用,利用该作用实现在不设置外部设施的情况下,减小设备尺寸,降低投资成本,提高了油水分离的效率,达到了预期的分离效果,应用前景广阔、市场潜力大。(The invention relates to the technical field of oil-water separation of oil well produced liquid, in particular to an oil-water pre-separation device and a treatment method based on self-air floatation of oilfield associated gas. The invention fully utilizes the associated gas in the oil well produced liquid as an air flotation gas source, accelerates the separation of crude oil and produced water, realizes the uniform escape of the associated gas in a liquid phase through the liquid distribution device, forms an effective air flotation effect, reduces the size of equipment, reduces the investment cost, improves the oil-water separation efficiency under the condition of not arranging external facilities, achieves the expected separation effect, and has wide application prospect and great market potential.)

基于油田伴生气自气浮油水预分离装置及处理方法

技术领域

本发明涉及油井采出液油水分离技术领域，是一种基于油田伴生气自气浮油水预分离装置及处理方法。

背景技术

目前,国内外油田采出液的油水分离主要采用重力沉降或者是离心、旋流分离等方法，油水分离前均将采出液中的伴生气进行分离，油水分离的过程均在纯液相室进行，一般依靠重力沉降或者是离心、旋流分离方法进行分离，并且要求油水具有一定的密度差，重力沉降的缺点是时间较长，分离的效率低、设备的体积大，离心、旋流分离的缺点是因受到来液量变化影响较大，应用受到一定的限制。

发明内容

本发明提供了一种基于油田伴生气自气浮油水预分离装置及处理方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有油水分离装置一部分利用重力沉降分离而存在的分离时间长，效率低的问题和一部分利用离心、旋流分离受来液量制约存在的应用范围小的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种基于油田伴生气自气浮油水预分离装置，包括罐体，罐体内部由左至右依次分为相互连通的预处理腔、重力沉降分离腔和原油缓冲腔，预处理腔与重力沉降分离腔之间设置有分别使预处理腔与重力沉降分离腔的上部和下部连通的挡板一，挡板一的前侧和后侧分别与罐体左部的前侧和后侧内壁固定安装在一起，预处理腔下部固定安装有实现均匀布液的布液装置，罐体上设置有与布液装置连通的进液管，在布液装置的上方且不超过挡板的预处理腔内设置有液面稳定装置，液面稳定装置固定安装在罐体左侧内壁与挡板一之间，重力沉降分离腔和原油缓冲腔之间设置有使重力沉降分离腔和原油缓冲腔的上部连通的挡板二，重力沉降分离腔内设置有至少一个油水分离装置，油水分离装置固定安装在罐体顶部内壁上，靠近最右侧的油水分离装置与挡板二之间的重力沉降分离腔下部设置有集水管，集水管上固定连通有与罐体底部外侧连通的出水管，在原油缓冲腔的罐体底部设置有出油口，在原油缓冲腔的罐体顶部设置有出气口。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述对应集水管上方的重力沉降分离腔中部设置有乳化液收集管，位于乳化液收集管下方的罐体外壁上设置有乳化液溢流孔，乳化液溢流孔与乳化液收集管之间固定连通有乳化液排出管，对应乳化液收集管的罐体上设置有至少两个乳化液取样口。

上述布液装置包括布液主管和布液支管，罐体左侧下部设置有冲砂口，通过冲沙口定期对布液装置进行冲洗，防止布液装置出液口被泥沙堵塞，布液主管的左侧与冲砂口之间固定连通，布液主管的右侧固定安装在挡板一上，在布液主管上左、右间隔分布有至少一个布液支管，每一个布液支管前、后水平贯穿并固定在布液主管上，每个布液支管的前、后两侧均设置有出液口。

上述罐体底部的原油缓冲腔内设置有液位计，罐体底部设置有至少一个排污口。

上述罐体顶部设置有手动放空口、安全阀接口和至少一个人孔。

上述集水管和乳化液收集管均通过支撑杆固定安装在罐体底部。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种基于油田伴生气自气浮油水预分离装置的处理方法，利用油井采出液中的伴生气气浮作用，将原依靠重力沉降无法分离的微小油滴实现分离，其按下述方法进行：油田采出液从罐体顶部的进液管进入布液装置的布液主管内，由布液支管上的出液口进入预处理腔内，采出液中的伴生气从液体中逸出，携带密度较小的原油上浮实现预分离，当液面高度超过挡板一后，翻过挡板一进入重力沉降分离腔内，经过油水分离装置实现进一步的油水分离，油层在上，水层在下，当液面高度超过挡板二后，翻过挡板二进入原油缓冲腔内，上层的原油进入原油缓冲腔内并由出油口排出，下层的采出水经过集水管收集，由出水管排出，罐体内部的气体经过出气口排出。

本发明充分利用油井采出液中的伴生气作为气浮气源，加速了原油和采出水的分离，再通过布液装置，实现伴生气在液相中的均匀逸出，形成有效的气浮作用，利用该作用实现在不设置外部设施的情况下，减小设备尺寸，降低投资成本，提高了油水分离的效率，达到了预期的分离效果，应用前景广阔、市场潜力大。

附图说明

附图1为本发明实施例1的主视透视结构示意图。

附图2为附图1中布液装置的俯视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为预处理腔，2为重力沉降分离腔，3为原油缓冲腔，4为冲砂口，5为出油口，6为布液主管，7为布液支管，8为通孔，9为进液管，10为挡板一，11为出液口，12为液面稳定装置，13为挡板二，14为油水分离装置，15为集水管，16为出气口，17为出水管，18为乳化液收集管，19为乳化液溢流孔，20为乳化液排出管，21为乳化液取样口，22为支撑杆，23为人孔，24为液位计，25为排污口，26为手动放空口，27为安全阀接口。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图1所示，该基于油田伴生气自气浮油水预分离装置，包括罐体，罐体内部由左至右依次分为相互连通的预处理腔1、重力沉降分离腔2和原油缓冲腔3，预处理腔1与重力沉降分离腔2之间设置有分别使预处理腔1与重力沉降分离腔2的上部和下部连通的挡板一10，挡板一10的前侧和后侧分别与罐体左部的前侧和后侧内壁固定安装在一起，预处理腔1下部固定安装有布液装置，罐体上设置有与布液装置连通的进液管9，在布液装置的上方且不超过挡板10的预处理腔1内设置有液面稳定装置12，液面稳定装置12固定安装在罐体左侧内壁与挡板一10之间，重力沉降分离腔2和原油缓冲腔3之间设置有使重力沉降分离腔2和原油缓冲腔3的上部连通的挡板二13，重力沉降分离腔2内设置有至少一个油水分离装置14，油水分离装置14固定安装在罐体顶部内壁上，靠近最右侧的油水分离装置14与挡板二13之间的重力沉降分离腔2下部设置有集水管15，集水管15上固定连通有与罐体底部外侧连通的出水管17，在原油缓冲腔3的罐体底部设置有出油口5，在原油缓冲腔3的罐体顶部设置有出气口16。

本发明充分利用了油井采出液中的伴生气作为气浮气源，利用伴生气在液相中的逸出过程，该逸出过程能对液相中密度较小的原油起到携带作用，加速原油和采出水的分离，同时，有利于直径较小的油滴上浮分离，增加油滴相互间的碰撞聚集的概率，缩短了分离时间，提高了油水分离的效率。

本发明充分利用伴生气与液相分离过程中的逸出过程这一物理作用，再通过布液装置，将采出液均匀布置在罐体内，实现伴生气在液相中的均匀逸出，形成有效的气浮作用，利用气浮的作用，能够将原依靠重力沉降无法进行分离的微小油滴实现分离，降低了油水分离装置出油的含水率，可有效提高油水分离装置的处理效果。

相比现有的采用重力沉降分离方式的油水分离装置，本发明能大大地提高油水分离的效率，减小设备尺寸，提高油水分离装置的分离效果；相比现有的采用离心、旋流分离方式的油水分离装置，本发明无需外部增设相关的设备、设施，不受来液量变化的影响，运行方便、结构简单；其能有效地解决现有油水分离装置一部分利用重力沉降分离而存在的分离时间长，效率低的问题和一部分利用离心旋流分离受来液量制约存在的应用范围小的问题。

预处理腔、重力沉降分离腔是相互连通的，保证携带的泥沙不在预处理腔内沉积。

液面稳定装置12可采用筛网或其它现有公知公用的液面稳定装置，液面稳定装置12可以防止由于采出液中伴生气的逸出过程而造成预分离腔1内部液位的波动。

油水分离装置14可采用油水分离器或其它现有公知公用的油水分离装置。

可根据实际需要，对上述基于油田伴生气自气浮油水预分离装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，对应集水管15上方的重力沉降分离腔2中部设置有乳化液收集管18，位于乳化液收集管18下方的罐体外壁上设置有乳化液溢流孔19，乳化液溢流孔19与乳化液收集管18之间固定连通有乳化液排出管20，对应乳化液收集管18的罐体上设置有至少两个乳化液取样口21。

本发明的油井采出液在油水分离过程中会产生部分的乳化液，乳化液在油层与水层中间，通过乳化液取样口21观察乳化液的位置，由乳化液收集管18将重力沉降分离腔2内的乳化液收集后，经过乳化液排出管20排出。

如附图1、2所示，布液装置包括布液主管6和布液支管7，罐体左侧下部设置有冲砂口4，布液主管6的左侧与冲砂口4之间固定连通，布液主管6的右侧固定安装在挡板一10上，在布液主管6上左、右间隔分布有至少一个布液支管7，每一个布液支管7前、后水平贯穿并固定在布液主管6上，每个布液支管7的前、后两侧均设置有出液口11。

本发明在罐体的左侧下部设置的冲砂口4，在实际油水分离过程中是处于密封状态，当油水分离结束后，可定时对布液装置进行冲洗，防止布液装置的出液口11因泥沙堆积而造成堵塞。

如附图1、2所示，布液装置上设置有通孔8，通孔8与罐体顶部外侧之间固定连通有进液管9。

如附图1所示，罐体底部的原油缓冲腔3内设置有液位计24，罐体底部设置有至少一个排污口25。

如附图1所示，罐体顶部设置有手动放空口26、安全阀接口27和至少一个人孔23。

如附图1所示，集水管15和乳化液收集管18均通过支撑杆22固定安装在罐体底部。

实施例2：该基于油田伴生气自气浮油水预分离装置的处理方法，利用油井采出液中的伴生气气浮作用，将原依靠重力沉降无法分离的微小油滴实现分离，其按下述方法进行：油田采出液从罐体顶部的进液管9进入布液装置的布液主管6内，由布液支管7上的出液口11进入预处理腔1内，采出液中的伴生气从液体中逸出，携带密度较小的原油上浮实现预分离，当液面高度超过挡板一10后，翻过挡板一10进入重力沉降分离腔2内，经过油水分离装置14实现进一步的油水分离，油层在上，水层在下，当液面高度超过挡板二13后，翻过挡板二13进入原油缓冲腔3内，上层的原油进入原油缓冲腔3内并由出油口22排出，下层的采出水经过集水管15收集，由出水管17排出，罐体内部的气体经过出气口23排出。

本发明油田采出液在油水分离过程中会产生部分的乳化液，乳化液在油层与水层中间，通过乳化液取样口21观察乳化液位置，由乳化液收集管18将重力沉降分离腔2内的乳化液收集后，经过乳化液排出管20排出。

本发明采用上述实施例2所述的处理方法，得到采出油的含水率低于15%，而现有的油水分离装置得到的采出油的含水率为40%至60%，因此，相比现有的油水分离装置，本发明能得到含水率较低的采出油，达到了预期的分离效果。

综上所述，本发明充分利用油井采出液中的伴生气作为气浮气源，加速了原油和采出水的分离，再通过布液装置，实现伴生气在液相中的均匀逸出，形成有效的气浮作用，利用该作用实现在不设置外部设施的情况下，减小设备尺寸，降低投资成本，提高了油水分离的效率，达到了预期的分离效果，应用前景广阔、市场潜力大。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。