CN118049206A - 一种油田用分离器一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油田用分离器一体化装置，包括：罐体、进液口、波纹板聚结器、气相分离管、旋流分离器、砂相分离腔、水相分离腔和油相分离腔。进液口设置在罐体上部，波纹板聚结器外壁与罐体上部内壁固定连接，且位于进液口下方，气相分离管下部外壁与波纹板聚结器内壁固定连接，且上部穿过罐体上部设置有气相出口，旋流分离器外壁与罐体中部内壁固定连接，且位于波纹板聚结器和气相分离管下方。本申请提出的一种油田用分离器一体化装置，通过波纹板聚结器、气相分离管、旋流分离器、砂相分离腔、水相分离腔和油相分离腔的协同配合，提高了分离效率和分离精度。

Description

一种油田用分离器一体化装置

技术领域

本发明涉及石油分离处理技术领域，特别涉及一种油田用分离器一体化装置。

背景技术

在油气开采及输送领域，对油、气、水、砂的分离一直是一项研究重点，三相分离器是油田中常用的分离油、气、水、砂的设备，但其占地面积较大，不易搬运，且分离效率和精度仍有待提高。

现有的石油分离处理技术中，专利公开号为CN112322345A的《一种油、气、水、砂四相分离一体化装置》将三相分离器、与三相分离器配合的各路管线以及与三相分离器配合的过滤器和泵均设置在撬座上，可以对撬座进行迁移，从而可以将撬座上的设备随之迁移，以便于设备再利用和工厂的搬迁改造，提高了设备再利用率，同时提高了工厂的设备搬迁、改造的工作效率；通过第一除砂过滤器和除砂旋流器进行外部除砂，在原油进入三相分离器之前除掉大部分砂砾，能够使三相分离器内进行的三相分离效果更佳。

然而，上述现有技术虽然提前进行了预除砂处理，但其罐体内部的三相分离阶段仍采用的是传统的沉降分离，而沉降分离的过程往往较为缓慢，且不容易对小颗粒进行分离，分离效率和分离精度较低。

发明内容

本发明提供了一种油田用分离器一体化装置，用以解决现有技术中没有比较可靠的针对分离效率和分离精度较低的问题。

一方面，本发明提供了一种油田用分离器一体化装置，包括：罐体、进液口、波纹板聚结器、气相分离管、旋流分离器、砂相分离腔、水相分离腔和油相分离腔。

所述进液口设置在所述罐体上部，所述波纹板聚结器外壁与所述罐体上部内壁固定连接，且位于所述进液口下方，所述气相分离管下部外壁与所述波纹板聚结器内壁固定连接，且上部穿过所述罐体上部设置有气相出口，所述旋流分离器外壁与所述罐体中部内壁固定连接，且位于所述波纹板聚结器和所述气相分离管下方。

所述水相分离腔位于所述砂相分离腔内侧，所述油相分离腔位于所述水相分离腔内侧，所述砂相分离腔底部、所述水相分离腔底部、所述油相分离腔底部依次呈斜坡下降且均与所述罐体下部内壁固定连接。

所述砂相分离腔底部、所述水相分离腔底部、所述油相分离腔底部依次降低，且分别设置有砂相出口、水相出口和油相出口横向穿过所述罐体下部。

在一种可能的实现方式中，所述气相分离管下部内壁自上而下依次设置有环形气挡板和锥形气挡板。

所述环形气挡板外侧与所述气相分离管下部内壁固定连接，所述锥形气挡板外侧通过支架与所述气相分离管下部内壁固定连接。

所述锥形气挡板的半径大于所述环形气挡板的内环半径，且小于所述环形气挡板的外环半径。

在一种可能的实现方式中，所述环形气挡板由内环至外环为斜向下的褶皱结构。

在一种可能的实现方式中，所述环形气挡板的内环固定设置有过滤膜。

在一种可能的实现方式中，所述旋流分离器包括：旋流支撑体和旋流流道。

所述旋流流道外壁与所述罐体中部内壁固定连接，内壁与所述旋流支撑体固定连接。

所述旋流支撑体中部为圆柱形，上部和下部均凸出为圆锥形。

在一种可能的实现方式中，所述罐体还设置有第一清洗入口和第二清洗入口。

所述第一清洗入口位于所述波纹板聚结器上方，所述第二清洗入口位于所述波纹板聚结器与所述旋流分离器之间。

所述第一清洗入口位于所述罐体外侧处设置有第一清洗阀门，所述第一清洗入口进入所述罐体后，还设置有第一喷嘴。

所述第二清洗入口位于所述罐体外侧处设置有第二清洗阀门，所述第二清洗入口进入所述罐体后，还设置有第二喷嘴。

在一种可能的实现方式中，所述气相出口依次连接有气相流量计和气相阀门。

所述水相出口依次连接有水相流量计和水相阀门。

所述油相出口依次连接有油相流量计和油相阀门。

所述气相流量计、所述气相阀门、所述水相流量计、所述水相阀门、所述油相流量计、所述油相阀门均与控制器电连接。

在一种可能的实现方式中，所述水相阀门与所述第一清洗阀门、所述第二清洗阀门通过管道连接。

所述水相阀门与所述第一清洗阀门、所述第二清洗阀门之间还设置有循环水泵。

在一种可能的实现方式中，所述罐体还设置有压力传感器和液位传感器。

所述压力传感器和所述液位传感器均与控制器电连接。

在一种可能的实现方式中，所述进液口还依次连接有进液管、除砂旋流器、连接管、除砂过滤池、原液进液管和原液进液口。

所述连接管上设置有进液泵，所述进液管上设置有进液阀门。

本发明中的一种油田用分离器一体化装置，具有以下优点：

通过波纹板聚结器、气相分离管、旋流分离器、砂相分离腔、水相分离腔和油相分离腔的协同配合，提高了分离效率和分离精度；提出的气相分离管下部内壁自上而下依次设置有环形气挡板和锥形气挡板，增大了油气混合物的移动轨迹复杂度；提出的环形气挡板的内环固定设置有过滤膜，提高了气相分离精度；提出的第一清洗入口、第二清洗入口、第一喷嘴和第二喷嘴，通过对波纹板聚结器、旋流分离器和罐体内壁进行清洗，提高了清洗便捷性；提出的气相流量计、气相阀门、水相流量计、水相阀门、油相流量计、油相阀门均与控制器电连接，提高了分离速率的可监测性和控制性；提出的水相阀门与第一清洗阀门、第二清洗阀门之间还设置有循环水泵，提高了水资源利用率；提出的压力传感器和液位传感器均与控制器电连接，提高了分离过程的安全监测性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种油田用分离器一体化装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的环形气挡板的俯视示意图；

图3为本发明实施例提供的锥形气挡板的俯视示意图；

图4为本发明实施例提供的气相分离管内的气体流动示意图。

附图标记说明：

1-罐体，11-进液口，12-波纹板聚结器，13-气相分离管，131-环形气挡板，1311-过滤膜，132-锥形气挡板，133-气相出口，134-气相流量计，135-气相阀门，14-旋流分离器，141-旋流支撑体，142-旋流流道，151-砂相分离腔，152-砂相出口，161-水相分离腔，162-水相出口，163-水相流量计，164-水相阀门，165-循环水泵，171-油相分离腔，172-油相出口，173-油相流量计，174-油相阀门，181-第一清洗入口，182-第一喷嘴，183-第一清洗阀门，184-第二清洗入口，185-第二喷嘴，186-第二清洗阀门，191-压力传感器，192-液位传感器，2-原液进液口，3-除砂过滤池，4-除砂旋流器，21-原液进液管，22-连接管，23-进液泵，24-进液管，25-进液阀门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种油田用分离器一体化装置，包括：罐体1、进液口11、波纹板聚结器12、气相分离管13、旋流分离器14、砂相分离腔151、水相分离腔161和油相分离腔171。

所述进液口11设置在所述罐体1上部，所述波纹板聚结器12外壁与所述罐体1上部内壁固定连接，且位于所述进液口11下方，所述气相分离管13下部外壁与所述波纹板聚结器12内壁固定连接，且上部穿过所述罐体1上部设置有气相出口133，所述旋流分离器14外壁与所述罐体1中部内壁固定连接，且位于所述波纹板聚结器12和所述气相分离管13下方。

所述水相分离腔161位于所述砂相分离腔151内侧，所述油相分离腔171位于所述水相分离腔161内侧，所述砂相分离腔151底部、所述水相分离腔161底部、所述油相分离腔171底部依次呈斜坡下降且均与所述罐体1下部内壁固定连接。

所述砂相分离腔151底部、所述水相分离腔161底部、所述油相分离腔171底部依次降低，且分别设置有砂相出口152、水相出口162和油相出口172横向穿过所述罐体1下部。

在一种可能的实施例中，原油液从进液口11进入罐体1，随后通过波纹板聚结器12进行聚结处理，提高原油液中的微小油滴粒径；原油液从波纹板聚结器12下侧流入旋流分离器14，在这个过程中，原油液的气相进入气相分离管13并从气相出口133离开罐体1。去除了气相的原油液通过旋流分离器14进行旋流分离，分离后的砂相、水相和油相分别进入砂相分离腔151、水相分离腔161和油相分离腔171，并分别从砂相出口152、水相出口162和油相出口172离开罐体1。

如图2至图4所示，示例性地，所述气相分离管13下部内壁自上而下依次设置有环形气挡板131和锥形气挡板132。

所述环形气挡板131外侧与所述气相分离管13下部内壁固定连接，所述锥形气挡板132外侧通过支架与所述气相分离管13下部内壁固定连接。

所述锥形气挡板132的半径大于所述环形气挡板131的内环半径，且小于所述环形气挡板131的外环半径。

具体地，通过自上而下依次设置的环形气挡板131和锥形气挡板132，可以防止油气混合物直接且连续地从环形气挡板131的内环中间通过，增大了油气混合物的移动轨迹复杂度，从而提高了气相分离精度。

在本实施例中，设置有两组环形气挡板131和锥形气挡板132。

示例性地，所述环形气挡板131由内环至外环为斜向下的褶皱结构。

具体地，通过环形气挡板131的褶皱结构，可以使油气混合物中回收的油相从褶皱间隙流下，从而离开气相分离管13并进入旋流分离器14。

示例性地，所述环形气挡板131的内环固定设置有过滤膜1311。

具体地，通过环形气挡板131内环固定设置的过滤膜1311，可以在油气混合物通过环形气挡板131的内环时进行过滤，将油气混合物中的油相截住。在本实施例中，过滤膜1311采用核孔膜。

示例性地，所述旋流分离器14包括：旋流支撑体141和旋流流道142。

所述旋流流道142外壁与所述罐体1中部内壁固定连接，内壁与所述旋流支撑体141固定连接。

所述旋流支撑体141中部为圆柱形，上部和下部均凸出为圆锥形。

具体地，在本实施例中，旋流流道142采用渐变式单螺旋流道，相邻螺旋的间距逐渐减小，从而有效过流面积逐渐减小，产生强涡流，进而使得砂相、水相和油相易于分离。旋流支撑体141上部的圆锥形设置使得气相更容易聚集在罐体1上部的纵向轴线上，下部的圆锥形设置使得油相更容易聚集在罐体1下部的纵向轴线上。

示例性地，所述罐体1还设置有第一清洗入口181和第二清洗入口184。

所述第一清洗入口181位于所述波纹板聚结器12上方，所述第二清洗入口184位于所述波纹板聚结器12与所述旋流分离器14之间。

所述第一清洗入口181位于所述罐体1外侧处设置有第一清洗阀门183，所述第一清洗入口181进入所述罐体1后，还设置有第一喷嘴182。

所述第二清洗入口184位于所述罐体1外侧处设置有第二清洗阀门186，所述第二清洗入口186进入所述罐体1后，还设置有第二喷嘴185。

在一种可能的实施例中，在分离过程中定时开启第一清洗阀门183和第二清洗阀门186，第一喷嘴182、第二喷嘴185对波纹板聚结器、旋流分离器和罐体内壁进行清洗，使得装置同时进行分离和清洗操作。清洗产生的混合液可以在分离过程中将砂相、水相和油相再次分开，保证清洁性的同时不影响分离效果。在其它可能的实施例中，也可以在分离结束后进行清洗过程。

示例性地，所述气相出口133依次连接有气相流量计134和气相阀门135。

所述水相出口163依次连接有水相流量计163和水相阀门164。

所述油相出口172依次连接有油相流量计173和油相阀门174。

所述气相流量计134、所述气相阀门135、所述水相流量计163、所述水相阀门164、所述油相流量计173、所述油相阀门174均与控制器电连接。

在一种可能的实施例中，通过气相流量计134、水相流量计163、油相流量计173分别对气相流量、水相流量和油相流量进行监测，通过气相阀门135、水相阀门164、油相阀门174分别对气相流量、水相流量和油相流量进行调控。

示例性地，所述水相阀门164与所述第一清洗阀门183、所述第二清洗阀门186通过管道连接。

所述水相阀门164与所述第一清洗阀门183、所述第二清洗阀门184之间还设置有循环水泵165。

具体地，通过循环水泵165的设置，可以将水相出口162流出的水相从循环水泵165输送至第一清洗入口181和第二清洗入口184，实现水资源的循环利用。

示例性地，所述罐体1还设置有压力传感器191和液位传感器192。

所述压力传感器191和所述液位传感器192均与控制器电连接。

具体地，通过压力传感器191监测罐体1内的压力，通过液位传感器192监测罐体1内的液位，并通过控制器基于压力数据和液位数据对装置中的各个阀门进行调控，可以提高分离过程的安全性。

在一种可能的实施例中，罐体1还设置有壁厚传感器，用于监测装置的剩余使用寿命和受损情况。

示例性地，所述进液口11还依次连接有进液管24、除砂旋流器4、连接管22、除砂过滤池3、原液进液管21和原液进液口2。

所述连接管22上设置有进液泵23，所述进液管24上设置有进液阀门25。

在一种可能的实施例中，在原油液进入罐体1之前，先依次经过原液进液口2、原液进液管21、除砂过滤池3、连接管22、除砂旋流器4和进液管24，可以预先滤除大部分的砂相，从而防止罐体1内部进行分离时的堵塞情况。

本发明实施例通过波纹板聚结器、气相分离管、旋流分离器、砂相分离腔、水相分离腔和油相分离腔的协同配合，提高了分离效率和分离精度；提出的气相分离管下部内壁自上而下依次设置有环形气挡板和锥形气挡板，增大了油气混合物的移动轨迹复杂度；提出的环形气挡板的内环固定设置有过滤膜，提高了气相分离精度；提出的第一清洗入口、第二清洗入口、第一喷嘴和第二喷嘴，通过对波纹板聚结器、旋流分离器和罐体内壁进行清洗，提高了清洗便捷性；提出的气相流量计、气相阀门、水相流量计、水相阀门、油相流量计、油相阀门均与控制器电连接，提高了分离速率的可监测性和控制性；提出的水相阀门与第一清洗阀门、第二清洗阀门之间还设置有循环水泵，提高了水资源利用率；提出的压力传感器和液位传感器均与控制器电连接，提高了分离过程的安全监测性。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种油田用分离器一体化装置，其特征在于，包括：罐体、进液口、波纹板聚结器、气相分离管、旋流分离器、砂相分离腔、水相分离腔和油相分离腔；

所述进液口设置在所述罐体上部，所述波纹板聚结器外壁与所述罐体上部内壁固定连接，且位于所述进液口下方，所述气相分离管下部外壁与所述波纹板聚结器内壁固定连接，且上部穿过所述罐体上部设置有气相出口，所述旋流分离器外壁与所述罐体中部内壁固定连接，且位于所述波纹板聚结器和所述气相分离管下方；

所述水相分离腔位于所述砂相分离腔内侧，所述油相分离腔位于所述水相分离腔内侧，所述砂相分离腔底部、所述水相分离腔底部、所述油相分离腔底部依次呈斜坡下降且均与所述罐体下部内壁固定连接；

所述砂相分离腔底部、所述水相分离腔底部、所述油相分离腔底部依次降低，且分别设置有砂相出口、水相出口和油相出口横向穿过所述罐体下部。

2.根据权利要求1所述的一种油田用分离器一体化装置，其特征在于，所述气相分离管下部内壁由上而下依次设置有环形气挡板和锥形气挡板；

所述环形气挡板外侧与所述气相分离管下部内壁固定连接，所述锥形气挡板外侧通过支架与所述气相分离管下部内壁固定连接；

所述锥形气挡板的半径大于所述环形气挡板的内环半径，且小于所述环形气挡板的外环半径。

3.根据权利要求2所述的一种油田用分离器一体化装置，其特征在于，所述环形气挡板由内环至外环为斜向下的褶皱结构。

4.根据权利要求2所述的一种油田用分离器一体化装置，其特征在于，所述环形气挡板的内环固定设置有过滤膜。

5.根据权利要求1所述的一种油田用分离器一体化装置，其特征在于，所述旋流分离器包括：旋流支撑体和旋流流道；

所述旋流流道外壁与所述罐体中部内壁固定连接，内壁与所述旋流支撑体固定连接；

所述旋流支撑体中部为圆柱形，上部和下部均凸出为圆锥形。

6.根据权利要求1所述的一种油田用分离器一体化装置，其特征在于，所述罐体还设置有第一清洗入口和第二清洗入口；

所述第一清洗入口位于所述波纹板聚结器上方，所述第二清洗入口位于所述波纹板聚结器与所述旋流分离器之间；

所述第一清洗入口位于所述罐体外侧处设置有第一清洗阀门，所述第一清洗入口进入所述罐体后，还设置有第一喷嘴；

所述第二清洗入口位于所述罐体外侧处设置有第二清洗阀门，所述第二清洗入口进入所述罐体后，还设置有第二喷嘴。

7.根据权利要求6所述的一种油田用分离器一体化装置，其特征在于，所述气相出口依次连接有气相流量计和气相阀门；

所述水相出口依次连接有水相流量计和水相阀门；

所述油相出口依次连接有油相流量计和油相阀门；

所述气相流量计、所述气相阀门、所述水相流量计、所述水相阀门、所述油相流量计、所述油相阀门均与控制器电连接。

8.根据权利要求7所述的一种油田用分离器一体化装置，其特征在于，所述水相阀门与所述第一清洗阀门、所述第二清洗阀门通过管道连接；

所述水相阀门与所述第一清洗阀门、所述第二清洗阀门之间还设置有循环水泵。

9.根据权利要求1所述的一种油田用分离器一体化装置，其特征在于，所述罐体还设置有压力传感器和液位传感器；

所述压力传感器和所述液位传感器均与控制器电连接。

10.根据权利要求1所述的一种油田用分离器一体化装置，其特征在于，所述进液口还依次连接有进液管、除砂旋流器、连接管、除砂过滤池、原液进液管和原液进液口；

所述连接管上设置有进液泵，所述进液管上设置有进液阀门。