一種油田采出液短流程預(yù)分水處理裝置的制作方法

本發(fā)明涉及油田開發(fā)中油井產(chǎn)出液的處理系統(tǒng)，特別是一種油田采出液短流程預(yù)分水處理裝置。

背景技術(shù)：

經(jīng)過幾十年的開發(fā)，國內(nèi)大部分油田都進(jìn)入高含水甚至是特高含水期，采出液量不斷增加，給油田地面處理系統(tǒng)帶來負(fù)荷增加、能耗上升等一系列問題。在集輸流程前端進(jìn)行采出液預(yù)處理，可以實(shí)現(xiàn)30%-50%污水就地回注，減輕集輸系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，降低生產(chǎn)成本。

傳統(tǒng)的旋流器只能進(jìn)行氣液分離或分離油水密度差較大的油水兩相，而且對于污水中懸浮固體去除效果較差，一般用于油水處理工藝的中間后端處理環(huán)節(jié)，前端污水預(yù)處理到一定指標(biāo)后再進(jìn)一步處理，對入口的來液有一定的水質(zhì)要求。

一般的采出液處理裝置如三相分離器采用各種分離原理，分離效率高，但占地面積較大，需要操作維護(hù)，且不具有污水處理功能。

中國專利“圍欄式油氣水三相分離裝置”，專利申請?zhí)?01210435339.5，公開了一種能夠進(jìn)行油井采出液預(yù)處理的氣、油和水的分離裝置，該裝置利用了油井采出液中氣、油和水的密度差異，采用多級旋流器分離和梯型管進(jìn)行分離，取得了較好的效果。但該裝置仍然存在著二方面的問題，一是，當(dāng)來液中含有泥砂時，該裝置不能分離出泥砂；二是裝置排出水中含有的懸浮固體濃度還有待進(jìn)一步去除，這二方面造成了裝置出水口的產(chǎn)出水中固體含量有時不達(dá)標(biāo)，不能直接向水井中進(jìn)行回注。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，發(fā)明了一種油田采出液短流程預(yù)分水處理裝置，實(shí)現(xiàn)了油井采出液的油、氣、水分離的同時，還能除去泥砂和懸浮固體，達(dá)到污水回注標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種油田采出液短流程預(yù)分水處理裝置，一級以上油水分離旋流器相串聯(lián)，前一級油水分離旋流器的中出口與后一級油水分離旋流器的入口相接，油水分離旋流器的上出口均與排油管線相連接；末一級油水分離旋流器的中出口與梯型管的入口相連接，一級油水分離旋流器的入口還與氣液砂分離器相連接。

優(yōu)選實(shí)施例一：所述的氣液砂分離器是旋流器，在旋流器的底部設(shè)置旋流器下出口，旋流器上出口與排氣管線相連接，旋流器中出口與一級油水分離旋流器的入口相連接。梯型管下部設(shè)置氣泡發(fā)生器，氣泡發(fā)生器與梯型管的連接處不與任何垂直分離管的垂直投影面相重疊；總氣管線上設(shè)置分氣管線，分氣管線與氣泡發(fā)生器相連通；總氣管線的氣體入口同時與排氣管線和氣泵相連接。

優(yōu)選實(shí)施例二：所述的氣液砂分離器是復(fù)式梯型管，復(fù)式梯型管包括橫向設(shè)置的上平管、中平管和下斜管，其中上平管和中平管水平設(shè)置，下斜管傾斜設(shè)置，上分離管溝通上平管和中平管，下分離管溝通中平管和下斜管；在上平管的端部設(shè)置復(fù)式梯型管上出口與排氣管線相連接，在中平管的端部設(shè)置復(fù)式梯型管中出口與一級油水分離旋流器的入口相連接，在下斜管的低端設(shè)置復(fù)式梯型管下出口。所述的復(fù)式梯型管的下分離管是垂直設(shè)置或傾斜設(shè)置。梯型管下部設(shè)置氣泡發(fā)生器，氣泡發(fā)生器與梯型管的連接處不與任何垂直分離管的垂直投影面相重疊；總氣管線上設(shè)置分氣管線，分氣管線與氣泡發(fā)生器相連通；總氣管線的氣體入口同時與排氣管線和氣泵相連接。

優(yōu)選實(shí)施例三：所述的氣液砂分離器是旋流器與梯型管二的復(fù)合體，在旋流器的底部設(shè)置旋流器下出口，旋流器上出口與排油管線相連接，旋流器中出口與一級油水分離旋流器的入口相連接，梯型管二的上出口與排油管線相連接，梯型管二的下出口與旋流器的入口相連接。梯型管下部設(shè)置氣泡發(fā)生器，氣泡發(fā)生器與梯型管的連接處不與任何垂直分離管的垂直投影面相重疊；總氣管線上設(shè)置分氣管線，分氣管線與氣泡發(fā)生器相連通；總氣管線的氣體入口同與氣泵相連接。

優(yōu)選實(shí)施例四：所述的氣液砂分離器是旋流器，在旋流器的底部設(shè)置旋流器下出口，旋流器上出口與排氣管線相連接，旋流器中出口與一級油水分離旋流器的入口相連接。在旋流器與一級油水分離旋流器的連接管線上以及末級油水分離旋流器與梯型管的連接管線上各自串接一個混氣器，混氣器的氣體入口同時與排氣管線和氣泵相連接。

優(yōu)選實(shí)施例五：所述的氣液砂分離器是復(fù)式梯型管，復(fù)式梯型管包括橫向設(shè)置的上平管、中平管和下斜管，其中上平管和中平管水平設(shè)置，下斜管傾斜設(shè)置，上分離管溝通上平管和中平管，下分離管溝通中平管和下斜管；在上平管的端部設(shè)置復(fù)式梯型管上出口與排氣管線相連接，在中平管的端部設(shè)置復(fù)式梯型管中出口與一級油水分離旋流器的入口相連接，在下斜管的低端設(shè)置復(fù)式梯型管下出口。所述的復(fù)式梯型管的下分離管是垂直設(shè)置或傾斜設(shè)置。在一級油水分離旋流器與二級油水分離旋流器的連接管線上以及末級油水分離旋流器與梯型管的連接管線上各自串接一個混氣器，混氣器的氣體入口同時與排氣管線和氣泵相連接。

優(yōu)選實(shí)施例六：所述的氣液砂分離器是旋流器與梯型管二的復(fù)合體，在旋流器的底部設(shè)置旋流器下出口，旋流器上出口與排油管線相連接，旋流器中出口與一級油水分離旋流器的入口相連接，梯型管二的上出口與排油管線相連接，梯型管二的下出口與旋流器的入口相連接。在末級油水分離旋流器與梯型管的連接管線上串接一個混氣器，混氣器的氣體入口與氣泵相連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

①由于采用了旋流器并在其底部設(shè)置了出砂口，或采用了復(fù)式梯型管并在其下部傾斜管的低端設(shè)置出砂口，由于泥砂的密度高，在旋流器或復(fù)式梯型管就泥砂進(jìn)行了有效分離。

②本裝置在裝置的不同部位設(shè)置了混氣器對采出液進(jìn)行氣浮處理，可根據(jù)產(chǎn)出液的不同產(chǎn)量和特性選擇不同的氣浮方式，有利于更好地去除產(chǎn)出水中的懸浮固體和油滴。

③本裝置可利用本裝置本身分離出的氣體進(jìn)行氣浮處理，能夠減少裝置體積，減少了裝置建設(shè)投資和氣浮處理所需氣體費(fèi)用。

④采出液預(yù)處理裝置占地少，采用物理方法處理，不添加化學(xué)藥劑，能實(shí)現(xiàn)無人值守，因此可應(yīng)用于計量站甚至采油井口，在有限的時間和場地空間實(shí)現(xiàn)污水快速就地分水、就地回注。

附圖說明

前面簡單地描述了本發(fā)明，接下來參考描述本發(fā)明的以下具體實(shí)施例的圖紙進(jìn)一步、詳細(xì)地敘述本發(fā)明。這些圖紙只描述了該發(fā)明的一些典型的實(shí)施例，因此不能認(rèn)為是限制本發(fā)明的范圍。在這些圖紙中：

圖1是本發(fā)明的油田采出液短流程預(yù)分水處理裝置優(yōu)選實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的油田采出液短流程預(yù)分水處理裝置優(yōu)選實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的下分離管是垂直設(shè)置。

圖3是本發(fā)明的油田采出液短流程預(yù)分水處理裝置優(yōu)選實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的下分離管是傾斜設(shè)置。

圖4是本發(fā)明的油田采出液短流程預(yù)分水處理裝置優(yōu)選實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的油田采出液短流程預(yù)分水處理裝置優(yōu)選實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明的油田采出液短流程預(yù)分水處理裝置優(yōu)選實(shí)施例五結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的下分離管是垂直設(shè)置。

圖7是本發(fā)明的油田采出液短流程預(yù)分水處理裝置優(yōu)選實(shí)施例五結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的下分離管是傾斜設(shè)置。

圖8是本發(fā)明的油田采出液短流程預(yù)分水處理裝置優(yōu)選實(shí)施例六結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是氣泡發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

見圖1和圖9所示，一級油水分離旋流器2和二級油水分離旋流器3相串聯(lián)，一級油水分離旋流器2的中出口與二級油水分離旋流器3的入口相接，一、二級油水分離旋流器的上出口均與排油管線8相連接；二級油水分離旋流器3的中出口與梯型管9的入口相連接，一級油水分離旋流器2的入口還與旋流器1相連接。梯型管的上水平管的出口與排油管線8相連接，下水平管的出口與排水管線13相連接，排出分離出來的水。

旋流器1、一級油水分離旋流器2和二級油水分離旋流器3都是旋流器，其結(jié)構(gòu)和工作原理基本上與“一種軸流式同向出流旋流分離器，中國專利，專利申請?zhí)?01210196516.9”和“一種管道式導(dǎo)流片型油水分離器的徐水裝置，中國專利，專利申請?zhí)?01110220538.X”相同。旋流器都是在側(cè)壁的上部設(shè)置來液入口，在側(cè)壁的下部設(shè)置密度較大分離液的出口，在本申請文件中稱為中出口；在頂部設(shè)置密度較小分離液或氣的出口。所不同的是在旋流器1的底部增加了旋流器下出口10用于排出分離出的泥砂。所述的油水分離旋流器相串聯(lián)是指前一級油水分離旋流器的中出口與后一級油水分離旋流器的入口相連接。本申請文件中各出口與入口之間的連接指的是用管線進(jìn)行的連接。

油井的產(chǎn)液中往往含有少量的泥砂和不等量的天然氣，為了提高分離效率，減少后一級分離器的磨蝕和堵塞，使裝置排出分離水達(dá)到回注水的標(biāo)準(zhǔn)，需要首先把泥砂和氣體從油井的產(chǎn)液中分離出來。按照各旋流器的功能區(qū)分，把旋流器1稱為氣液砂分離器，其旋流器上出口12排出分離出的氣體進(jìn)入排氣管線7，旋流器下出口10用于排出分離出的泥砂。把用于分離油水的旋流器稱為油水分離旋流器，根據(jù)油井的產(chǎn)液情況，油水分離旋流器可以使用1～4個，多個油水分離旋流器串聯(lián)使用，把處于初始來液端的油水分離旋流器稱為一級油水分離旋流器，后面的則依次類推為二級油水分離旋流器、三級油水分離旋流器、四級油水分離旋流器。

為了提高處理效果，進(jìn)一步分離懸浮的固體顆粒和小油滴，還可增設(shè)氣浮系統(tǒng)，包括總氣管線5、分氣管線6、氣泵4、氣泡發(fā)生器15和相應(yīng)的連接管線。

梯型管9下部設(shè)置氣泡發(fā)生器15，為提高氣浮效果，氣泡發(fā)生器15與梯型管9的連接處不與任何垂直分離管14的垂直投影面相重疊；總氣管線5上設(shè)置分氣管線6，分氣管線6與氣泡發(fā)生器15相連通；總氣管線5的氣體入口同時與排氣管線7和氣泵4相連接。

氣泡發(fā)生器15的結(jié)構(gòu)見圖9所示，氣泡發(fā)生器15包括殼體16和多孔板17。多孔板17安裝在殼體16內(nèi)，多孔板17下方與殼體16之間有空腔。多孔板17是用來產(chǎn)生氣泡的，是一種帶有大量小孔的介質(zhì)，它可以是一塊金屬板，在板上鉆有小孔，小孔的直徑不大于0.1mm；多孔板也可以使用石英砂加樹脂膠結(jié)形成，這種使用樹脂膠結(jié)石英砂的方法在油田預(yù)制防砂管的制作中廣泛使用。

生產(chǎn)中如果排氣管線7中的氣量充足，則可不使用氣泵4，如果排氣管線7中的氣量不足，則可使用氣泵4通過外接氣源補(bǔ)充。這樣的設(shè)計，充分利用了本系統(tǒng)的分離氣，可降低操作費(fèi)用。

在本裝置中的管線上根據(jù)需要可設(shè)置閥門和流量計，如圖1中所示，以下的實(shí)施例的說明中不再贅述。

參見圖2，在本實(shí)施例中，所述的氣液砂分離器是復(fù)式梯型管21，復(fù)式梯型管21包括橫向設(shè)置的上平管22、中平管24和下斜管25，其中上平管22和中平管24水平設(shè)置，下斜管25傾斜設(shè)置，上分離管23溝通上平管22和中平管24，下分離管26溝通中平管24和下斜管25；在上平管22的端部設(shè)置復(fù)式梯型管上出口27與排氣管線7相連接，在中平管24的端部設(shè)置復(fù)式梯型管中出口28與一級油水分離旋流器2的入口相連接，在下斜管25的低端設(shè)置復(fù)式梯型管下出口29。所述的復(fù)式梯型管21的下分離管26是垂直設(shè)置。為了提高處理效果，進(jìn)一步分離懸浮的固體顆粒和小油滴，設(shè)置氣浮系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)與連接方式與圖1完全相同。在本實(shí)施例中，油水分離旋流器設(shè)置了三級，包括一級油水分離旋流器2、二級油水分離旋流器3、三級油水分離旋流器20。

圖3所示的裝置結(jié)構(gòu)與圖2不同之處在于所述的復(fù)式梯型管21的下分離管26是傾斜設(shè)置，其它部分完全相同。

當(dāng)油井的產(chǎn)出液所含天然氣量較少時，就不必考慮氣體的分離，這時圖2實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)可以簡化，省去排氣管線，簡化后的結(jié)構(gòu)參見圖4，在本實(shí)施例中所述的氣液砂分離器是旋流器1與梯型管二41的復(fù)合體，在旋流器1的底部設(shè)置旋流器下出口10用于排出泥砂，旋流器上出口12與排油管線8相連接，旋流器中出口11與一級油水分離旋流器2的入口相連接，梯型管二41的上出口與排油管線8相連接，梯型管二41的下出口與旋流器1的入口相連接。在本實(shí)施例的設(shè)置中，氣浮系統(tǒng)的設(shè)置與圖1的不同之處在于混氣器只與氣泵4相連接。

參見圖5，為了進(jìn)一步提高懸浮物的分離效果，在圖1結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上改進(jìn)了氣浮系統(tǒng)。在旋流器1與一級油水分離旋流器2的連接管線上以及末級油水分離旋流器與梯型管9的連接管線上各自串接一個混氣器50，混氣器50的氣體入口同時與排氣管線7和氣泵4相連接。在圖5中，末級油水分離旋流器是指二級油水分離旋流器3。

本申請文件中，混氣器50的結(jié)構(gòu)可采用“基于板式微孔介質(zhì)發(fā)泡機(jī)理的微細(xì)氣泡發(fā)生裝置，中國專利，專利申請?zhí)?01410239584.8”所公開的結(jié)構(gòu)以及其它類似的能夠產(chǎn)生氣泡的混氣裝置。

參見圖6和圖7，為了進(jìn)一步提高懸浮物的分離效果，在圖2和圖3結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上改進(jìn)了氣浮系統(tǒng)。在一級油水分離旋流器2與二級油水分離旋流器3的連接管線上以及末級油水分離旋流器與梯型管9的連接管線上各自串接一個混氣器50，混氣器50的氣體入口同時與排氣管線7和氣泵4相連接。在圖6或圖7中，末級油水分離旋流器是指二級油水分離旋流器20。

參見圖8，本實(shí)施例是在圖4實(shí)施例的基礎(chǔ)上，對氣浮系統(tǒng)的改進(jìn)，在末級油水分離旋流器與梯型管9的連接管線上串接一個混氣器50，混氣器50的氣體入口與氣泵4相連接。在圖8中，末級油水分離旋流器是指二級油水分離旋流器20。

本文所述的實(shí)施例僅僅為典型實(shí)施例，但不僅限于這些實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的精神和啟示下做出修改。本文所公開的方案可能存在很多變更、組合和修改，且都在本發(fā)明的范圍內(nèi)，因此，保護(hù)范圍不僅限于上文的說明，而是根據(jù)權(quán)利要求來定義，保護(hù)范圍包括權(quán)利要求的標(biāo)的的所有等價物。