一種管套管式四相分離器和油田油水混合液預分離方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及油田產出物處理技術領域，具體涉及一種管套管式四相分離器和油田油水混合液預分離方法。
【背景技術】
[0002]油田現(xiàn)有的油、氣、水、砂分離技術是多種分離系統(tǒng)的組合，一般要經過油氣分離器脫氣，熱化學沉降法脫水，脫出的污水再經過沉降、絮凝、氣浮、過濾等多道環(huán)節(jié)，整體系統(tǒng)規(guī)模龐大，處理成本很高。
[0003]目前市場上缺少比較小型的裝置和簡單的方法先將油、氣、水、砂四相介質進行預分離，然后再分別進行深度處理的工藝技術，為此工程技術人員正在努力探索減少投資及節(jié)能降耗的新途徑。

【發(fā)明內容】

[0004]為解決油田現(xiàn)有產出物處理技術中投資大成本高的技術缺陷，本發(fā)明設計出一種管套管式四相分離器和油田油水混合液預分離方法。該小型裝置集油氣分離器、油水沉降罐、斜板除油罐、污水浮選機的四種功能為一體，實現(xiàn)了油田產出物在管線流動過程中即完成對油、氣、水、砂四相介質進行預分離的目的，可大幅度提高處理效率，減小設備規(guī)模，降低運行成本。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明利用的技術方案為:
[0006]一種管套管式四相分離器包括內管(I)和外管(2)，內管的頂端和底端分別固接沿軸向延伸的第一上半管(3)和第一下半管(4)。多層管套在一起的緊湊結構，解決了以往分離裝置體積龐大，需要較大占地面積的問題；內管頂端和底端沿程分別開設有排氣孔和排含砂水孔，外管頂端和底端沿程分別開設有排油孔和排水孔，第一下半管的側壁上開設有出水縫，此類通道可使流體產生縱向流動，起到及時排出分出物，降低水平方向流速，提高重力沉降效率的作用。內管和外管間的環(huán)空具有上下窄，中間寬的特征，使其中的流體在窄隙處的雷諾數(shù)大為降低，進而增加層流高度，不易產生竄流現(xiàn)象。
[0007]進一步的，內管的內壁上固接有上多層斜板和下多層斜板，可降低流體沉降高度并增加水平投影面積而形成“淺池效應”，較好地解決了因裝置體積小造成沉降時間不足的問題，同時可防液流紊亂。
[0008]進一步的，第一下半管的側壁上開設有出水縫。第一下半管的出水縫設計，可使進入到環(huán)空的水減壓噴出而形成“氣浮效應“有利于對水中乳化油及積雜的去除。
[0009]本發(fā)明裝置小，效率高，運行平穩(wěn)。經其預脫處理后，可大幅度減少來液油氣比、油中含水率、污水含油率和水中積雜各項指標，進而減輕后續(xù)深度處理工藝的處理負荷，提高處理效率，減少設備規(guī)模，降低運行成本。
[0010]一種油田油水混合液預分離方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0011](I)、利用“重力沉降法”對油田油水混合液中的氣、連續(xù)相原油、游離水和泥砂進行一次分離；一次分離過程中直接收集向前流動的連續(xù)相原油；
[0012](2)、利用“淺池效應法”對一次分離過程中上浮的氣和沉降的含泥砂游離水進一步除油；
[0013](3)利用“氣浮法”對步驟(2)中含泥砂游離水中的乳化原油進行三次分離，三次分離過程中分別收集上浮的非水相浮碴和沉降的較為純凈的水。
[0014]進一步的，步驟(I)和步驟(2)及步驟(3)同步進行，在流動過程中一次性完成氣、原油、游離水和泥砂的分離。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的管套管式四相分離器裝置小，效率高，運行平穩(wěn)，方法可靠。經其預脫處理后，可大幅度減少來液油氣比、油中含水率、污水含油率和水中積雜各項指標，進而減輕后續(xù)深度處理工藝的處理負荷，提高處理效率，減少設備規(guī)模，降低運行成本。本發(fā)明的油田油水混合液預分離方法，方法簡單，可降低操作成本。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明所述管套管式四相分離器的結構示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明所述管套管式四相分離器的縱向剖視圖。
[0018]圖中，
[0019]1、內管；11、排氣孔；12、排含砂水孔；2、外管；21、排油孔；22、排水孔；3、第一上半管；4、第一下半管；41、出水縫；5、第二上半管；6、第二下半管；7、下多層斜板；8、上多層斜板。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發(fā)明的結構進行詳細解釋說明。
[0021]如圖1-2所示，本發(fā)明提供的一種管套管式四相分離器，包括內管I和外管2，內管和外管之間環(huán)形空間的橫斷面為上下窄、中間寬的“雙月牙”形結構。內管的頂端和底端分別固接沿軸向延伸的第一上半管3和第一下半管4，外管的頂端和底端分別固接沿軸向延伸的第二上半管5和第二下半管6 ;內管頂端和底端沿程分別開設有排氣孔11和排含砂水孔12，外管頂端和底端沿程分別開設有排油孔21和排水孔22，第一下半管的側壁上開設有出水縫41。
[0022]本發(fā)明提供的一種管套管式四相分離器，內管的內壁上固接有上多層斜板8和下多層斜板7。
[0023]本發(fā)明提供的一種管套管式四相分離器，工作原理如下:內管前端為油田油水混合液入孔，后端為油出孔，流動過程可實現(xiàn)油、氣、含泥砂水在內管中的一次沉降分離，分出的連續(xù)相油進油系統(tǒng)；在內管中設上多層斜板和下多層斜板依靠“淺池效應”進一步除油，內管上端設第一上半管，通過內管頂端的排氣孔排氣，內管下端設第一下半管，通過排砂孔收集含泥砂的游離水，第一下半管的泥砂外排；油、水的三次分離是在外管中完成的，游離污水減壓后進入內管與外管之間的環(huán)空寬隙處形成“氣浮效應”，由于環(huán)空上下窄隙處容易形成層流，所以在第二上半管很容易收集到浮油，第二下半管收集到較為純凈的水。
[0024]本發(fā)明提供的一種油田油水混合液預分離方法，包括以下步驟:
[0025](I)、利用“重力沉降法”對油田油水混合液中的氣、連續(xù)相原油、游離水和泥砂進行初步分離；初步分離過程中直接收集向前流動的連續(xù)相原油；
[0026](2)、利用“淺池效應法”對一次分離過程中上浮的氣和沉降的含泥砂游離水進一步除油；
[0027](3)利用“氣浮法”對步驟(2)中含泥砂游離水中的乳化原油進行二次分離，二次分離過程中分別收集上浮的非水相浮碴和沉降的較為純凈的水。
[0028]本發(fā)明提供的一種油田油水混合液預分離方法，在具體實施時，可根據處理量、現(xiàn)場工況和場地條件優(yōu)選設備參數(shù)和擺放位置。在步驟(1)、(2)中，利用的“內管及上、下多層斜板”規(guī)格主要由處理量決定；步驟(3)中，利用“氣浮法”時的減壓值主要由水中天然氣的溶解度決定；而油、氣、水、砂出孔的排放量需根據對不同介質的指標要求分別進行控制。
[0029]本發(fā)明提供的一種油田油水混合液預分離方法，步驟(1)、步驟(2)及步驟(3)中的初步分離、進一步除油和二次分離過程同步進行，在流動過程中一次性完成氣、原油、游離水和泥砂的分離。
[0030]利用本發(fā)明提供的一種管套管式四相分離器和油田油水混合液預分離方法，使油田產出物中的氣、油、水、砂的分離在管道輸送過程中即可完成，可因地制宜地將分離器靈活擺放或埋藏在地下，大幅度降低目前分離設施的工程造價，減少占地面積，降低操作成本。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明實質內容上所作的任何修改、等同替換和簡單改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種管套管式四相分離器，包括內管（I)和外管（2)，其特征在于，內管的頂端和底端分別固接沿軸向延伸的第一上半管（3)和第一下半管（4)，外管的頂端和底端分別固接沿軸向延伸的第二上半管（5)和第二下半管￠);內管頂端和底端沿程分別開設有排氣孔(11)和排含砂水孔（12)，外管頂端和底端沿程分別開設有排油孔（21)和排水孔（22)。
2.根據權利要求I所述的管套管式四相分離器，其特征在于，內管的內壁上固接有上多層斜板（8)和下多層斜板（7)。
3.根據權利要求I所述的管套管式四相分離器，其特征在于，第一下半管的側壁上開設有出水縫（41)。
4.一種油田油水混合液預分離方法，其特征在于，包括以下步驟： (1)、利用“重力沉降法”對油田油水混合液中的氣、連續(xù)相原油、游離水和泥砂進行初步分離；初步分離過程中直接收集向前流動的連續(xù)相原油； (2)、利用“淺池效應法”對一次分離過程中上浮的氣和沉降的含泥砂游離水進一步除油； (3)利用“氣浮法”對步驟（2)中含泥砂游離水中的乳化原油進行二次分離，二次分離過程中分別收集上浮的非水相浮碴和沉降的較為純凈的水。
5.根據權利要求4所述的油田油水混合液預分離方法，其特征在于，步驟（I)、步驟（2)及步驟（3)中的初步分離、進一步除油和二次分離過程同步進行，在流動過程中一次性完成氣、原油、游離水和泥砂的分離。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種管套管式四相分離器和油田油水混合液預分離方法，管套管式四相分離器，包括內管和外管，內管的頂端和底端分別固接沿軸向延伸的第一上半管和第一下半管，外管的頂端和底端分別固接沿軸向延伸的第二上半管和第二下半管。一種油田油水混合液預分離方法，包括以下步驟：(1)、利用“重力沉降法”對油田油水混合液中的氣、連續(xù)相原油、游離水和泥砂進行初步分離；(2)、利用“淺池效應法”對一次分離過程中上浮的氣和沉降的含泥砂游離水進一步除油；(3)利用“氣浮法”對步驟(2)中含泥砂游離水中的乳化原油進行二次分離。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的管套管式四相分離器裝置小，效率高，運行平穩(wěn)，方法可靠。
【IPC分類】C02F103-10, C02F9-02
【公開號】CN104828990
【申請?zhí)枴緾N201510225075
【發(fā)明人】李航, 崔堯禹, 李開興
【申請人】崔斌
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月5日