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文檔簡(jiǎn)介

1、油氣集輸簡(jiǎn)介寇寇 杰杰 郵件: 電話:139698775592022-3-232油藏勘探油藏勘探油田開(kāi)發(fā)油田開(kāi)發(fā)油氣集輸油氣集輸尋找石油資源尋找石油資源地球資源與信息學(xué)院地球資源與信息學(xué)院石油工程學(xué)院石油工程學(xué)院地下地下 地上地上水、砂、鹽等固體雜質(zhì)水、砂、鹽等固體雜質(zhì)儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院鉆井鉆井 采油采油原油、伴生氣原油、伴生氣收集、凈化處理、運(yùn)輸收集、凈化處理、運(yùn)輸采油工程采油工程化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院石油的煉制與加工石油的煉制與加工石油加工石油加工2022-3-233油氣集輸?shù)墓ぷ魅蝿?wù) 將分散的油井產(chǎn)物、分別測(cè)得將分散的油井產(chǎn)物、分別測(cè)得各單井的原油、天然氣和采出水的各

2、單井的原油、天然氣和采出水的產(chǎn)量值后,匯集、處理成出礦原油、產(chǎn)量值后,匯集、處理成出礦原油、天然氣、液化石油氣及天然汽油,天然氣、液化石油氣及天然汽油,經(jīng)儲(chǔ)存、計(jì)量后輸送給用戶的的油經(jīng)儲(chǔ)存、計(jì)量后輸送給用戶的的油田生產(chǎn)過(guò)程。田生產(chǎn)過(guò)程。 2022-3-234油氣集輸?shù)纳a(chǎn)系統(tǒng)油氣集輸?shù)纳a(chǎn)系統(tǒng)2022-3-235油氣集輸?shù)墓ぷ鞣秶?油氣集輸?shù)墓ぷ鞣秶侵敢杂途疄橛蜌饧數(shù)墓ぷ鞣秶侵敢杂途疄槠瘘c(diǎn),礦場(chǎng)原油庫(kù)或輸油、輸氣管線首起點(diǎn),礦場(chǎng)原油庫(kù)或輸油、輸氣管線首站為終點(diǎn)的礦場(chǎng)業(yè)務(wù)。站為終點(diǎn)的礦場(chǎng)業(yè)務(wù)。 2022-3-236油氣集輸?shù)墓ぷ鲀?nèi)容2022-3-237油氣集輸?shù)墓ぷ鲀?nèi)容2022-3-238

3、油田產(chǎn)品油田產(chǎn)品 商品原油、天然氣、液化石油氣、商品原油、天然氣、液化石油氣、穩(wěn)定輕烴和凈化污水穩(wěn)定輕烴和凈化污水2022-3-239油氣集輸系統(tǒng)的組成 n 油田地面集輸系統(tǒng)有各種站和管線組成。油田地面集輸系統(tǒng)有各種站和管線組成。n 管線按所輸送的介質(zhì)分為氣、油、水單相管和油氣混輸管管線按所輸送的介質(zhì)分為氣、油、水單相管和油氣混輸管以及油氣水混輸管。出油管線、集油管線以及油氣水混輸管。出油管線、集油管線 、礦場(chǎng)輸油管線、礦場(chǎng)輸油管線、集氣管線、輸氣管線集氣管線、輸氣管線 。 n 至于站,名稱不算統(tǒng)一,大致有:分井計(jì)量站至于站,名稱不算統(tǒng)一,大致有:分井計(jì)量站 、交接計(jì)、交接計(jì)量站量站 、接轉(zhuǎn)站

4、、接轉(zhuǎn)站 、原油脫水站、原油脫水站 、礦場(chǎng)油庫(kù)、礦場(chǎng)油庫(kù) 、增壓集氣站、增壓集氣站 、壓氣站壓氣站 、集中處理站、集中處理站 。 2022-3-2310 油層能量不足以使石油由地下流至地面時(shí),或雖能流油層能量不足以使石油由地下流至地面時(shí),或雖能流至地面但不能滿足增大產(chǎn)油量要求時(shí),都必須借助于機(jī)械至地面但不能滿足增大產(chǎn)油量要求時(shí),都必須借助于機(jī)械能量進(jìn)行開(kāi)采。在機(jī)械采油中,廣泛采用深井泵采油法,能量進(jìn)行開(kāi)采。在機(jī)械采油中,廣泛采用深井泵采油法,這類油井通常稱為抽油井。這類油井通常稱為抽油井。抽油機(jī)深井泵裝置抽油機(jī)深井泵裝置2022-3-2311抽油機(jī)圖片2022-3-2312油氣混輸2022-3

5、-2313礦場(chǎng)集輸管路的定義礦場(chǎng)集輸管路的定義 從油氣井到礦場(chǎng)原油庫(kù)、長(zhǎng)距離輸油管和輸氣從油氣井到礦場(chǎng)原油庫(kù)、長(zhǎng)距離輸油管和輸氣管首站、礦場(chǎng)地域內(nèi)的所有輸送工藝流體(原油和管首站、礦場(chǎng)地域內(nèi)的所有輸送工藝流體(原油和天然氣)的管路統(tǒng)稱為天然氣)的管路統(tǒng)稱為礦場(chǎng)集輸管路礦場(chǎng)集輸管路。 2022-3-2314混輸管路的應(yīng)用 沙漠油田沙漠油田 陸地上的邊際油田陸地上的邊際油田 灘海及海上油田灘海及海上油田 2022-3-2315氣液混輸管路的特點(diǎn)氣液混輸管路的特點(diǎn) 1 1、流型變化多(、流型變化多(Taitel-Dukler流型)流型) 2022-3-2316垂直管流型(a)氣泡流;()氣泡流;(b

6、)段塞流;()段塞流;(c)乳沫狀流;()乳沫狀流;(d)環(huán)狀流)環(huán)狀流2022-3-2317氣液混輸管路的特點(diǎn)2 2、存在相間能量交換和能量損失、存在相間能量交換和能量損失 3 3、存在傳質(zhì)現(xiàn)象、存在傳質(zhì)現(xiàn)象 4 4、流動(dòng)不穩(wěn)定、流動(dòng)不穩(wěn)定5 5、存在作用力、存在作用力6 6、存在非牛頓流體和水合物、存在非牛頓流體和水合物2022-3-2318圖片2022-3-2319油氣水分離2022-3-2320分離方式和分離級(jí)數(shù)分離方式和分離級(jí)數(shù) 油氣共存對(duì)油井產(chǎn)品計(jì)量、礦場(chǎng)加工、儲(chǔ)存以及長(zhǎng)距離油氣共存對(duì)油井產(chǎn)品計(jì)量、礦場(chǎng)加工、儲(chǔ)存以及長(zhǎng)距離輸送等方面都產(chǎn)生了很大的影響,為滿足這些環(huán)節(jié)的需要,輸送等方

7、面都產(chǎn)生了很大的影響,為滿足這些環(huán)節(jié)的需要,就需將油氣混合物按液體和氣體分開(kāi),成為通常所說(shuō)的原油就需將油氣混合物按液體和氣體分開(kāi),成為通常所說(shuō)的原油和天然氣,也就是油氣分離。和天然氣,也就是油氣分離。1、分離方式、分離方式 從油井生產(chǎn)出來(lái)的油氣混合物帶有一定的壓力和高于大從油井生產(chǎn)出來(lái)的油氣混合物帶有一定的壓力和高于大氣的溫度。在沿集輸管網(wǎng)流動(dòng)的過(guò)程中,隨著壓力的降低,氣的溫度。在沿集輸管網(wǎng)流動(dòng)的過(guò)程中,隨著壓力的降低,溶解在液相中的氣體不斷析出。分離方式對(duì)所得原油和天然溶解在液相中的氣體不斷析出。分離方式對(duì)所得原油和天然氣的數(shù)量和質(zhì)量都有很大的影響,為了提高分離效果,通常氣的數(shù)量和質(zhì)量都有很

8、大的影響,為了提高分離效果,通常采用多級(jí)分離。采用多級(jí)分離。2022-3-2321二級(jí)分離流程二級(jí)分離流程 1油氣混合物;油氣混合物;2分離器;分離器;3平衡氣;平衡氣;4油;油;5儲(chǔ)罐;儲(chǔ)罐;6泵泵2022-3-2322多極分離與一次分離的比較多極分離與一次分離的比較 多級(jí)分離所得的儲(chǔ)罐原油收率高多級(jí)分離所得的儲(chǔ)罐原油收率高 多級(jí)分離所得的原油密度小多級(jí)分離所得的原油密度小 原油組成合理,蒸汽壓低,蒸發(fā)損耗少,效果好原油組成合理,蒸汽壓低,蒸發(fā)損耗少,效果好 多級(jí)分離所得天然氣數(shù)量少,重組分在氣體中的比例少多級(jí)分離所得天然氣數(shù)量少,重組分在氣體中的比例少 多級(jí)分離天然氣處理成本低多級(jí)分離天然

9、氣處理成本低 2022-3-23232、分離級(jí)數(shù)、分離級(jí)數(shù)n 理論上,分離級(jí)數(shù)愈多,最終液體收獲量愈多,但過(guò)多地理論上,分離級(jí)數(shù)愈多,最終液體收獲量愈多,但過(guò)多地增加分離級(jí)數(shù)會(huì)造成投資和操作費(fèi)用大幅度上升,而且超過(guò)增加分離級(jí)數(shù)會(huì)造成投資和操作費(fèi)用大幅度上升,而且超過(guò)三級(jí)或四級(jí)分離,原油收率的增加幅度則越來(lái)越小。三級(jí)或四級(jí)分離,原油收率的增加幅度則越來(lái)越小。n根據(jù)石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),油氣分離的分離級(jí)數(shù)應(yīng)根據(jù)油氣集輸系根據(jù)石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),油氣分離的分離級(jí)數(shù)應(yīng)根據(jù)油氣集輸系統(tǒng)壓力和油氣組分綜合考慮確定,有關(guān)資料一般都推薦分離統(tǒng)壓力和油氣組分綜合考慮確定,有關(guān)資料一般都推薦分離級(jí)數(shù)為級(jí)數(shù)為24級(jí)。級(jí)。2022

10、-3-2324圖片2022-3-2325氣液兩相分離器氣液兩相分離器n在相同工況下,臥式分離器較立式分離器的氣體處在相同工況下,臥式分離器較立式分離器的氣體處理能力更大,因此在生產(chǎn)上廣泛使用臥式分離器。理能力更大,因此在生產(chǎn)上廣泛使用臥式分離器。工作原理如圖:工作原理如圖:2022-3-2326 2022-3-2327氣液兩相分離器氣液兩相分離器立式分離器立式分離器離心式分離器離心式分離器2022-3-2328油氣水三相分離器油氣水三相分離器 隨著油井含水比例的增加,分水任務(wù)日漸繁重。含水油井隨著油井含水比例的增加,分水任務(wù)日漸繁重。含水油井產(chǎn)物在進(jìn)入分離器后,在油氣分離的同時(shí),油水由于密度差

11、也產(chǎn)物在進(jìn)入分離器后,在油氣分離的同時(shí),油水由于密度差也會(huì)在分離器內(nèi)分離,使一部分水沉降至分離器底部。處理這種會(huì)在分離器內(nèi)分離,使一部分水沉降至分離器底部。處理這種含水油氣混合物的分離器必須有油、氣、水三個(gè)出口,這種分含水油氣混合物的分離器必須有油、氣、水三個(gè)出口,這種分離器稱為三相分離器。離器稱為三相分離器。2022-3-2329 2022-3-2330油氣水三相分離器油氣水三相分離器n當(dāng)前三相分離器發(fā)展的重點(diǎn)是,研發(fā)高效填料,提高分離效率,當(dāng)前三相分離器發(fā)展的重點(diǎn)是,研發(fā)高效填料,提高分離效率,縮短分離時(shí)間,減小分離器的工藝尺寸??s短分離時(shí)間,減小分離器的工藝尺寸。n高效型三相分離器是將機(jī)

12、械、熱、電和化學(xué)等各種油氣水分離高效型三相分離器是將機(jī)械、熱、電和化學(xué)等各種油氣水分離工藝技術(shù)融合應(yīng)用在一個(gè)容器,通過(guò)精選和合理布設(shè)分離器內(nèi)工藝技術(shù)融合應(yīng)用在一個(gè)容器,通過(guò)精選和合理布設(shè)分離器內(nèi)部分離元件,達(dá)到油氣水高效分離的目的。其優(yōu)點(diǎn)是成撬組裝,部分離元件,達(dá)到油氣水高效分離的目的。其優(yōu)點(diǎn)是成撬組裝,極大地減少現(xiàn)場(chǎng)安裝的工作量和所需的安裝空間,具有較大的極大地減少現(xiàn)場(chǎng)安裝的工作量和所需的安裝空間,具有較大的機(jī)動(dòng)性以適應(yīng)油田生產(chǎn)情況變化的需要,使流程簡(jiǎn)化,方便操機(jī)動(dòng)性以適應(yīng)油田生產(chǎn)情況變化的需要,使流程簡(jiǎn)化,方便操作管理。作管理。 2022-3-2331綜合型臥式三相分離器綜合型臥式三相分離

13、器 2022-3-2332 2022-3-2333HNS分離器分離器 2022-3-2334HNS型高效三相分離器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)型高效三相分離器結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2022-3-2335 HNS型高效三相分離器技術(shù)特點(diǎn)型高效三相分離器技術(shù)特點(diǎn) 2022-3-2336HNS型高效三相分離器與國(guó)外同類設(shè)備技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表型高效三相分離器與國(guó)外同類設(shè)備技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表 2022-3-2337 15147613 4621102101913122511118122022-3-2338n采用板槽式布液雙向流油氣水分離技術(shù),加快油水分離采用板槽式布液雙向流油氣水分離技術(shù),加快油水分離速度,提高油水分離質(zhì)量速度,提高油水分離質(zhì)量

14、 n采用兩級(jí)填料聚結(jié)、整流技術(shù),改善油水分離條件,提采用兩級(jí)填料聚結(jié)、整流技術(shù),改善油水分離條件,提高油水分離效率高油水分離效率 n采用整流分離填料改善分散水相在油連續(xù)相中的流場(chǎng)條采用整流分離填料改善分散水相在油連續(xù)相中的流場(chǎng)條件,實(shí)現(xiàn)分散相與連續(xù)相的快速分離件,實(shí)現(xiàn)分散相與連續(xù)相的快速分離 n采用采用“倒虹吸倒虹吸”法控制油水界面,采用機(jī)械式儀表控制法控制油水界面,采用機(jī)械式儀表控制油、水室液位,采用自力式調(diào)節(jié)閥控制分離器壓力,基油、水室液位,采用自力式調(diào)節(jié)閥控制分離器壓力,基本實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化本實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化 2022-3-2339 2022-3-23402022-3-2341分離技術(shù)n 分

15、離技術(shù)的現(xiàn)狀分離技術(shù)的現(xiàn)狀 n 傳統(tǒng)分離器改進(jìn)傳統(tǒng)分離器改進(jìn)n 旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器n 螺旋葉片式分離器螺旋葉片式分離器 n 水力旋流器分離技術(shù)水力旋流器分離技術(shù)n GLCC分離技術(shù)分離技術(shù) 2022-3-2342分離技術(shù)的發(fā)展分離技術(shù)的發(fā)展2022-3-2343分離器簡(jiǎn)化圖n 圖3-1 簡(jiǎn)化后分離器的外形圖2022-3-2344入口裝置n圖1-1A旋風(fēng)分離式入口裝置圖 1-1B立式單旋風(fēng)分離器2022-3-2345入口構(gòu)件n圖3-2 倒T形入口構(gòu)件 圖3-3 耙形入口構(gòu)件2022-3-2346整流構(gòu)件n圖3-6豎板整流構(gòu)件 3-7 橫板整流構(gòu)件 n 3-8 圓筒整流構(gòu)件 3-9 田字板整流構(gòu)

16、件2022-3-2347聚結(jié)構(gòu)件n圖1-2D Plate-Pack波紋板 圖1-2E Stokes-Pack垂直波紋板 圖1-2F Stokes-Pack水平波紋板n圖1-2A 平行板波紋填料 圖1-2B 自支撐式波紋填料 圖1-2C 峰谷搭片式波紋填料n圖圖1-2 規(guī)整填料規(guī)整填料n圖1-2G孔板波紋填料 圖1-2H瓷質(zhì)規(guī)整波紋填料 圖1-2I全塑蜂窩直管填料2022-3-2348聚結(jié)構(gòu)件n圖3-14 平板平行板組 圖3-15 斜板平行板組n圖3-16 蛇形板相向平行板組 圖3-17 蛇形板相背平行板組n圖3-18 田字板平行板組 圖3-19 斜板交錯(cuò)搭接平行板組2022-3-2349波紋板

17、波紋板2022-3-2350波紋板型式波紋板型式2022-3-2351集液構(gòu)件 圖1-3集液構(gòu)件圖1-3C 筒堰板式 圖1-3B 可調(diào)堰板式圖1-3A 固定堰板式 圖1-3B 溢流堰板式2022-3-23522022-3-2353旋風(fēng)分離器2022-3-2354緊湊型氣液分離器2022-3-2355 2022-3-2356井下螺旋葉片式分離器井下螺旋葉片式分離器n在該分離器中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)零件。多相在該分離器中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)零件。多相液流沿井筒上行進(jìn)入到螺旋段,在液流沿井筒上行進(jìn)入到螺旋段,在這里固定不動(dòng)的螺紋漿葉之間的螺這里固定不動(dòng)的螺紋漿葉之間的螺距使得液流受力開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)產(chǎn)距使得液流受力開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。

18、旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力,離心力使得液體沿油管生離心力,離心力使得液體沿油管內(nèi)壁流動(dòng),氣體在油管中心流動(dòng)。內(nèi)壁流動(dòng),氣體在油管中心流動(dòng)。一部分氣體會(huì)通過(guò)油管內(nèi)壁上的孔一部分氣體會(huì)通過(guò)油管內(nèi)壁上的孔眼排出,并經(jīng)過(guò)旁通管進(jìn)入油套環(huán)眼排出,并經(jīng)過(guò)旁通管進(jìn)入油套環(huán)空。液體和一部分氣體(舉升流體空。液體和一部分氣體(舉升流體所需要的氣體)沿油管被向上舉升。所需要的氣體)沿油管被向上舉升。 n工作性能取決于螺旋的螺距、直徑工作性能取決于螺旋的螺距、直徑和長(zhǎng)度,以及液流和氣流的流量。和長(zhǎng)度,以及液流和氣流的流量。2022-3-2357地面螺旋分離器地面螺旋分離器 在地面條件下應(yīng)用分離在地面條件下應(yīng)用分離器的直徑不必按

19、井底用時(shí)限器的直徑不必按井底用時(shí)限制在小于制在小于3.75in,所以在地,所以在地面應(yīng)用中使用了可減少壓降面應(yīng)用中使用了可減少壓降的大直徑螺旋分離器。螺旋的大直徑螺旋分離器。螺旋分離器的直徑為分離器的直徑為5.5in,被安,被安放在一段放在一段6in的管子中。在的管子中。在6in管子的外邊再套上一段管子的外邊再套上一段8in的管子,安裝一個(gè)測(cè)壓孔,的管子,安裝一個(gè)測(cè)壓孔,從而可通過(guò)環(huán)空中的壓力探從而可通過(guò)環(huán)空中的壓力探測(cè)到內(nèi)管的沖蝕或腐蝕,防測(cè)到內(nèi)管的沖蝕或腐蝕,防止發(fā)生原油泄漏。止發(fā)生原油泄漏。2022-3-2358螺旋葉片式分離器試驗(yàn)結(jié)果螺旋葉片式分離器試驗(yàn)結(jié)果n螺旋分離器是一種既可用于井

20、下油管也可用于地面,可從液流中螺旋分離器是一種既可用于井下油管也可用于地面,可從液流中分離出部分氣體的結(jié)構(gòu)緊湊且經(jīng)濟(jì)可行的分離設(shè)備分離出部分氣體的結(jié)構(gòu)緊湊且經(jīng)濟(jì)可行的分離設(shè)備 n對(duì)井下分離器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明,可將對(duì)井下分離器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明,可將80%的氣體從采出的氣體從采出液流中分離出來(lái),且液體夾帶很少。當(dāng)分離的氣體量小于液流中分離出來(lái),且液體夾帶很少。當(dāng)分離的氣體量小于60%時(shí),在分離的氣流中幾乎測(cè)不到任何液體時(shí),在分離的氣流中幾乎測(cè)不到任何液體 n在油井中,分離器可以穩(wěn)定地進(jìn)行氣體分離,不會(huì)出現(xiàn)將液體夾在油井中,分離器可以穩(wěn)定地進(jìn)行氣體分離,不會(huì)出現(xiàn)將液體夾帶到環(huán)空中的現(xiàn)象。在這

21、些試驗(yàn)中,分離器最多從液流中可將帶到環(huán)空中的現(xiàn)象。在這些試驗(yàn)中,分離器最多從液流中可將43%的氣體分離出來(lái)的氣體分離出來(lái) n當(dāng)將螺旋分離器安裝在地面時(shí),它可成功地為氣舉作業(yè)提供舉升當(dāng)將螺旋分離器安裝在地面時(shí),它可成功地為氣舉作業(yè)提供舉升所需的天然氣。有所需的天然氣。有50%60%的產(chǎn)出氣可用于舉升作業(yè)的產(chǎn)出氣可用于舉升作業(yè) n地面分離器的費(fèi)用約為安裝設(shè)傳統(tǒng)分離器容器費(fèi)用的地面分離器的費(fèi)用約為安裝設(shè)傳統(tǒng)分離器容器費(fèi)用的2%。雖然。雖然作業(yè)場(chǎng)所不同所需的費(fèi)用有所差異,但粗估費(fèi)用的節(jié)省是相當(dāng)可作業(yè)場(chǎng)所不同所需的費(fèi)用有所差異,但粗估費(fèi)用的節(jié)省是相當(dāng)可觀的觀的 2022-3-2359 水力旋流器是一種用

22、途非常廣泛的分離設(shè)備,其歷史可追溯到水力旋流器是一種用途非常廣泛的分離設(shè)備,其歷史可追溯到18911891年。年。當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),E.BretneyE.Bretney在美國(guó)申請(qǐng)了世上第一個(gè)水力旋流器專利,然而,與大在美國(guó)申請(qǐng)了世上第一個(gè)水力旋流器專利,然而,與大多數(shù)專利的命運(yùn)相同,這一專利在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)一直被束之高閣,并未在多數(shù)專利的命運(yùn)相同,這一專利在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)一直被束之高閣,并未在工業(yè)上得到任何重要的應(yīng)用。直到差不多半個(gè)多世紀(jì)以后的工業(yè)上得到任何重要的應(yīng)用。直到差不多半個(gè)多世紀(jì)以后的19391939年,年,DriessenDriessen才在荷蘭的一座煤礦里將水力旋流器用于煤泥水的澄清作業(yè)。才在

23、荷蘭的一座煤礦里將水力旋流器用于煤泥水的澄清作業(yè)。這是水力旋流器在工業(yè)上的首次應(yīng)用,因而其在水力旋流器發(fā)展史上的這是水力旋流器在工業(yè)上的首次應(yīng)用,因而其在水力旋流器發(fā)展史上的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其本身。進(jìn)入二十世紀(jì)意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其本身。進(jìn)入二十世紀(jì)5050年代以后,水力旋流器在世界各年代以后,水力旋流器在世界各地的選礦廠得到日益廣泛的應(yīng)用,這時(shí)水力旋流器的結(jié)構(gòu)日趨完善,形地的選礦廠得到日益廣泛的應(yīng)用,這時(shí)水力旋流器的結(jié)構(gòu)日趨完善,形成了現(xiàn)在所說(shuō)的傳統(tǒng)的或常規(guī)的結(jié)構(gòu)模式。成了現(xiàn)在所說(shuō)的傳統(tǒng)的或常規(guī)的結(jié)構(gòu)模式。19801980年,年,D.A.ColmanD.A.Colman和和M.T.ThewM.T.The

24、w公布了公布了“液液分離用水力旋流器液液分離用水力旋流器”的研究成果,并于的研究成果,并于19841984年,年,首次將液液分離用水力旋流器用于海洋石油工業(yè)的含油污水處理。產(chǎn)首次將液液分離用水力旋流器用于海洋石油工業(yè)的含油污水處理。產(chǎn)生了被生了被M.T.ThewM.T.Thew教授稱為教授稱為“南安普敦雙錐型南安普敦雙錐型”的液液分離水力旋流器,的液液分離水力旋流器,世人常常將他們研制的這類旋流器稱為世人常常將他們研制的這類旋流器稱為“ColmanColman型型”或或“Colman&ThewColman&Thew型型”水力旋流器。后來(lái)國(guó)內(nèi)外研制的水力旋流器基本上都是這種結(jié)構(gòu)的

25、,只水力旋流器。后來(lái)國(guó)內(nèi)外研制的水力旋流器基本上都是這種結(jié)構(gòu)的,只是尺寸不同。是尺寸不同。 水力旋流器分離技術(shù)水力旋流器分離技術(shù)2022-3-2360 液液水力旋流器最早的應(yīng)用見(jiàn)于液液水力旋流器最早的應(yīng)用見(jiàn)于19431943年,美國(guó)原子能委員會(huì)年,美國(guó)原子能委員會(huì)的的TepeTepe和和WoodsWoods將其用于乙醚水系統(tǒng)的分離,隨后被用于液液及將其用于乙醚水系統(tǒng)的分離,隨后被用于液液及液液固系統(tǒng)的分離,但被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)則是始自于油水液液固系統(tǒng)的分離,但被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)則是始自于油水分離。分離。19831983年英國(guó)年英國(guó)SouthamptonSouthampton大學(xué)的研究小組設(shè)計(jì)的

26、液液分離水力大學(xué)的研究小組設(shè)計(jì)的液液分離水力旋流器在兩家公司注冊(cè),并生產(chǎn)出第一臺(tái)工業(yè)用高壓旋流器在兩家公司注冊(cè),并生產(chǎn)出第一臺(tái)工業(yè)用高壓VortoilVortoil型液液型液液水力旋流器,該臺(tái)旋流器在澳大利亞的水力旋流器,該臺(tái)旋流器在澳大利亞的Bass StraitBass Strait油田平臺(tái)上進(jìn)行油田平臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn),取得了滿意的結(jié)果。在試驗(yàn),取得了滿意的結(jié)果。在19851985年底,年底,SerckSerck Baker Baker公司制造并安公司制造并安裝了第一臺(tái)大型旋流器設(shè)備,處理量為裝了第一臺(tái)大型旋流器設(shè)備,處理量為14t/min14t/min。從此以后,液液分從此以后,液液分離水力

27、旋流器的工業(yè)應(yīng)用迅速增長(zhǎng)。到離水力旋流器的工業(yè)應(yīng)用迅速增長(zhǎng)。到19881988年全世界有年全世界有1818套液液分套液液分離旋流器在運(yùn)行,但到離旋流器在運(yùn)行,但到19921992年,僅年,僅CSPICSPI公司在世界各地就銷售公司在世界各地就銷售 VortoilVortoil旋流器旋流器146146套,總處理量為套,總處理量為50729m50729m3 3/h/h。現(xiàn)在世界上生產(chǎn)液液現(xiàn)在世界上生產(chǎn)液液分離水力旋流器的主要廠家有分離水力旋流器的主要廠家有ConocoConoco公司、公司、KvanernerKvanerner公司、公司、KrebsKrebs公司、公司、BWNBWN公司、公司、Am

28、ocoAmoco公司、公司、NeyrteNeyrte公司、公司、TotalTotal公司、公司、Tech-Tech-niquipniquip公司等。公司等。 水力旋流器分離技術(shù)2022-3-2361水力旋流器的優(yōu)點(diǎn) 體積小、重量輕體積小、重量輕 投資省、經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低投資省、經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低 可靠性高可靠性高 流量調(diào)節(jié)范圍寬,對(duì)流量適應(yīng)性好流量調(diào)節(jié)范圍寬,對(duì)流量適應(yīng)性好 安裝方向不受限制安裝方向不受限制 2022-3-2362經(jīng)濟(jì)對(duì)比經(jīng)濟(jì)對(duì)比 使用水力旋流器和傳統(tǒng)分離設(shè)備處理同一口井的采出液,使用水力旋流器和傳統(tǒng)分離設(shè)備處理同一口井的采出液,傳統(tǒng)處理設(shè)備的處理量是傳統(tǒng)處理設(shè)備的處理量是90BOPD90B

29、OPD、1489BWPD1489BWPD、23MCFD23MCFD,水力水力旋流器的處理量是旋流器的處理量是88.2BOPD88.2BOPD、1494BWPD1494BWPD、22MCFD22MCFD,水力旋流水力旋流器比傳統(tǒng)設(shè)備減少投資器比傳統(tǒng)設(shè)備減少投資$300$300,000000,月現(xiàn)金流動(dòng)節(jié)省,月現(xiàn)金流動(dòng)節(jié)省$330$330。在西得克薩斯普通規(guī)模油田的聯(lián)合站中,旋流器系統(tǒng)占地比在西得克薩斯普通規(guī)模油田的聯(lián)合站中,旋流器系統(tǒng)占地比傳統(tǒng)設(shè)備減少傳統(tǒng)設(shè)備減少9 9,投資減少,投資減少$160$160,000000,月操作費(fèi)用節(jié)省,月操作費(fèi)用節(jié)省$12$12,000000。 2022-3-2

30、363水力旋流器的分類 旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器 液固旋流分離器液固旋流分離器 氣液旋流分離器氣液旋流分離器 液液旋流分離器液液旋流分離器 2022-3-2364液液旋流器的分類和定義液液旋流器的分類和定義2022-3-2365水力旋流器的基本結(jié)構(gòu)水力旋流器的基本結(jié)構(gòu)2022-3-2366水力旋流器的工作原理水力旋流器的工作原理 流體混合物通過(guò)旋流器腔室上部的切向入口流體混合物通過(guò)旋流器腔室上部的切向入口1 1進(jìn)入旋流器,渦流腔室在不破進(jìn)入旋流器,渦流腔室在不破壞倒錐形流動(dòng)核心的情況下使流體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在大錐段壞倒錐形流動(dòng)核心的情況下使流體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在大錐段L2L2處,當(dāng)流體被迫向容器處,當(dāng)流體被迫

31、向容器底部流動(dòng)時(shí),沿容器壁流體產(chǎn)生螺旋線運(yùn)動(dòng),流體加速至很高的速度,產(chǎn)生很大底部流動(dòng)時(shí),沿容器壁流體產(chǎn)生螺旋線運(yùn)動(dòng),流體加速至很高的速度,產(chǎn)生很大的離心力,由于流體密度的不同,導(dǎo)致流體中各相的離心力不同,從而重相移向的離心力,由于流體密度的不同,導(dǎo)致流體中各相的離心力不同,從而重相移向器壁處,輕相流向壓力較低的軸心處,促使輕重組分迅速分離。流體通過(guò)小錐管器壁處,輕相流向壓力較低的軸心處,促使輕重組分迅速分離。流體通過(guò)小錐管段時(shí),由于橫截面積逐漸縮小,外圈旋轉(zhuǎn)的重相促使軸中心處的輕相呈倒錐形向段時(shí),由于橫截面積逐漸縮小,外圈旋轉(zhuǎn)的重相促使軸中心處的輕相呈倒錐形向上流動(dòng),從容器上方溢流出口上流動(dòng),

32、從容器上方溢流出口3 3排出。重相攜帶少量輕相移向旋流器尾直管段排出。重相攜帶少量輕相移向旋流器尾直管段LuLu處,從底流出口處,從底流出口2 2排出,使流體混合物資旋流器中的停留時(shí)間增加,強(qiáng)化分離效排出,使流體混合物資旋流器中的停留時(shí)間增加,強(qiáng)化分離效果,同時(shí)流體的旋轉(zhuǎn)速度下降,以較平穩(wěn)的流動(dòng)進(jìn)入旋流器外殼內(nèi),減少流動(dòng)和果,同時(shí)流體的旋轉(zhuǎn)速度下降,以較平穩(wěn)的流動(dòng)進(jìn)入旋流器外殼內(nèi),減少流動(dòng)和沖擊能量損失。一般流體混合物在旋流器內(nèi)的停留時(shí)間約為沖擊能量損失。一般流體混合物在旋流器內(nèi)的停留時(shí)間約為2 2秒。秒。 2022-3-2367水力旋流器的影響因素水力旋流器的影響因素油水密度差油水密度差 油

33、粒尺寸油粒尺寸 粘度粘度 水溫水溫 進(jìn)口含油量進(jìn)口含油量 進(jìn)口流量進(jìn)口流量 2022-3-2368液體旋流分離的要求 應(yīng)產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的旋流,使分散相有足夠的徑向遷移應(yīng)產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的旋流,使分散相有足夠的徑向遷移 旋流器直徑要小,并有足夠大的長(zhǎng)徑比旋流器直徑要小,并有足夠大的長(zhǎng)徑比 油芯附近的液流層必須穩(wěn)定,避免油水兩相的重混油芯附近的液流層必須穩(wěn)定,避免油水兩相的重混 旋流器應(yīng)具有很小的圓錐角,導(dǎo)流口能使液流產(chǎn)生好的旋旋流器應(yīng)具有很小的圓錐角,導(dǎo)流口能使液流產(chǎn)生好的旋流,旋流軸與旋流器幾何軸線應(yīng)重合流,旋流軸與旋流器幾何軸線應(yīng)重合 2022-3-2369旋流技術(shù)在油氣田的應(yīng)用 原油旋流預(yù)脫氣技

34、術(shù)原油旋流預(yù)脫氣技術(shù) 原油旋流除砂技術(shù)原油旋流除砂技術(shù) 原油旋流預(yù)脫水技術(shù)原油旋流預(yù)脫水技術(shù) 含油污水旋流除油技術(shù)含油污水旋流除油技術(shù) 原油旋流脫水凈化技術(shù)原油旋流脫水凈化技術(shù) 氣體旋流凈化技術(shù)氣體旋流凈化技術(shù)2022-3-2370原油旋流預(yù)脫氣技術(shù)原油旋流預(yù)脫氣技術(shù) 2022-3-2371原油旋流預(yù)脫氣技術(shù)原油旋流預(yù)脫氣技術(shù) 油井來(lái)液首先沿軸向進(jìn)入設(shè)備的內(nèi)旋流筒,在導(dǎo)向葉片的油井來(lái)液首先沿軸向進(jìn)入設(shè)備的內(nèi)旋流筒,在導(dǎo)向葉片的約束下產(chǎn)生高速旋流,因氣相密度較小而向軸心運(yùn)移并沿軸向約束下產(chǎn)生高速旋流,因氣相密度較小而向軸心運(yùn)移并沿軸向流至設(shè)備的氣相出口;液相及其所攜帶的固相因密度較大而沿流至設(shè)備

35、的氣相出口;液相及其所攜帶的固相因密度較大而沿內(nèi)旋流筒器壁作螺旋運(yùn)動(dòng);在內(nèi)旋流筒的排料端設(shè)有液相排泄內(nèi)旋流筒器壁作螺旋運(yùn)動(dòng);在內(nèi)旋流筒的排料端設(shè)有液相排泄口,從氣相中分離出的液相及其所攜帶的固相,在離心力場(chǎng)的口,從氣相中分離出的液相及其所攜帶的固相,在離心力場(chǎng)的作用下經(jīng)由此口進(jìn)入外旋流筒,然后在慣性作用下流至進(jìn)料端作用下經(jīng)由此口進(jìn)入外旋流筒,然后在慣性作用下流至進(jìn)料端的集液室中,溢出的部分氣體經(jīng)設(shè)備進(jìn)料端的開(kāi)口再次進(jìn)入內(nèi)的集液室中,溢出的部分氣體經(jīng)設(shè)備進(jìn)料端的開(kāi)口再次進(jìn)入內(nèi)旋流筒進(jìn)行二次分離,從而實(shí)現(xiàn)氣旋流筒進(jìn)行二次分離,從而實(shí)現(xiàn)氣- -液相間較為徹底的分離。液相間較為徹底的分離。 2022-

36、3-2372原油旋流除砂技術(shù) 2022-3-2373原油旋流除砂技術(shù)原油旋流除砂技術(shù)2022-3-2374含油污水旋流除油技術(shù)含油污水旋流除油技術(shù) 2022-3-2375含油污水旋流除油技術(shù)含油污水旋流除油技術(shù)2022-3-2376原油旋流脫水凈化技術(shù)原油旋流脫水凈化技術(shù) 2022-3-2377動(dòng)態(tài)旋流分離器處理含油污水時(shí)的典型工作參數(shù)動(dòng)態(tài)旋流分離器處理含油污水時(shí)的典型工作參數(shù) 2022-3-2378氣體旋流凈化技術(shù) 2022-3-2379油田地面旋流分離工藝油田地面旋流分離工藝2022-3-2380 污水經(jīng)污水流入管(污水經(jīng)污水流入管(1 1)流入截面面積很小的噴嘴()流入截面面積很小的噴嘴

37、(3 3), ,靠噴嘴的靠噴嘴的負(fù)壓吸入一定量的空氣,形成了氣液混合多相流,由旋流管進(jìn)口(負(fù)壓吸入一定量的空氣,形成了氣液混合多相流,由旋流管進(jìn)口(4 4), ,以切線方向進(jìn)入旋流管(以切線方向進(jìn)入旋流管(5 5), ,形成了氣液混合流。同時(shí)在該過(guò)程中,吸形成了氣液混合流。同時(shí)在該過(guò)程中,吸入污水內(nèi)的空氣以氣泡的形式迅速吸附待分離物,形成油氣聚集物。由入污水內(nèi)的空氣以氣泡的形式迅速吸附待分離物,形成油氣聚集物。由于氣液混合物在旋流管內(nèi)高速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生離心力使輕成分的聚集物和重于氣液混合物在旋流管內(nèi)高速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生離心力使輕成分的聚集物和重成分的水上下分離。污水中污油以油氣聚集物的形式從溢流口(成分

38、的水上下分離。污水中污油以油氣聚集物的形式從溢流口(6 6)排)排出,油水分離后的水經(jīng)底流口(出,油水分離后的水經(jīng)底流口(7 7)流出。)流出。 吸氣旋流聚集技術(shù)2022-3-2381Gas-Liquid Cylindrical Cyclone GLCC由帶有傾斜切向入口由帶有傾斜切向入口的垂直圓柱管和氣液兩個(gè)出口組的垂直圓柱管和氣液兩個(gè)出口組成。氣液混合物由切向入口進(jìn)入成。氣液混合物由切向入口進(jìn)入GLCC并產(chǎn)生旋流流動(dòng),流體在離并產(chǎn)生旋流流動(dòng),流體在離心力、浮力和重力的綜合作用下心力、浮力和重力的綜合作用下分離出氣液兩相。液體流向器壁分離出氣液兩相。液體流向器壁并作螺旋線形向下運(yùn)動(dòng),氣體流并

39、作螺旋線形向下運(yùn)動(dòng),氣體流向中心并從頂部逸出。向中心并從頂部逸出。 2022-3-2382GLCC2022-3-2383傾斜入口 傳統(tǒng)的立式分離器都傳統(tǒng)的立式分離器都使用一垂直入口,最近的使用一垂直入口,最近的研究表明傾斜入口將提高研究表明傾斜入口將提高GLCC的性能,原因是減的性能,原因是減小了氣體帶液率。首先,小了氣體帶液率。首先,下傾入口有利于分層并提下傾入口有利于分層并提供了在入口噴嘴處的初步供了在入口噴嘴處的初步分離;另外,下傾入口使分離;另外,下傾入口使液體在液體在GLCC內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周后仍位于入口以下,阻止后仍位于入口以下,阻止液 體 與 氣 體 一 起 流 向液 體 與

40、氣 體 一 起 流 向GLCC上部。上部。 2022-3-2384入口噴嘴n噴嘴是影響氣液流動(dòng)分布以及進(jìn)入噴嘴是影響氣液流動(dòng)分布以及進(jìn)入GLCC切向速度的最終因素。切向入口噴嘴形切向速度的最終因素。切向入口噴嘴形式是最難加工的部分,因此相應(yīng)結(jié)構(gòu)的式是最難加工的部分,因此相應(yīng)結(jié)構(gòu)的GLCC的價(jià)格也十分昂貴。為了優(yōu)化水力的價(jià)格也十分昂貴。為了優(yōu)化水力性能,在具有相同流通面積的情況下試性能,在具有相同流通面積的情況下試驗(yàn)了幾種不同的噴嘴結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)同心圓驗(yàn)了幾種不同的噴嘴結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)同心圓形噴嘴(漸縮管)性能最差,月牙形次形噴嘴(漸縮管)性能最差,月牙形次之,矩形最好。之,矩形最好。2022-3-238

41、5雙入口 雙傾斜入口將入雙傾斜入口將入口流預(yù)分為兩股流動(dòng):口流預(yù)分為兩股流動(dòng):低入口的富液流和高低入口的富液流和高入口的富氣流。雙入入口的富氣流。雙入口的試驗(yàn)表明中等大口的試驗(yàn)表明中等大小的氣體流量(在入小的氣體流量(在入口處段塞流轉(zhuǎn)為分層口處段塞流轉(zhuǎn)為分層流)下,氣體帶液率流)下,氣體帶液率有明顯降低,當(dāng)氣體有明顯降低,當(dāng)氣體流量較高時(shí)(在入口流量較高時(shí)(在入口處為環(huán)空流),無(wú)多處為環(huán)空流),無(wú)多大變化。大變化。 2022-3-2386液位控制n對(duì)于對(duì)于GLCC緊湊的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),無(wú)法擁緊湊的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),無(wú)法擁有直接有效的適應(yīng)各種流動(dòng)條件的液位有直接有效的適應(yīng)各種流動(dòng)條件的液位控制。試驗(yàn)中

42、研究幾種不同的液位控制控制。試驗(yàn)中研究幾種不同的液位控制方案:氣相的流動(dòng)控制、液相的流動(dòng)控方案:氣相的流動(dòng)控制、液相的流動(dòng)控制以及兩者同時(shí)控制。未來(lái)的主要工作制以及兩者同時(shí)控制。未來(lái)的主要工作是研制更加穩(wěn)定有效的液位控制方案。是研制更加穩(wěn)定有效的液位控制方案。2022-3-2387綜合分離系統(tǒng)nGLCC可用于部分或完全分離。部分分離使下游的設(shè)備可用于部分或完全分離。部分分離使下游的設(shè)備得以減小并使其效率提高。特別地,當(dāng)?shù)靡詼p小并使其效率提高。特別地,當(dāng)GLCC與多相儀與多相儀表、除砂器和液表、除砂器和液-液水力旋流器一起使用時(shí),其性能更液水力旋流器一起使用時(shí),其性能更優(yōu)。不管是單獨(dú)的優(yōu)。不管是

43、單獨(dú)的GLCC還是綜合分離系統(tǒng),都可以大還是綜合分離系統(tǒng),都可以大大降低費(fèi)用和減輕重量,這一點(diǎn)對(duì)海上平臺(tái)來(lái)說(shuō)尤為重大降低費(fèi)用和減輕重量,這一點(diǎn)對(duì)海上平臺(tái)來(lái)說(shuō)尤為重要,因?yàn)榻ㄔ炱脚_(tái)所節(jié)省的費(fèi)用可能是分離裝置的好幾要,因?yàn)榻ㄔ炱脚_(tái)所節(jié)省的費(fèi)用可能是分離裝置的好幾倍。倍。n另一種綜合分離系統(tǒng)是將兩個(gè)另一種綜合分離系統(tǒng)是將兩個(gè)GLCC串聯(lián)使用,理論研串聯(lián)使用,理論研究已預(yù)測(cè)出其氣體帶液率可達(dá)到理論上的極限值。究已預(yù)測(cè)出其氣體帶液率可達(dá)到理論上的極限值。n 除了以上的結(jié)構(gòu)改進(jìn)外,還有如面積可變的入口流道和除了以上的結(jié)構(gòu)改進(jìn)外,還有如面積可變的入口流道和氣液出口結(jié)構(gòu)等,但有關(guān)這方面的性能研究結(jié)果還比較氣液

44、出口結(jié)構(gòu)等,但有關(guān)這方面的性能研究結(jié)果還比較少。少。 2022-3-2388GLCC應(yīng)用n在石化工業(yè)中的應(yīng)用在石化工業(yè)中的應(yīng)用n在石油工業(yè)中的應(yīng)用在石油工業(yè)中的應(yīng)用 n單相流量計(jì)計(jì)量用單相流量計(jì)計(jì)量用GLCC n多相計(jì)量多相計(jì)量n傳統(tǒng)容器式分離器或液塞捕集器預(yù)分離裝置傳統(tǒng)容器式分離器或液塞捕集器預(yù)分離裝置 n完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離器完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離器 n不完全分離不完全分離 n小型分離系統(tǒng)小型分離系統(tǒng) n海底應(yīng)用海底應(yīng)用2022-3-2389在石化工業(yè)中的應(yīng)用 圖圖 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)油線流程傳統(tǒng)轉(zhuǎn)油線流程 圖圖 增加增加GLCC后的轉(zhuǎn)油線流程后的轉(zhuǎn)油線流程2022-3-2390單相流量計(jì)計(jì)量用GLCC 2

45、022-3-2391多相計(jì)量2022-3-2392多相計(jì)量2022-3-2393預(yù)分離用GLCC 2022-3-2394完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離器 n具有切向入口的立式分離器在油田中已經(jīng)相當(dāng)普遍,具有切向入口的立式分離器在油田中已經(jīng)相當(dāng)普遍,采用采用GLCC之前的分離器大多龐大而笨重,并帶有垂直之前的分離器大多龐大而笨重,并帶有垂直的低速切向入口管。切向速度通常很低,以至于重力、的低速切向入口管。切向速度通常很低,以至于重力、離心力和浮力基本平衡而起不到分離的作用。離心力和浮力基本平衡而起不到分離的作用。GLCC硬硬件及軟件的發(fā)展使其體積減小,改善了立式分離器的件及軟件的發(fā)展使其體積減小,改善了立式

46、分離器的分離性能,這樣節(jié)省占地或平臺(tái)面積、減少投資,對(duì)分離性能,這樣節(jié)省占地或平臺(tái)面積、減少投資,對(duì)海洋油氣田的開(kāi)發(fā)具有重要意義。海洋油氣田的開(kāi)發(fā)具有重要意義。2022-3-2395不完全分離 n小型小型GLCC更適合于需要?dú)怏w部分(不完全)分離的場(chǎng)更適合于需要?dú)怏w部分(不完全)分離的場(chǎng)合,其中一種應(yīng)用是高壓油井中通過(guò)不完全分離而產(chǎn)合,其中一種應(yīng)用是高壓油井中通過(guò)不完全分離而產(chǎn)生的氣體用作低壓油井的氣舉操作。在生的氣體用作低壓油井的氣舉操作。在Oklahoma州州的的Chevron石油公司設(shè)計(jì)的海上氣舉系統(tǒng)中,石油公司設(shè)計(jì)的海上氣舉系統(tǒng)中,GLCC是作為核心裝置的,它不需要?dú)怏w壓縮機(jī)和氣舉管線

47、。是作為核心裝置的,它不需要?dú)怏w壓縮機(jī)和氣舉管線。 2022-3-2396小型分離系統(tǒng) n小型分離系統(tǒng)通過(guò)尺寸及重量的減少使采油成本和油氣小型分離系統(tǒng)通過(guò)尺寸及重量的減少使采油成本和油氣處理費(fèi)用大幅度降低。另外,去除液體中的大部分氣體處理費(fèi)用大幅度降低。另外,去除液體中的大部分氣體會(huì)減少液流的擾動(dòng),并可以提高下游分離設(shè)備(如井口會(huì)減少液流的擾動(dòng),并可以提高下游分離設(shè)備(如井口除砂水力旋流器、原油預(yù)分水型和脫水型水力旋流器)除砂水力旋流器、原油預(yù)分水型和脫水型水力旋流器)的分離性能,以此提高除砂效果和改善排出水的質(zhì)量。的分離性能,以此提高除砂效果和改善排出水的質(zhì)量。目前,某些石油公司正在研究目前

48、,某些石油公司正在研究GLCC與以上幾種設(shè)備的與以上幾種設(shè)備的系列組合裝置。系列組合裝置。nGLCC也可用來(lái)控制進(jìn)入多相泵的兩相混合介質(zhì)氣液比也可用來(lái)控制進(jìn)入多相泵的兩相混合介質(zhì)氣液比的大小,以此來(lái)提高泵效。另一項(xiàng)研究表明,幾種的大小,以此來(lái)提高泵效。另一項(xiàng)研究表明,幾種GLCC與噴射泵的組合裝置可以用來(lái)從高壓多相流油井與噴射泵的組合裝置可以用來(lái)從高壓多相流油井中吸取能量,來(lái)提高低壓油井的采收率。中吸取能量,來(lái)提高低壓油井的采收率。 2022-3-2397海底應(yīng)用 GLCC技術(shù)對(duì)石油工業(yè)最大的沖擊可能就是在海底分離方技術(shù)對(duì)石油工業(yè)最大的沖擊可能就是在海底分離方面的應(yīng)用。面的應(yīng)用。Baker.A

49、. C.等人在等人在“The VASPS Subsea Separation and Pumping System”(Trans, Inst. of Chemical Engineers, 1992年年1月)一文中得出的結(jié)論表明,月)一文中得出的結(jié)論表明,“井口分離及泵送是用于采出液長(zhǎng)距離輸送的熱效率最高的一井口分離及泵送是用于采出液長(zhǎng)距離輸送的熱效率最高的一種方法種方法”。在一項(xiàng)最新的研究中,。在一項(xiàng)最新的研究中,Prado等人認(rèn)為此項(xiàng)技術(shù)也等人認(rèn)為此項(xiàng)技術(shù)也適用于淺海及中深海應(yīng)用。海底應(yīng)用要求分離器的設(shè)計(jì)及性能適用于淺海及中深海應(yīng)用。海底應(yīng)用要求分離器的設(shè)計(jì)及性能具有高度的可靠性,要求設(shè)備

50、簡(jiǎn)單、小巧、強(qiáng)度高,且經(jīng)濟(jì)性具有高度的可靠性,要求設(shè)備簡(jiǎn)單、小巧、強(qiáng)度高,且經(jīng)濟(jì)性好。好。GLCC的優(yōu)點(diǎn)使其在競(jìng)爭(zhēng)力極大的眾多技術(shù)當(dāng)中表現(xiàn)尤為的優(yōu)點(diǎn)使其在競(jìng)爭(zhēng)力極大的眾多技術(shù)當(dāng)中表現(xiàn)尤為出色。出色。2022-3-2398GLCC的其它優(yōu)點(diǎn)nGLCC還可以采用雙入口、并聯(lián)或串聯(lián)等型式,以此來(lái)還可以采用雙入口、并聯(lián)或串聯(lián)等型式,以此來(lái)適應(yīng)不同范圍的氣液處理量,并降低出口的氣體帶液適應(yīng)不同范圍的氣液處理量,并降低出口的氣體帶液率和液體帶氣率,提高率和液體帶氣率,提高GLCC的分離效果。的分離效果。 2022-3-2399原原油油脫脫水水凈凈化化2022-3-23100原油脫水的基本方法原油脫水的基本

51、方法n原油中水的類型:游離水和乳化水原油中水的類型:游離水和乳化水n原油處理常用的方法原油處理常用的方法n 化學(xué)破乳劑化學(xué)破乳劑n 重力沉降重力沉降n 加熱加熱n 機(jī)械機(jī)械n 電脫水電脫水n n各種常見(jiàn)脫水方法的共同點(diǎn)各種常見(jiàn)脫水方法的共同點(diǎn)創(chuàng)造條件使油水創(chuàng)造條件使油水依靠密度差和所受重力不同而分層。依靠密度差和所受重力不同而分層。2022-3-23101重力沉降脫水重力沉降脫水n原油乳狀液經(jīng)井口加藥,管內(nèi)破乳后,需要把原油同游離水、固原油乳狀液經(jīng)井口加藥,管內(nèi)破乳后,需要把原油同游離水、固體雜質(zhì)分開(kāi),當(dāng)氣油比較大時(shí),這一過(guò)程常在油、氣、水三相分離體雜質(zhì)分開(kāi),當(dāng)氣油比較大時(shí),這一過(guò)程常在油、氣

52、、水三相分離器中進(jìn)行;氣油比很小或基本不含氣時(shí),常在沉降罐中實(shí)施。器中進(jìn)行;氣油比很小或基本不含氣時(shí),常在沉降罐中實(shí)施。n沉降罐按其外形分為立式和臥式兩種。立式沉降罐一般不耐壓,沉降罐按其外形分為立式和臥式兩種。立式沉降罐一般不耐壓,常用于開(kāi)式流程,有時(shí)輔以大罐抽氣,使流程的密閉性得以改善。常用于開(kāi)式流程,有時(shí)輔以大罐抽氣,使流程的密閉性得以改善。臥式沉降罐則常用于閉式流程。臥式沉降罐則常用于閉式流程。2022-3-23102游離水脫除器游離水脫除器2022-3-23103原油脫水凈化原油脫水凈化n常壓立式含水原油沉降分離罐脫水原理:常壓立式含水原油沉降分離罐脫水原理:水洗、沉降水洗、沉降20

53、22-3-23104壓力沉降罐壓力沉降罐1、油水混合物入口;、油水混合物入口;2、配液匯管;、配液匯管;3、配液管;、配液管;4、槽形板;、槽形板;5、排水管;、排水管;6、集油匯管;、集油匯管;7、殼體;、殼體;8、泄壓閥;、泄壓閥;9、孔口、孔口2022-3-23105加熱處理器加熱處理器2022-3-23106電電 脫脫 水水 電脫水常作為原油乳狀液脫水工藝的最后環(huán)節(jié),在油田電脫水常作為原油乳狀液脫水工藝的最后環(huán)節(jié),在油田和煉廠中獲得廣泛使用,如右圖。其工作原理為和煉廠中獲得廣泛使用,如右圖。其工作原理為電泳聚結(jié)、電泳聚結(jié)、偶極聚結(jié)、振蕩聚結(jié)偶極聚結(jié)、振蕩聚結(jié)2022-3-23107 電

54、脫水器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)電脫水器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)電脫水器的下電脫水器的下部設(shè)有雙部設(shè)有雙 H H型型進(jìn)油分配器、進(jìn)油分配器、原油沿水平方原油沿水平方向流出,減少向流出,減少對(duì)水層的擾動(dòng)對(duì)水層的擾動(dòng)油水界面控制:油水界面控制:采用進(jìn)口的射頻采用進(jìn)口的射頻導(dǎo)納電脫水專用導(dǎo)納電脫水專用油水界面檢測(cè)儀,油水界面檢測(cè)儀,防掛料、防高壓防掛料、防高壓電場(chǎng)干擾設(shè)計(jì),電場(chǎng)干擾設(shè)計(jì),檢測(cè)精確、工作檢測(cè)精確、工作穩(wěn)定可靠。穩(wěn)定可靠。上部設(shè)有出油上部設(shè)有出油收集器,與雙收集器,與雙H型進(jìn)油分配器型進(jìn)油分配器對(duì)稱布置,流對(duì)稱布置,流場(chǎng)均勻,空間場(chǎng)均勻,空間利用率高。利用率高。增大脫水器底增大脫水器底部水層的沉降部水層的沉降空間

55、,強(qiáng)化高空間,強(qiáng)化高溫脫出水對(duì)含溫脫出水對(duì)含水原油的破乳水原油的破乳和洗鹽作用。和洗鹽作用。在電脫水器底部設(shè)有放水在電脫水器底部設(shè)有放水收集器,它的進(jìn)水口采取收集器,它的進(jìn)水口采取了防渦流措施,以免脫水了防渦流措施,以免脫水器排放污水時(shí)將油帶入放器排放污水時(shí)將油帶入放水收集器,確保脫出水。水收集器,確保脫出水。電脫水器上部設(shè)有電脫水器上部設(shè)有網(wǎng)狀平板電極組和網(wǎng)狀平板電極組和絕緣棒引電裝置,絕緣棒引電裝置,電極組采用平掛電電極組采用平掛電極,絕緣吊掛采用極,絕緣吊掛采用聚四氟乙烯材料。聚四氟乙烯材料。2022-3-23108電脫水器內(nèi)電脫水器內(nèi)部設(shè)有沖砂部設(shè)有沖砂系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)沖砂。

56、不停產(chǎn)沖砂。內(nèi)部設(shè)有專用內(nèi)部設(shè)有專用檢修通道和檢檢修通道和檢修平臺(tái),方便修平臺(tái),方便安裝和檢修。安裝和檢修。電脫水器上設(shè)有高、中、低電脫水器上設(shè)有高、中、低液位觀察管,用于觀察電脫液位觀察管,用于觀察電脫水器內(nèi)的油水界面,在自動(dòng)水器內(nèi)的油水界面,在自動(dòng)放水裝置調(diào)試或儀表檢修期放水裝置調(diào)試或儀表檢修期間,通過(guò)放水觀察孔觀察油間,通過(guò)放水觀察孔觀察油水界面,手動(dòng)控制壓力放水水界面,手動(dòng)控制壓力放水閥,調(diào)節(jié)控制油水界面。閥,調(diào)節(jié)控制油水界面。2022-3-231092022-3-231102022-3-23111負(fù)壓排泥技術(shù)原理負(fù)壓排泥技術(shù)原理 負(fù)壓排污泥技術(shù)是利用液體射流原理設(shè)負(fù)壓排污泥技術(shù)是利用

57、液體射流原理設(shè)計(jì)的負(fù)壓排污器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其原理是:將負(fù)計(jì)的負(fù)壓排污器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其原理是:將負(fù)壓排污器安裝在污水沉降罐底部原排污管與壓排污器安裝在污水沉降罐底部原排污管與沖泥管之間,當(dāng)助排液經(jīng)沖泥管進(jìn)入負(fù)壓排沖泥管之間,當(dāng)助排液經(jīng)沖泥管進(jìn)入負(fù)壓排污器時(shí),形成負(fù)壓,罐底污泥在負(fù)壓作用下污器時(shí),形成負(fù)壓,罐底污泥在負(fù)壓作用下不斷被抽吸并涌入排污器,在與助排液混合不斷被抽吸并涌入排污器,在與助排液混合后,從排污管排出。在負(fù)壓排污泥工藝過(guò)程后,從排污管排出。在負(fù)壓排污泥工藝過(guò)程中,不但增加了罐底污泥與排出口之間的壓中,不但增加了罐底污泥與排出口之間的壓差,而且增加了排出液的流速,助排液與污差,而且增加了排

58、出液的流速,助排液與污泥混合后相對(duì)降低了排出液的粘度,增加了泥混合后相對(duì)降低了排出液的粘度,增加了流動(dòng)性,保證了污泥從罐底有效排出。流動(dòng)性,保證了污泥從罐底有效排出。2022-3-23112目前各油田大力研究排泥技術(shù),其中較為成熟的為負(fù)壓排泥技目前各油田大力研究排泥技術(shù),其中較為成熟的為負(fù)壓排泥技術(shù)。術(shù)。負(fù)壓排污采用液體射流原理,首先在罐底排污口處安裝一個(gè)由噴嘴、混合管、擴(kuò)散管、引泥室組成負(fù)壓排污采用液體射流原理,首先在罐底排污口處安裝一個(gè)由噴嘴、混合管、擴(kuò)散管、引泥室組成的負(fù)壓排污裝置,噴嘴與助排管相連接,混合管、擴(kuò)散管與排污管連在一起。當(dāng)助排液經(jīng)過(guò)噴嘴時(shí),的負(fù)壓排污裝置,噴嘴與助排管相連接

59、,混合管、擴(kuò)散管與排污管連在一起。當(dāng)助排液經(jīng)過(guò)噴嘴時(shí),由于噴嘴直徑很小,助排液將產(chǎn)生節(jié)流,使助排液速度增大,壓力降低,從而在噴嘴與混合管之間產(chǎn)由于噴嘴直徑很小,助排液將產(chǎn)生節(jié)流,使助排液速度增大,壓力降低,從而在噴嘴與混合管之間產(chǎn)生低壓區(qū),罐底污泥在壓差作用下將不斷涌入低壓區(qū),又被高速流動(dòng)的助排液抽吸進(jìn)入混合管,然后生低壓區(qū),罐底污泥在壓差作用下將不斷涌入低壓區(qū),又被高速流動(dòng)的助排液抽吸進(jìn)入混合管,然后經(jīng)擴(kuò)散管增壓,從排污管排出。在該負(fù)壓排泥工藝中,不但增加了罐底污泥與排出口之間的壓差,并經(jīng)擴(kuò)散管增壓,從排污管排出。在該負(fù)壓排泥工藝中,不但增加了罐底污泥與排出口之間的壓差,并且還增加了排出液的

60、流速,同時(shí)助排液與污泥混合后相對(duì)降低了排出液的粘度,增加了其流動(dòng)性,因且還增加了排出液的流速,同時(shí)助排液與污泥混合后相對(duì)降低了排出液的粘度,增加了其流動(dòng)性,因而保證了污泥有效地從排污管中排出。而保證了污泥有效地從排污管中排出。882022-3-23113n負(fù)壓排污器總長(zhǎng)負(fù)壓排污器總長(zhǎng)1800mm,每個(gè)可控制每個(gè)可控制20m2的罐底排污面積。在安裝負(fù)壓排污的罐底排污面積。在安裝負(fù)壓排污器時(shí),不用改變現(xiàn)有容器內(nèi)部結(jié)構(gòu),安器時(shí),不用改變現(xiàn)有容器內(nèi)部結(jié)構(gòu),安裝簡(jiǎn)單,操作方便。裝簡(jiǎn)單,操作方便。n排出的污泥進(jìn)入污泥池,污泥經(jīng)單螺桿排出的污泥進(jìn)入污泥池,污泥經(jīng)單螺桿泵輸送至壓濾機(jī),壓出的污泥不含水,泵輸送至壓濾機(jī),壓出的

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