CN203750224U - 一种油气水三相分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油田所用的油气水三相分离器，是由圆柱壳体、左椭圆封头、右椭圆封头、挡板、防波板、聚结板、油槽、水堰、防涡器、捕雾器组成；主要分为入口分流区，集液区，重力沉降区，捕雾区四个区域；挡板对进入分离器的高速扰动的油井混合气液流进行初次分离；防波板用以减弱流体进入分离器时所造成的波动；聚结板用于提高油滴和水滴的聚并效果；捕雾器可以消除气体流中的液滴和固体颗粒；防涡器可以阻止任何形式的旋流；油槽的后板比前板高，油槽的前板和水堰的高度差会影响着油层厚度；本实用新型通过对内部构件的设置和布置，形成足够的停留时间，为水流提供足够的空间，可以完成含水量较多的混合物的分离；本实用新型具有设备结构简单，占用空间小，成本造价低廉，操作简便等特点。

Description

一种油气水三相分离器

技术领域

本实用新型涉及一种油田开发生产过程中的常用设备----将油井产物分离为“油、气、水”三种组分，特别涉及一种原油含水量较多的分离装置。

背景技术

目前，在石油机械、石油化工等行业的许多场合都需要采用气液分离装置对气液混合介质进行分离，以完成产品的净化或满足工艺流程的技术要求。三相分离器的功能就是将油井产物分离成三种成分，可以从液体中分离出气体，从油液中分离出游离水，即通常所说的油、气、水“三相”分离，将它们处理成环境容许排放的形式。随着原油开采技术的发展，油气水三相分离技术越来越受到相关研究人员的重视，我国在三相分离器这方面的研究十分活跃，新结构不断出现。虽然国内三相分离器的研究取得很大进展，但伴随着问题的出现仍然有探讨和发展空间。目前国内部分的三相分离器占用空间较大，制造和维护成本较高，执行操作较复杂，而且国内的现状是大部分油田的综合含水量已达到%以上，开采出的原油含有大量的水和伴有生气，含水原油物性也变得更为复杂，分离器的处理负荷也增大，为保证分离器的处理量、分离效率等技术指标，会大大增加了油水分离的难度。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种油田所用的油气水三相分离器，通过对本实用新型内部部件的设置和布置，使分离停留时间充足而提高分离效率进而完成原油含水量较多的油井产物的分离。本实用新型具有设备结构简单，占用空间小，成本造价低廉，操作简便等特点。

本实用新型是由圆柱壳体、左椭圆封头、右椭圆封头、挡板、防波板、聚结板、油槽、水堰、防涡器、捕雾器、检查孔盖、进口管、出口油管、出口水管、出口气管、支座组成，所述的圆柱壳体外壁相应位置上开设水孔、气孔、油孔、检查孔等通孔，所述的左椭圆封头开设进口孔；所述的进口管、出口油管、出口水管、出口气管分别与进口孔、油孔、水孔、气孔焊接连通；所述的挡板焊接在左椭圆封头的内侧，通过碰撞的形式对进入分离器的高速扰动的油井混合气液流进行初次分散；在圆柱壳体的内部从左到右依次安装着防波板、聚结板、油槽、水堰和防涡器；所述的防波板用以减弱流体进入分离器时所造成的波动，防波板为多空孔圆形平板，防波板与圆筒壳体内壁相切配合，防波板垂直于液体的流动方向安装；所述的聚结板可以强化水中油滴和油中水珠聚结，聚结板为V形板半圆形柱体，聚结板与圆筒壳体下半圆内壁相切配合，聚结板垂直于液体的流动方向安装，聚结板增加了油相中水滴的尺寸，使水滴向油水界面的重力沉降更加容易，同时也强化水相中油滴的聚结，增加其上浮速度；所述的油槽和水堰，为水流提供足够的空间，特别适合原油含水量多的油井产物的处理；所述的捕雾器布置在气孔正下方，捕雾器的用途是消除气体流中的液滴和固体颗粒，捕雾器为编结丝网，编结丝网具有较高的表面积和空隙体积；所述的防涡器安装在出水孔的上方，用以防止出水口在分离器内产生漩涡，影响分离效果。圆柱壳体的顶面开设有检查孔，检查孔以检查孔盖密封。圆柱壳体的底部以支座支撑。

所示的圆柱壳体内入口分流区、集液区、重力沉降区和捕雾区四个工作区域。

所述的圆筒壳体、左椭圆封头和右椭圆封头采用Q345R材质；

本实用新型的工作过程和原理是：

本实用新型油气水三相分离器主要分为入口分流区、集液区、重力沉降区和捕雾区四个工作区域。由分离器进口进入的流体是典型的高速、扰动气液混合物，进入分离器时具有较高的动能，通过与碰撞式挡板接触，液体动能被吸收而突然改变流动方向，液滴由于重力作用下落到容器底部的集液区被收集，气体则流入重力分离区，实现气液的初步分离。油水借助密度差重力作用进行分层流动，形成油水界面，油水混合物通过防波板减弱流体的波动，通过聚结板强化聚结，利用充分的停留时间形成油层，密度较小的油液在上层，游离水则沉降到底层。本实用新型内部设置的油槽和水堰，为水流提供足够的空间，适合原油含水量多的油井产物的处理，油槽的前板和水堰的高度差影响着油层厚度，上层的油流动到油槽中，达到一定流量经由出口油管流出。下层的水沿油槽下面流至水堰，经过一定时间的积累后漫过水堰，达到一定流量经由出口水管流出，在位于容器底部的集液区实现油水分离。集液区的存在也为重力沉降区的气液分离提供足够的时间，因为液液分离比气液分离需要更长的停留时间。当气体经过初步分离进入重力沉降区后，气体速度下降，在入口分流区尚未分离的微小颗粒被气体携带着，其中稍大的液滴因重力降落到气液分离界面实现分离，但较小的液滴仍停留在气体中随气体进去捕雾区，气体离开重力沉降区进去捕雾区后，捕雾器提供大量表面积的聚集元件用以除去较小的液滴，当气体夹杂着较小的液滴通过聚集元件时，它会极大地改变其流动方向，液滴不能跟上流动方向的改变而在聚集元件表面积上撞击聚并，最后落入液体集液区，气体则通过出口气管流出，实现气液的有效分离。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的入口分流区设置的挡板对进入分离器的混合流体的惯性进行有效的克服，使得气液流在正常流速下产生自然的重力分离，而尽可能地分离气液流。

2、本实用新型在集液区安装的防波板用以消除容器内部流体的波动；聚结板可以强化水中油滴和油中水滴的聚结；出水口设置的防涡器可以阻止任何形式的旋流漩涡。

3、本实用新型的集液区安装的油槽和水堰，为水流提供足够的空间，油槽的前板和水堰的高度差保证可靠的停留时间，有利于完成原油含水量较多的油井产物的分离。

4、本实用新型的捕雾区安装的捕雾器采用编结丝网式，用以消除气体流中的液滴和固体颗粒。

5、本实用新型的圆筒壳体和左右椭圆封头采用Q345R材质，具有良好的综合力学性能和工艺性能，本实用新型整体的结构简单，制造成本低，维修方便，操作简便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的四个工作区域的示意图。

图3为本实用新型的防波板的结构示意图。

图4为本实用新型的聚结板的结构示意图。

图5为图1中的E—E向剖视图；

具体实施方式

请参阅图1至图5所示，本实用新型是由圆柱壳体1、左椭圆封头2、右椭圆封头3、挡板4、防波板5、聚结板6、油槽7、水堰8、防涡器9、捕雾器10、检查孔盖11、进口管12、出口油管13、出口水管14、出口气管15、支座16组成，所述的圆柱壳体1外壁相应位置上开设水孔、气孔、油孔、检查孔等通孔，所述的左椭圆封头2开设进口孔；所述的进口管12、出口油管13、出口水管14、出口气管15分别与进口孔、油孔、水孔、气孔焊接连通；所述的挡板4焊接在左椭圆封头2的内侧，通过碰撞的形式对进入分离器的高速扰动的油井混合气液流进行初次分散；在圆柱壳体1的内部从左到右依次安装着防波板5、聚结板6、油槽7、水堰8和防涡器9；所述的防波板5用以减弱流体进入分离器时所造成的波动，防波板5为多空孔圆形平板，防波板5与圆筒壳体1内壁相切配合，防波板5垂直于液体的流动方向安装；所述的聚结板6可以强化水中油滴和油中水珠聚结，聚结板6为V形板半圆形柱体，聚结板6与圆筒壳体1下半圆内壁相切配合，聚结板6垂直于液体的流动方向安装，聚结板6增加了油相中水滴的尺寸，使水滴向油水界面的重力沉降更加容易，同时也强化水相中油滴的聚结，增加其上浮速度；所述的油槽7和水堰8，为水流提供足够的空间，特别适合原油含水量多的油井产物的处理；所述的捕雾器10布置在气孔正下方，捕雾器10的用途是消除气体流中的液滴和固体颗粒，捕雾器10为编结丝网，编结丝网具有较高的表面积和空隙体积；所述的防涡器9安装在出水孔的上方，用以防止出水口在分离器内产生漩涡，影响分离效果。圆柱壳体1的顶面开设有检查孔，检查孔以检查孔盖11密封。圆柱壳体1的底部以支座16支撑。

请参阅图1至图5所示，本实用新型油气水三相分离器主要分为入口分流区A、集液区B、重力沉降区C和捕雾区D四个工作区域。由分离器进口进入的流体是典型的高速、扰动气液混合物，进入分离器时具有较高的动能，通过与碰撞式挡板4接触，液体动能被吸收而突然改变流动方向，液滴因重力下落到容器底部的集液区B被收集，气体则流入重力沉降区C，实现气液的初步分离。油水依靠密度差重力作用进行分层流动，形成油水界面，油水混合物通过防波板5减弱流体的波动，通过聚结板6增强聚结，利用充分的停留时间形成油层，密度较小的油液在上层，游离水则沉降到底层。在本实用新型内部设置油槽7和水堰8，油槽7的后板比前板高，这种高度差异可以确保油不会漫过油槽7后部混合到水中。油槽7的前板和水堰8的高度差影响着油层厚度，上层的油流动到油槽中，达到一定流量经由出口油管流出。水沿油槽7下面流至水堰8，一定时间后漫过水堰8，积累相应流量经由防涡器9和出口水管流出，实现油水分离。这样位于容器底部的集液区B为气体脱离重力沉降区C提供足够的时间，因为液液分离比气液分离需要更长的停留时间。当气体经过初步分离进入重力沉降区C后，携带着在入口分流区A尚未分离的微小颗粒，其中稍大的液滴因重力降落到气液分离界面实现脱离，较小的液滴仍停留在气体中随气体进去捕雾区，捕雾器10提供大量表面积的聚集元件用以除去较小的液滴，气体离开重力沉降区C进去捕雾区D后，气体夹杂着较小的液滴通过聚集元件时，它会极大地改变流动方向，液滴不能跟随上流动方向的改变，液滴在聚集元件表面积上撞击聚并，后落入液体集液区B，气体则通过出口气管15流出，实现气液有效分离。

Claims (4)

1.一种油气水三相分离器，其特征在于：是由圆柱壳体（1）、左椭圆封头（2）、右椭圆封头（3）、挡板（4）、防波板（5）、聚结板（6）、油槽（7）、水堰（8）、防涡器（9）、捕雾器（10）、检查孔盖（11）、进口管（12）、出口油管（13）、出口水管（14）、出口气管（15）、支座（16）组成，所述的圆柱壳体（1）外壁相应位置上开设水孔、气孔、油孔、检查孔等通孔，所述的左椭圆封头（2）开设进口孔；所述的进口管（12）、出口油管（13）、出口水管（14）、出口气管（15）分别与进口孔、油孔、水孔、气孔焊接连通；所述的挡板（4）焊接在左椭圆封头（2）的内侧，通过碰撞的形式对进入分离器的高速扰动的油井混合气液流进行初次分散；在圆柱壳体（1）的内部从左到右依次安装着防波板（5）、聚结板（6）、油槽（7）、水堰（8）和防涡器（9）；防波板（5）为多空孔圆形平板，防波板（5）与圆筒壳体（1）内壁相切配合，防波板（5）垂直于液体的流动方向安装；聚结板（6）为V形板半圆形柱体，聚结板（6）与圆筒壳体（1）下半圆内壁相切配合，聚结板（6）垂直于液体的流动方向安装；所述的捕雾器（10）布置在气孔正下方，捕雾器（10）为编结丝网；所述的防涡器（9）安装在出水孔的上方；所述圆柱壳体（1）的顶面开设有检查孔，检查孔以检查孔盖（11）密封，圆柱壳体（1）的底部以支座（16）支撑。

2.根据权利要求1所述的一种油气水三相分离器，其特征在于：所述的圆柱壳体（1）具有入口分流区（A）、集液区（B）、重力沉降区（C）和捕雾区（D）四个工作区域。

3.根据权利要求1所述的一种油气水三相分离器，其特征在于：所述油槽（7）的后板（72）比前板（71）高。

4.根据权利要求1所述的一种油气水三相分离器，其特征在于：所述的圆筒壳体（1）、左椭圆封头（2）和右椭圆封头（3）采用Q345R材质。