專(zhuān)利名稱(chēng)：多層翼形板斜式油水泥分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于特高含水原油采出液的油水泥分離的翼形板、油水泥分離裝置及原油采出液的油水泥分離方法，屬于油田油水泥分離領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
對(duì)于含水率達(dá)到30%以上的油井采出液，由于電脫水設(shè)備進(jìn)液含水率的限制，我國(guó)各油田普遍采用二段脫水工藝來(lái)生產(chǎn)凈化原油。即，第一段為熱化學(xué)沉降脫水或游離水脫除，將原油含水率降至≤30%；第二段為電脫水，將原油含水率由≤30%降至達(dá)到合格凈化油指標(biāo)(一般為含水≤0.5%)。
目前，我國(guó)東部老油田普遍進(jìn)入高含水和特高含水開(kāi)發(fā)期，如，大慶油田的油井采出原油綜合含水率已經(jīng)達(dá)到91%。采出液一段脫水設(shè)備主要采用臥式游離水脫除器，其內(nèi)部常設(shè)聚結(jié)填料，依靠聚結(jié)效應(yīng)和重力沉降進(jìn)行油水分離。但是，就特高含水采出液的特性而言，常規(guī)游離水脫技術(shù)在分離機(jī)理、結(jié)構(gòu)和功能等方面已經(jīng)難以適應(yīng)，主要存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題(1)整體結(jié)構(gòu)不合理當(dāng)采出液的含水率達(dá)到特高含水時(shí)(≥90%)，水相在采出液總量中占絕大部分。在采出液中占比例較小的油相，脫后含水率達(dá)到進(jìn)入電脫水設(shè)備的指標(biāo)相對(duì)比較容易，而現(xiàn)行的游離水脫除技術(shù)仍然沿用油中脫水的理念來(lái)確定其結(jié)構(gòu)形式，把采出液脫后油中含水率達(dá)到進(jìn)入電脫水指標(biāo)要求作為主要功能，實(shí)行采出液同室同步油水分離，其整體結(jié)構(gòu)不合理，對(duì)水相除油的處理能力較弱。
(2)處理效率低現(xiàn)行游離水脫除器以填料聚結(jié)和油水密度差重力分離相結(jié)合的機(jī)理為主，側(cè)重于從采出液中脫水，不適合以從采出液中除油為主的特高含水原油采出液的處理。容器的分離空間大，油滴的浮升路程長(zhǎng)，除去時(shí)間長(zhǎng)；填料的大通道迷宮式結(jié)構(gòu)，易產(chǎn)生竄流反混現(xiàn)象，使分離后的油水兩相又重新混合，降低油水分離的效率。
(3)無(wú)集排泥功能現(xiàn)行游離水脫除器以其筒體軸線平行于水平面放置，筒體內(nèi)采出液中的固體顆粒(污泥)自由沉降在下部筒壁上，沿筒體的長(zhǎng)度方向均勻分布，無(wú)集中收集和在線排放污泥的功能。污泥長(zhǎng)期在容器中和填料中淤積，使游離水脫除器有效處理空間變小，效果變差。采用周期性停產(chǎn)、人工清理淤泥的方式，既影響生產(chǎn)又帶來(lái)安全環(huán)保問(wèn)題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多層翼形板斜式油水泥分離裝置，以解決現(xiàn)有分離裝置對(duì)含水率≥90%的油井采出液難以進(jìn)一步大幅度提高油水分離處理效率(現(xiàn)有分離裝置油水分離的效率低)、降低造價(jià)以及無(wú)法在線集中收集和排放污泥的問(wèn)題。油水泥分離是油田原油生產(chǎn)的主要工藝過(guò)程之一，本發(fā)明的油水泥分離設(shè)備用于對(duì)油井群采出的特高含水(含水率≥90%)原油采出液進(jìn)行高效油水分離處理和泥沙在線收集、排放(主要用于采出液一段脫水的處理)。下文提到的“采出液”或“原油采出液”都是指“特高含水原油采出液”。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是本發(fā)明所述的用于油田原油采出液油水泥分離的翼形板由平行設(shè)置的集泥槽、兩個(gè)側(cè)翼板和兩個(gè)翼尾折板構(gòu)成，兩個(gè)側(cè)翼板呈V字形對(duì)稱(chēng)分設(shè)在集泥槽的兩側(cè)，每個(gè)側(cè)翼板的一側(cè)壁與集泥槽的開(kāi)口端側(cè)壁連接，每個(gè)側(cè)翼板的另一側(cè)壁與一個(gè)翼尾折板連接，兩個(gè)翼尾折板對(duì)稱(chēng)設(shè)置且每個(gè)翼尾折板位于對(duì)應(yīng)的側(cè)翼板的上方。
本發(fā)明所述多層翼形板斜式油水泥分離裝置包括主體容器、出油管和出水管，所述分離裝置還包括油水預(yù)分離容器、進(jìn)水管、進(jìn)油管、連通油管、水轉(zhuǎn)輸泵、隔離構(gòu)件、多層翼形板、多個(gè)截面為L(zhǎng)形的引油板、兩個(gè)圓弧形隔油件和集排泥機(jī)構(gòu)，主體容器傾斜設(shè)置且主體容器的中軸線與水平面之間的夾角為6°～15°，所述油水預(yù)分離容器水平設(shè)置在主體容器的上方，油水預(yù)分離容器上設(shè)有原油采出液入口；設(shè)置在主體容器內(nèi)的隔離構(gòu)件將主體容器由高至低分隔成兩個(gè)處理室油處理室和水處理室；油水預(yù)分離容器的下側(cè)壁通過(guò)進(jìn)水管與水處理室連通，油水預(yù)分離容器的上側(cè)壁通過(guò)進(jìn)油管與油處理室連通，連通油管設(shè)置在主體容器的上方且與油處理室的位置相對(duì)應(yīng)，連通油管的一端與水處理室連通，連通油管另一端與油處理室連通；多層翼形板設(shè)置在水處理室內(nèi)，每個(gè)翼形板由集泥槽、兩個(gè)側(cè)翼板和兩個(gè)翼尾折板構(gòu)成，兩個(gè)側(cè)翼板呈V字形對(duì)稱(chēng)分設(shè)在集泥槽的兩側(cè)，每個(gè)側(cè)翼板的一側(cè)壁與集泥槽的開(kāi)口端側(cè)壁連接，每個(gè)側(cè)翼板的另一側(cè)壁與一個(gè)翼尾折板連接，兩個(gè)翼尾折板對(duì)稱(chēng)設(shè)置且每個(gè)翼尾折板位于對(duì)應(yīng)的側(cè)翼板的上方；多個(gè)翼形板由上至下平行設(shè)置在主體容器內(nèi)，每個(gè)翼形板的長(zhǎng)度方向的中心線與主體容器的中軸線平行，多個(gè)翼尾折板由上至下交疊設(shè)置，每個(gè)側(cè)翼板的下端面上沿其長(zhǎng)度方向分散設(shè)置有截面為L(zhǎng)形的引油板，L形的引油板的長(zhǎng)度方向與翼形板的長(zhǎng)度方向垂直，L形的引油板的開(kāi)口端朝向側(cè)翼板的出口端；兩個(gè)圓弧形隔油件對(duì)稱(chēng)設(shè)置在多個(gè)翼形板的入口端處的兩側(cè)，兩個(gè)圓弧形隔油件與主體容器內(nèi)壁連接；水轉(zhuǎn)輸泵設(shè)置在主體容器的下方，水轉(zhuǎn)輸泵的出水口與油處理室連通，水轉(zhuǎn)輸泵的入水口與位于多層翼形板和隔離構(gòu)件之間的水處理室連通，集排泥機(jī)構(gòu)包括多個(gè)導(dǎo)泥管和集泥包，每個(gè)集泥槽的出口與對(duì)應(yīng)的一個(gè)導(dǎo)泥管的一端連通，所述對(duì)應(yīng)的一個(gè)導(dǎo)泥管的另一端與集泥包連通；出油管設(shè)置在主體容器的高端處且出油管與油處理室上的出油口連通，出水管與主體容器的低端處的下部出水口連通，所述低端處是指集水區(qū)。
一種利用上述多層翼形板斜式油水泥分離裝置對(duì)特高含水原油采出液進(jìn)行油水泥分離的方法，所述方法采用了采出液預(yù)分離與油水分室處理機(jī)制；通過(guò)翼形板的多層設(shè)置方式，實(shí)現(xiàn)了以淺池機(jī)理進(jìn)行油水泥定向高效分離，所述方法按照如下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟一、先將原油采出液進(jìn)行預(yù)分離，初分出的油相、水相分別進(jìn)入兩個(gè)獨(dú)立的油處理室、水處理室；步驟二、從油處理室沉降下來(lái)的污水由水轉(zhuǎn)輸泵輸至水處理室；進(jìn)入水處理室內(nèi)水相經(jīng)由翼形板區(qū)進(jìn)行油水泥定向分離；步驟三、將從水處理室浮升出的油相引入油處理室；步驟四、進(jìn)行油、水、泥收集。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)設(shè)置翼形板(翼形板分離構(gòu)件)、集排泥機(jī)構(gòu)，并采取了采出液預(yù)分離與油水分室處理機(jī)制和反混抑制措施實(shí)現(xiàn)了特高含水原油采出液的油水高效分離和泥沙在線收集、排放，而且與此同時(shí)還較大幅度降低了設(shè)備造價(jià)。
本發(fā)明的有益效果的具體分析1、翼形板(翼形板分離構(gòu)件)(1)、本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種翼形板，所述翼形板的構(gòu)造及布置方式是本發(fā)明最關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn)。通過(guò)所述翼形板實(shí)現(xiàn)水處理室內(nèi)的采出液的油、水、泥三相分離。當(dāng)從進(jìn)水管流入水處理室內(nèi)的采出液流經(jīng)翼形板時(shí)，從采出液中向上浮升出來(lái)的油滴會(huì)聚集在每個(gè)翼形板的下表面，由于翼形板的兩個(gè)側(cè)翼板與水平面呈仰角，聚集的油滴會(huì)在浮力的作用下沿側(cè)翼板的仰角斜面滑脫到側(cè)翼的尾端后，再滑脫到翼尾折板上，將油滴從采出液中分離出去；而在翼形板的上表面，由于油滴不斷地從采出液中向上浮升，翼形板上的集泥槽中將積存浮走油滴后的低含油量水和從采出液沉降下來(lái)的泥沙。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)油、水、泥三相分離。
(2)、多層翼形板的設(shè)置方式將多個(gè)翼形板在容器中以一定間距多層設(shè)置，其長(zhǎng)度的方向(垂直于橫截面)與容器筒體的軸線方向平行，由這些翼形板將采出液處理容器內(nèi)部分割成若干個(gè)油水分離空間，形成多淺池效應(yīng)。在任意一個(gè)淺池中，油滴從采出液中浮升到該淺池上層翼形板的下表面后，聚結(jié)起來(lái)并沿著側(cè)翼仰角方向自行運(yùn)移至其外側(cè)邊緣，各個(gè)翼形板側(cè)翼的翼尾折板采取相互交疊的設(shè)置方式，從各側(cè)翼滑脫出來(lái)的油滴以貼近罐壁的圓弧形軌跡浮升到容器的頂部，并聚集在一起，使油滴從采出液中分離出去；在該淺池下層翼形板的上表面，分離出部分油滴后的水相和沉降下來(lái)的泥沙沿側(cè)翼斜面向由中央凹槽區(qū)匯集，其中，泥沙滑入集泥槽，水相聚集在集泥槽上部。這種多層翼形板淺池結(jié)構(gòu)形式，大大縮短了油、水、泥的分離路徑，加快了其分離速度。
2、采出液預(yù)分離與油水分室處理機(jī)制與采出液直接進(jìn)入油水分離裝置整體處理的常規(guī)技術(shù)不同，本發(fā)明使特高含水原油采出液先進(jìn)入油水預(yù)分離管中，初步分離為油、水兩相，水相進(jìn)入裝有多層翼形板的水處理室，油相進(jìn)入具有沉降分離功能的油處理室。這一機(jī)制的核心是從增強(qiáng)占進(jìn)液總量90%以上的水相的處理效果出發(fā)，大幅度地提高采出液的整體油水分離效率。
3、集排泥機(jī)構(gòu)在裝置的水處理室中，從采出液中沉淀下來(lái)的污泥(固體顆粒)沿著翼形板兩個(gè)側(cè)翼的上表面滑脫到翼形板中央的凹槽處，并沿著縱向傾斜的凹槽滑脫到引泥管中，經(jīng)引泥管排入容器的集泥包中。集泥包中的泥可自壓泄放到排泥罐中，由排泥泵輸至污泥池或裝車(chē)外運(yùn)。這一機(jī)構(gòu)具有對(duì)容器中的泥沙進(jìn)行連續(xù)收集與向外排放的功能。實(shí)現(xiàn)了污泥的在線收集和排泥。
4、容器斜式放置方式將裝有多層翼形板的油水分離容器以一定傾角斜式放置，容器內(nèi)部與其軸線平行布置的翼形板即以與容器一樣的傾角縱向設(shè)置。從各個(gè)翼形板下表面運(yùn)移至罐壁處的油滴沿一定傾角向上浮升，聚集在容器頂部；在各個(gè)翼形板上表面聚集的水，由進(jìn)液推動(dòng)和重力作用，沿縱向傾斜的板面進(jìn)入容器下游底部的集水區(qū)；聚集在各個(gè)翼形板上表面的泥沙，在重力作用下沿縱向傾斜的板面向下滑脫，經(jīng)翼形板尾端的導(dǎo)泥管排入集泥包中。容器的斜式放置方式，巧妙地利用了浮力和重力的作用，實(shí)現(xiàn)了分后油、水、泥的定向聚集。
5、反混抑制措施現(xiàn)行油水分離裝置在進(jìn)行油水分離的過(guò)程中普遍存在分離后的油、水、泥再次混合的現(xiàn)象，導(dǎo)致處理效率降低。本發(fā)明在所有發(fā)生油、水、泥反混的部位采取了抑制措施(1)、在翼形板區(qū)入口處，設(shè)置兩個(gè)圓弧形隔油件，在不影響分離后的油相在容器上部向油出口運(yùn)移、水相在容器下部向水出口運(yùn)移的同時(shí)，阻止進(jìn)液與分后油相的反混。
(2)、在翼形板靠近罐壁的邊緣區(qū)，將翼形板的側(cè)翼尾板自下而上相互交疊設(shè)置，使從每層翼形板下表面滑脫出的分后油相沿貼近罐壁的弧形軌跡向容器頂部浮升，避免與進(jìn)液再次混合。
(3)、在每層翼形板下表面，沿進(jìn)液流動(dòng)方向，從翼形板的首端到尾端(按水流方向)以一定間隔設(shè)置截面為L(zhǎng)形的引油板(聚油導(dǎo)向擋板)，將翼形板下表面聚集的油滴導(dǎo)向沿翼尾折板向上浮升進(jìn)入油處理室，阻止其與進(jìn)液再次混合和向前流出進(jìn)入集水區(qū)。
綜上，翼形板及其設(shè)置方式；采出液預(yù)分離與油、水分室處理機(jī)制；采出液處理裝置在線集排泥機(jī)構(gòu)；容器傾斜放置的內(nèi)部構(gòu)件布置方式；翼形板區(qū)入口弧形擋油板、翼形板下表面直槽形擋油板和多層翼形板翼尾折板交疊設(shè)置抑制油水反混技術(shù)，擋泥板的結(jié)構(gòu)形式與設(shè)置方式；均為本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)。



圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的A-A剖面圖(翼尾尖折板疊錯(cuò)布設(shè)示意圖)，圖3是裝有翼形板的主體容器的結(jié)構(gòu)示意圖(主體容器水平放置，圖中虛線箭頭表示進(jìn)液方向)，圖4是圖3的C向視圖，圖5是圖1中的翼形板的橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是圖5的左視圖，圖7是采用翼形板進(jìn)行油水泥分離的原理示意圖(圖中實(shí)心箭頭表示水的流動(dòng)方向，從水中沉淀下來(lái)的污泥會(huì)流向集泥槽；空心箭頭表示分離出的油的流動(dòng)方向)，圖8是本發(fā)明的出水端部分的結(jié)構(gòu)示意圖(圖中直角箭頭表示污泥的流向)，圖9是圖8的B-B剖面圖。

具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一如圖1～9所示，本實(shí)施方式所述的多層翼形板斜式油水泥分離裝置包括主體容器19、出油管6和出水管17，所述分離裝置還包括油水預(yù)分離容器2、進(jìn)水管3、進(jìn)油管4、連通油管5、水轉(zhuǎn)輸泵9、隔離構(gòu)件8、多個(gè)翼形板21、多個(gè)截面為L(zhǎng)形的引油板27、兩個(gè)圓弧形隔油件28和集排泥機(jī)構(gòu)22，主體容器19傾斜設(shè)置且主體容器19的中軸線與水平面之間的夾角α為6°～15°，所述油水預(yù)分離容器2水平設(shè)置在主體容器19的上方，油水預(yù)分離容器2上設(shè)有原油采出液入口1(采出液由原油采出液入口1進(jìn)入本裝置)；設(shè)置在主體容器19內(nèi)的隔離構(gòu)件8將主體容器19由高至低分隔成兩個(gè)處理室油處理室7和水處理室10；油水預(yù)分離容器2的下側(cè)壁通過(guò)進(jìn)水管3與水處理室10連通，油水預(yù)分離容器2的上側(cè)壁通過(guò)進(jìn)油管4與油處理室7連通，連通油管5設(shè)置在主體容器19的上方且與油處理室7的位置相對(duì)應(yīng)，連通油管5的一端與水處理室10連通，連通油管5另一端與油處理室7連通；多個(gè)翼形板21設(shè)置在水處理室10內(nèi)，每個(gè)翼形板21由集泥槽21-1、兩個(gè)側(cè)翼板21-2和兩個(gè)翼尾折板21-3構(gòu)成，兩個(gè)側(cè)翼板21-2呈V字形對(duì)稱(chēng)分設(shè)在集泥槽21-1的兩側(cè)，每個(gè)側(cè)翼板21-2的一側(cè)壁與集泥槽21-1的開(kāi)口端側(cè)壁連接，每個(gè)側(cè)翼板21-2的另一側(cè)壁與一個(gè)翼尾折板21-3連接，兩個(gè)翼尾折板21-3對(duì)稱(chēng)設(shè)置且每個(gè)翼尾折板21-3位于對(duì)應(yīng)的側(cè)翼板21-2的上方；多個(gè)翼形板21由上至下平行設(shè)置在主體容器19內(nèi)，每個(gè)翼形板21的長(zhǎng)度方向的中心線與主體容器19的中軸線平行，多個(gè)翼尾折板21-3由上至下交疊(此處所述交疊是指下層的翼尾折板21-3的末端與相鄰上層翼尾折板21-3的根部端相搭接且留有間隙)設(shè)置，每個(gè)側(cè)翼板21-2的下端面上沿其長(zhǎng)度方向分散設(shè)置有截面為L(zhǎng)形的引油板27，L形的引油板27的長(zhǎng)度方向與翼形板21的長(zhǎng)度方向垂直，L形的引油板27的開(kāi)口端朝向側(cè)翼板21-2的出口端；兩個(gè)圓弧形隔油件28對(duì)稱(chēng)設(shè)置在多個(gè)翼形板21的入口端處的兩側(cè)，兩個(gè)圓弧形隔油件28與主體容器19內(nèi)壁連接；水轉(zhuǎn)輸泵9設(shè)置在主體容器19的下方，水轉(zhuǎn)輸泵9的出水口與油處理室7連通，水轉(zhuǎn)輸泵9的入水口與位于多層翼形板21和隔離構(gòu)件8之間的水處理室10連通，集排泥機(jī)構(gòu)22包括多個(gè)導(dǎo)泥管12和集泥包13，每個(gè)集泥槽21-1的出口與對(duì)應(yīng)的一個(gè)導(dǎo)泥管12的一端連通，所述對(duì)應(yīng)的一個(gè)導(dǎo)泥管12的另一端與集泥包13連通；出油管6設(shè)置在主體容器19的高端處且出油管6與油處理室7上的出油口連通，出水管17與主體容器19的低端處的下部出水口連通(也即出水管17與水處理室10連通)，所述低端處是指集水區(qū)16。
主體容器19內(nèi)設(shè)置多層翼形板21的區(qū)域?yàn)橐硇伟鍏^(qū)11，翼形板區(qū)11的上部為聚油區(qū)22；聚油區(qū)22內(nèi)聚集翼形板區(qū)分離出來(lái)的油滴。
油水預(yù)分離容器2的作用是將原油采出液初步分離成油相和水相；進(jìn)水管3的作用是將油水預(yù)分離容器2分出的水相導(dǎo)入水處理室10；進(jìn)油管4的作用是將油水預(yù)分離容器2分出的油相導(dǎo)入油處理室7；連通油管5的作用是將水處理室10分離出的油導(dǎo)入油處理室7內(nèi)；出油管6的作用是將處理后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的油排出；油處理室7的作用是對(duì)來(lái)自預(yù)分離管和水處理室的油進(jìn)行脫水處理；隔離構(gòu)件8的作用是將油處理室7和水處理室10分隔開(kāi)；水轉(zhuǎn)輸泵9的作用是將油處理室7沉降出來(lái)的水輸至水處理室10內(nèi)；水處理室10的作用是對(duì)來(lái)自油水預(yù)分離容器2(預(yù)分離管)和油處理室7內(nèi)的含油含泥污水進(jìn)行油、水、泥分離處理；翼形板區(qū)11的作用是加快水處理室中含油含泥污水的分離速度、提高處理效率；導(dǎo)泥管12的作用是將翼形板收集的泥沙導(dǎo)入集泥包13內(nèi)；集泥包13的作用是積存來(lái)自翼形板和容器下部罐壁的泥沙；集水區(qū)16的作用是接收經(jīng)翼形板區(qū)11處理后的水；出水管17的作用是將集水區(qū)16的水排出；主體容器19的作用是提供容納采出液及其處理機(jī)構(gòu)的空間；兩個(gè)圓弧形隔油件28的作用是阻擋沿翼形板上浮的油滴與翼形板進(jìn)液的混合，將油滴聚集在擋油板槽中，并引導(dǎo)其向罐壁方向運(yùn)移，而后沿貼近罐壁的弧形軌跡向罐頂部浮升；翼形板21為本發(fā)明的獨(dú)特的油水泥分離構(gòu)件，具有提高油水分離效率和集排泥功能；翼尾折板21-3的作用是將翼形板側(cè)翼下表面聚集的油滴引導(dǎo)到沿罐壁弧形軌跡向罐頂部浮升的區(qū)域，阻止分后油與翼形板間的采出液混合；側(cè)翼板21-2的其下表面具有攔截和聚集從采出液中浮升出來(lái)的油滴并迫使其向罐壁區(qū)域運(yùn)移的功能，促使油滴從采出液中移出；其上表面具有沿側(cè)翼的斜面方向翼形板兩側(cè)翼之間的凹槽區(qū)匯集浮出部分油滴后的低含油量水的功能；集泥槽21-1用來(lái)收集沿翼形板兩個(gè)側(cè)翼斜面滑脫下來(lái)的泥沙。
具體實(shí)施方式
二如圖1所示，本實(shí)施方式所述主體容器19的中軸線與水平面之間的夾角α為12°。經(jīng)試驗(yàn)證明，當(dāng)主體容器19的中軸線與水平面之間的夾角α為12°時(shí)，分離效果最佳。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三如圖2所示，本實(shí)施方式每個(gè)翼形板21中的側(cè)翼板21-2與水平面之間的夾角β為10°～15°。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四如圖2所示，本實(shí)施方式中兩個(gè)相鄰翼形板21之間隔間距K為200mm～600mm。如此設(shè)置，油水泥分離效果較好。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
三相同。
具體實(shí)施方式
五如圖2所示，本實(shí)施方式每個(gè)翼尾折板21-3的最高輪廓直線到相鄰翼尾折板21-3外端面的離距(垂直離距)T1為30mm～50mm，每個(gè)翼尾折板21-3的最高輪廓直線到主體容器19內(nèi)壁的離距(垂直離距)T2為30mm～50mm。如此設(shè)置，油水泥分離效果較好。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六如圖5圖6所示，本實(shí)施方式相鄰兩個(gè)截面為L(zhǎng)形的引油板27的間距H為800mm～1000mm。如此設(shè)置，油水泥分離效果較好。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
七如圖1所示，本實(shí)施方式所述隔離構(gòu)件8由優(yōu)弓形主隔板8-1、弧形板8-2和劣弓形隔板8-3構(gòu)成，優(yōu)弓形主隔板8-1豎直設(shè)置在主體容器19內(nèi)腔中，弧形板8-2傾斜設(shè)置在主體容器19內(nèi)腔內(nèi)的上部，弧形板8-2沿長(zhǎng)度方向的中心線與主體容器19的中軸線平行，弧形板8-2位于優(yōu)弓形主隔板8-1的上方，優(yōu)弓形主隔板8-1的上端面與弧形板8-2的外表面連接，劣弓形隔板8-3設(shè)置在弧形板8-2的高端位置處，劣弓形隔板8-3與主體容器19的內(nèi)壁連接。如此設(shè)置，以抑制來(lái)自水處理室分離后聚集的油與水處理室進(jìn)液混合，避免將油重新帶入進(jìn)液中，進(jìn)而將收集的油相引入到油處理室7中。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二、四、五或六相同。
具體實(shí)施方式
八如圖1所示，本實(shí)施方式所述分離裝置還包括設(shè)置在水處理室10內(nèi)的第一擋板24-1、第二擋板24-2和第三擋板24-3，第一擋板24-1和第三擋板24-3由上至下設(shè)置，所述第一擋板24-1、第二擋板24-2、第三擋板24-3和優(yōu)弓形主隔板8-1中部圍成進(jìn)水緩沖腔24，第一擋板24-1的兩端、第二擋板24-2的兩端以及第三擋板24-3的兩端均與相應(yīng)位置的主體容器19的內(nèi)壁連接；第一擋板24-1、第二擋板24-2之間的間隙為出水口。如此設(shè)置，為了擴(kuò)大水相的流通面積，降低從進(jìn)水管3進(jìn)入水處理室10中的水相的流速，為多層翼形板區(qū)建立平穩(wěn)的入流流場(chǎng)，有利于加快油水分離。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
七相同。
具體實(shí)施方式
九如圖1所示，本實(shí)施方式所述分離裝置還包括油處理室擋板25，所述油處理室擋板25豎直設(shè)置在油處理室7內(nèi)并靠近優(yōu)弓形主隔板8-1，所述油處理室擋板25的下端與主體容器19的下端內(nèi)壁連接，形成一個(gè)上部開(kāi)口的槽，為出油口。如此設(shè)置，為了擴(kuò)大油相的流通面積，降低從進(jìn)油管4進(jìn)入油處理室7中的油相的流速，為油處理室建立平穩(wěn)的入流流場(chǎng)，防止進(jìn)液擾動(dòng)引起油水界面波動(dòng)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二、四、五或六相同。
具體實(shí)施方式
十如圖1、圖8和圖9所示，本實(shí)施方式所述分離裝置還包括位于水處理室10內(nèi)的半環(huán)形隔泥板18和半環(huán)形擋泥板20，所述半環(huán)形隔泥板18垂直設(shè)置在集水區(qū)16下部出水口的上游位置處，所述半環(huán)形隔泥板18與主體容器19下半部?jī)?nèi)壁連接；半環(huán)形擋泥板20設(shè)置在集泥包13入口的上方，半環(huán)形擋泥板20與主體容器19下半部分內(nèi)壁留有間隙。半環(huán)形隔泥板18的作用是阻擋從容器下半周罐壁上滑脫下來(lái)的泥沙進(jìn)入集水區(qū)，抑制從導(dǎo)泥管滑脫下來(lái)的泥沙進(jìn)入集泥包時(shí)產(chǎn)生騰涌，與分后水混淆。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
八或九相同。在集泥包上部和集水區(qū)與集泥罐之間的容器下半周罐壁上，設(shè)置半環(huán)形隔泥板18，用來(lái)抑制來(lái)自各個(gè)翼形板的泥沙經(jīng)導(dǎo)泥管滑入集泥包時(shí)產(chǎn)生的騰涌混淆，迫使容器中線以下罐壁聚集的泥沙在重力作用下斜向滑入集泥包中，阻止其進(jìn)入集水區(qū)。在收泥包入口的上方以一定間隙與半環(huán)形隔泥板垂直設(shè)置半環(huán)形擋泥板20，用來(lái)阻止來(lái)自罐壁的污泥滑脫進(jìn)入收泥包時(shí)產(chǎn)生的泥污霧進(jìn)入凈水區(qū)。
具體實(shí)施方式
十一如圖1所示，本實(shí)施方式所述的集排泥機(jī)構(gòu)22還包括排泥泵15和排泥罐14，所述排泥罐14的一端通過(guò)管路與集泥包13連通，排泥泵15設(shè)置在排泥罐14的另一端上。排泥罐14的作用是接收來(lái)自集泥包的泥沙；排泥泵15的作用是將排泥罐中的泥沙增壓外排；其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
十二本實(shí)施方式所述的多層翼形板斜式油水泥分離裝置還包括污泥擋板，在每層翼形板的出口端(尾端)處設(shè)置擋板，其作用是迫使翼形板上表面層聚集的泥沙在重力作用下斜向滑入導(dǎo)泥管、排至積泥罐，阻止泥沙滑入集水區(qū)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
十三如圖1～2，本實(shí)施方式所述的用于油田原油采出液油水泥分離的翼形板由平行設(shè)置的集泥槽21-1、兩個(gè)側(cè)翼板21-2和兩個(gè)翼尾折板21-3構(gòu)成，兩個(gè)側(cè)翼板21-2呈V字形對(duì)稱(chēng)分設(shè)在集泥槽21-1的兩側(cè)，每個(gè)側(cè)翼板21-2的一側(cè)壁與集泥槽21-1的開(kāi)口端側(cè)壁連接，每個(gè)側(cè)翼板21-2的另一側(cè)壁與一個(gè)翼尾折板21-3連接，兩個(gè)翼尾折板21-3對(duì)稱(chēng)設(shè)置且每個(gè)翼尾折板21-3位于對(duì)應(yīng)的側(cè)翼板21-2的上方。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式所述的油水泥分離方法按照如下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟一、先將原油采出液進(jìn)行預(yù)分離，初分出的油相、水相分別進(jìn)入兩個(gè)獨(dú)立的油處理室7、水處理室10；步驟二、從油處理室7沉降下來(lái)的污水由水轉(zhuǎn)輸泵9輸至水處理室10；進(jìn)入水處理室10內(nèi)水相經(jīng)由翼形板區(qū)11進(jìn)行油水泥定向分離；步驟三、將從水處理室10浮升出的油相引入油處理室7；步驟四、進(jìn)行油、水、泥收集。
實(shí)施例按照本發(fā)明的技術(shù)方案，制造了一臺(tái)規(guī)格為Ф2×20m的多層翼形板斜式油水泥分離裝置，并在油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展了工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下本發(fā)明與常規(guī)油水分離設(shè)備的對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)表 表1

從表1可以看出，在進(jìn)液含水率、溫度、破乳劑加入量相同以及進(jìn)液處理量和分離后的油、水指標(biāo)相近的可比條件下，本發(fā)明的Ф2×20m多層翼形板斜式油水泥分離裝置的處理液停留時(shí)間比Ф4×20m常規(guī)臥式游離水脫除器縮短34.4-22.2min，處理效率提高2.7-2.8倍，并具有在線集排泥功能，排泥罐的儲(chǔ)排泥周期為5個(gè)月。經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果表明，本發(fā)明的Ф2×20m多層翼形板斜式油水泥分離裝置比Φ4×20m常規(guī)游離水脫除器的容積減少74%，耗鋼量減少41.1％，造價(jià)降低43.7％，可以取代后者，獲得大幅度降低工程投資的效果。
經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證的本發(fā)明的效果如下(1)采用本發(fā)明的采出液預(yù)分離與油水分室處理技術(shù)，使含水率為91.7-93.8%、溫度為37.8-38.6℃、進(jìn)液量為8993-10627m3/d的特高含水原油采出液，在預(yù)分離管中實(shí)現(xiàn)了油、水初步分離，分出的油相(含水原油)含水率為39.5-40.9%，分出的水相(含油污水)含油量為3375-3874mg/L。油相進(jìn)入油處理室經(jīng)過(guò)沉降脫水處理后，出油含水率≤21%，達(dá)到了≤30%的指標(biāo)要求；水相進(jìn)入水處理室經(jīng)翼形板區(qū)除油處理后，出水含油量≤700mg/L，達(dá)到了≤1000mg/L的指標(biāo)要求。
(2)采用發(fā)明的翼形板高效油水分離構(gòu)件，使進(jìn)水含油量為3852-20754mg/L、溫度為37.8-38.6℃、進(jìn)水量為6812-8710m3/d的含油污水，經(jīng)翼形板區(qū)處理后，出水含油量降為303-2637mg/L，除油率達(dá)到87.3-92.1%。
(3)采用本發(fā)明的集排泥機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在線自力式集排泥。具體效果見(jiàn)上述實(shí)施例。
(4)容器斜式放置方式、反混抑制措施兩項(xiàng)發(fā)明內(nèi)容的效果屬于綜合作用效果，見(jiàn)上述實(shí)施例。
本發(fā)明的工作原理(參見(jiàn)圖1～9)特高含水原油采出液從裝置的原油采出液入口1進(jìn)入油水預(yù)分離容器2，經(jīng)過(guò)整流和沉降分離，初分出的油相經(jīng)過(guò)進(jìn)油管4進(jìn)入油處理室7，初分出的水相經(jīng)進(jìn)水管3進(jìn)入水處理室10，油處理室和水處理室由隔板構(gòu)件8分隔開(kāi)，從油處理室7沉降下來(lái)的污水由水轉(zhuǎn)輸泵9輸至水處理室10。兩路來(lái)水進(jìn)入水處理室10的翼形板區(qū)11進(jìn)行油水泥分離，設(shè)在翼形板區(qū)11入口的圓弧形隔油件28和在單個(gè)翼形板21下表面以垂直于其長(zhǎng)度方向等間距設(shè)置的截面為L(zhǎng)形的引油板27，以及相互交疊布設(shè)的各層翼形板21的翼尾折板21-3，阻止進(jìn)液與浮出油滴反混。在翼形板區(qū)11，由單個(gè)翼形板的側(cè)翼板21-2下表面攔截和聚集的浮升油滴，沿側(cè)翼板21-2的仰角斜面向主體容器19的相應(yīng)位置的內(nèi)壁處運(yùn)移，以貼近主體容器19內(nèi)壁的弧形軌跡浮升至容器19頂部聚油區(qū)22，并經(jīng)油連通管5進(jìn)入油處理室7；在單個(gè)翼形板的板21-2上表面聚集的浮升油滴后的低含油量水，沿側(cè)翼板21-2斜面匯集到兩側(cè)翼中央的凹槽區(qū)，并在進(jìn)液推動(dòng)和重力作用下沿翼形板縱向(容器軸線)流入集水區(qū)16，經(jīng)出水管17排出裝置；從水處理室10液體中沉降下來(lái)的泥沙聚集在單個(gè)翼形板的板21-2上表面，并沿板21-2斜面滑脫到集泥槽21-1，經(jīng)導(dǎo)泥管12進(jìn)入集泥包13；在容器19下半周罐壁上聚集的泥沙也沿傾斜壁面滑入集泥包13，設(shè)在集泥包上部和其下游的容器19下半周罐壁處的半環(huán)形隔泥板18，阻止來(lái)自翼形板區(qū)11和容器19內(nèi)壁的泥沙進(jìn)入集水區(qū)16產(chǎn)生泥水混淆，集泥包13中的泥沙可自壓排入排泥罐14中，由排泥泵15外輸或裝車(chē)外運(yùn)。兩路來(lái)油進(jìn)入油處理室7進(jìn)行沉降分離，分出的油經(jīng)過(guò)出油管6排出裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于油田原油采出液油水泥分離的翼形板，其特征在于所述翼形板由平行設(shè)置的集泥槽(21-1)、兩個(gè)側(cè)翼板(21-2)和兩個(gè)翼尾折板(21-3)構(gòu)成，兩個(gè)側(cè)翼板(21-2)呈V字形對(duì)稱(chēng)分設(shè)在集泥槽(21-1)的兩側(cè)，每個(gè)側(cè)翼板(21-2)的一側(cè)壁與集泥槽(21-1)的開(kāi)口端側(cè)壁連接，每個(gè)側(cè)翼板(21-2)的另一側(cè)壁與一個(gè)翼尾折板(21-3)連接，兩個(gè)翼尾折板(21-3)對(duì)稱(chēng)設(shè)置且每個(gè)翼尾折板(21-3)位于對(duì)應(yīng)的側(cè)翼板(21-2)的上方。
2.一種利用權(quán)利要求1所述翼形板的多層翼形板斜式油水泥分離裝置，所述分離裝置包括主體容器19、出油管(6)和出水管(17)，其特征在于所述分離裝置還包括油水預(yù)分離容器(2)、進(jìn)水管(3)、進(jìn)油管(4)、連通油管(5)、水轉(zhuǎn)輸泵(9)、隔離構(gòu)件(8)、多層翼形板(21)、多個(gè)截面為L(zhǎng)形的引油板(27)、兩個(gè)圓弧形隔油件(28)和集排泥機(jī)構(gòu)(22)，主體容器(19)傾斜設(shè)置且主體容器(19)的中軸線與水平面之間的夾角(α)為6°～15°，所述油水預(yù)分離容器(2)水平設(shè)置在主體容器(19)的上方，油水預(yù)分離容器(2)上設(shè)有原油采出液入口(1)；設(shè)置在主體容器(19)內(nèi)的隔離構(gòu)件(8)將主體容器(19)由高至低分隔成兩個(gè)處理室油處理室(7)和水處理室(10)；油水預(yù)分離容器(2)的下側(cè)壁通過(guò)進(jìn)水管(3)與水處理室(10)連通，油水預(yù)分離容器(2)的上側(cè)壁通過(guò)進(jìn)油管(4)與油處理室(7)連通，連通油管(5)設(shè)置在主體容器(19)的上方且與油處理室(7)的位置相對(duì)應(yīng)，連通油管(5)的一端與水處理室(10)連通，連通油管(5)另一端與油處理室(7)連通；多層翼形板(21)設(shè)置在水處理室(10)內(nèi)，每個(gè)翼形板(21)由集泥槽(21-1)、兩個(gè)側(cè)翼板(21-2)和兩個(gè)翼尾折板(21-3)構(gòu)成，兩個(gè)側(cè)翼板(21-2)呈V字形對(duì)稱(chēng)分設(shè)在集泥槽(21-1)的兩側(cè)，每個(gè)側(cè)翼板(21-2)的一側(cè)壁與集泥槽(21-1)的開(kāi)口端側(cè)壁連接，每個(gè)側(cè)翼板(21-2)的另一側(cè)壁與一個(gè)翼尾折板(21-3)連接，兩個(gè)翼尾折板(21-3)對(duì)稱(chēng)設(shè)置且每個(gè)翼尾折板(21-3)位于對(duì)應(yīng)的側(cè)翼板(21-2)的上方；多個(gè)翼形板(21)由上至下平行設(shè)置在主體容器(19)內(nèi)，每個(gè)翼形板(21)的長(zhǎng)度方向的中心線與主體容器(19)的中軸線平行，多個(gè)翼尾折板(21-3)由上至下交疊設(shè)置，每個(gè)側(cè)翼板(21-2)的下端面上沿其長(zhǎng)度方向分散設(shè)置有截面為L(zhǎng)形的引油板(27)，L形的引油板(27)的長(zhǎng)度方向與翼形板(21)的長(zhǎng)度方向垂直，L形的引油板(27)的開(kāi)口端朝向側(cè)翼板(21-2)的出口端；兩個(gè)圓弧形隔油件(28)對(duì)稱(chēng)設(shè)置在多個(gè)翼形板(21)的入口端處的兩側(cè)，兩個(gè)圓弧形隔油件(28)與主體容器(19)內(nèi)壁連接；水轉(zhuǎn)輸泵(9)設(shè)置在主體容器(19)的下方，水轉(zhuǎn)輸泵(9)的出水口與油處理室(7)連通，水轉(zhuǎn)輸泵(9)的入水口與位于多層翼形板(21)和隔離構(gòu)件(8)之間的水處理室(10)連通，集排泥機(jī)構(gòu)(22)包括多個(gè)導(dǎo)泥管(12)和集泥包(13)，每個(gè)集泥槽(21-1)的出口與對(duì)應(yīng)的一個(gè)導(dǎo)泥管(12)的一端連通，該導(dǎo)泥管(12)的另一端與集泥包(13)連通；出油管(6)設(shè)置在主體容器(19)的高端處且出油管(6)與油處理室(7)上的出油口連通，出水管(17)與主體容器(19)的低端處的下部出水口連通，所述低端處是指集水區(qū)(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層翼形板斜式油水泥分離裝置，其特征在于每個(gè)翼形板(21)的側(cè)翼板(21-2)與水平面之間的夾角(β)為10°～15°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多層翼形板斜式油水泥分離裝置，其特征在于兩個(gè)相鄰翼形板(21)之間隔間距K為200mm～600mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多層翼形板斜式油水泥分離裝置，其特征在于每個(gè)翼尾折板(21-3)的最高輪廓直線到相鄰翼尾折板(21-3)外端面的離距(T1)為30mm～50mm，每個(gè)翼尾折板(21-3)的最高輪廓直線到主體容器(19)內(nèi)壁的離距(T2)為30mm～50mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層翼形板斜式油水泥分離裝置，其特征在于相鄰兩個(gè)截面為L(zhǎng)形的引油板(27)的間距(H)為800mm～1000mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5或6所述的多層翼形板斜式油水泥分離裝置，其特征在于所述隔離構(gòu)件(8)由優(yōu)弓形主隔板(8-1)、弧形板(8-2)和劣弓形隔板(8-3)構(gòu)成，優(yōu)弓形主隔板(8-1)豎直設(shè)置在主體容器(19)內(nèi)腔中，弧形板(8-2)傾斜設(shè)置在主體容器(19)內(nèi)腔內(nèi)的上部，弧形板(8-2)沿長(zhǎng)度方向的中心線與主體容器(19)的中軸線平行，弧形板(8-2)位于優(yōu)弓形主隔板(8-1)的上方，優(yōu)弓形主隔板(8-1)的上端面與弧形板(8-2)的外表面連接，劣弓形隔板(8-3)設(shè)置在弧形板(8-2)的高端位置處，劣弓形隔板(8-3)與主體容器(19)的內(nèi)壁連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多層翼形板斜式油水泥分離裝置，其特征在于所述分離裝置還包括設(shè)置在水處理室(10)內(nèi)的第一擋板(24-1)、第二擋板(24-2)和第三擋板(24-3)，第一擋板(24-1)和第三擋板(24-3)由上至下設(shè)置，所述第一擋板(24-1)、第二擋板(24-2)、第三擋板(24-3)和優(yōu)弓形主隔板(8-1)中部圍成進(jìn)水緩沖腔(24)，第一擋板(24-1)的兩端、第二擋板(24-2)的兩端以及第三擋板(24-3)的兩端均與相應(yīng)位置的主體容器(19)的內(nèi)壁連接；第一擋板(24-1)、第二擋板(24-2)之間的間隙為出水口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多層翼形板斜式油水泥分離裝置，其特征在于所述分離裝置還包括位于水處理室(10)內(nèi)的半環(huán)形隔泥板(18)和半環(huán)形擋泥板(20)，所述半環(huán)形隔泥板(18)垂直設(shè)置在集水區(qū)(16)下部出水口的上游位置處，所述半環(huán)形隔泥板(18)與主體容器(19)下半部?jī)?nèi)壁連接；半環(huán)形擋泥板(20)設(shè)置在集泥包(13)入口的上方，半環(huán)形擋泥板(20)與主體容器(19)下半部分內(nèi)壁留有間隙。
10.一種利用權(quán)利要求2所述多層翼形板斜式油水泥分離裝置對(duì)特高含水原油采出液進(jìn)行油水泥分離的方法，其特征在于所述方法采用了采出液預(yù)分離與油水分室處理機(jī)制；通過(guò)翼形板的多層設(shè)置方式，實(shí)現(xiàn)了以淺池機(jī)理進(jìn)行油水泥定向高效分離，所述方法按照如下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟一、先將原油采出液進(jìn)行預(yù)分離，初分出的油相、水相分別進(jìn)入兩個(gè)獨(dú)立的油處理室(7)、水處理室(10)；步驟二、從油處理室(7)沉降下來(lái)的污水由水轉(zhuǎn)輸泵(9)輸至水處理室(10)；進(jìn)入水處理室(10)內(nèi)水相經(jīng)由翼形板區(qū)(11)進(jìn)行油水泥定向分離；步驟三、將從水處理室(10)浮升出的油相引入油處理室(7)；步驟四、進(jìn)行油、水、泥收集。
全文摘要
多層翼形板斜式油水泥分離裝置，它涉及一種油水泥分離裝置，解決現(xiàn)有分離裝置對(duì)含水率≥90%的油井采出液難以進(jìn)一步大幅度提高油水分離處理效率、降低造價(jià)以及無(wú)法在線集中收集和排放污泥的問(wèn)題。隔離構(gòu)件將主體容器分隔成油處理室和水處理室；油水預(yù)分離容器的下側(cè)壁通過(guò)進(jìn)水管與水處理室連通，油水預(yù)分離容器的上側(cè)壁通過(guò)進(jìn)油管與油處理室連通，連通油管的一端與水處理室連通，另一端與油處理室連通；翼形板設(shè)置在水處理室內(nèi)；每個(gè)翼形板由集泥槽、兩個(gè)側(cè)翼板和兩個(gè)翼尾折板構(gòu)成。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置翼形板、集排泥機(jī)構(gòu)，并采取了采出液預(yù)分離與油水分室處理機(jī)制和反混抑制措施實(shí)現(xiàn)了特高含水原油采出液的油水高效分離和泥沙在線收集、排放。
文檔編號(hào)B01D17/028GK101766921SQ20101013690
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者宋承毅, 孫占華, 張延松, 于海波 申請(qǐng)人:大慶油田有限責(zé)任公司, 大慶油田工程有限公司