[發(fā)明專利]傾斜管式水下預脫水脫氣分離裝置

有效

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• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106938152B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 劉新福;劉春花;吳建軍;鄭曉鵬;尹曉麗;尚超
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00;B01D17/032
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種傾斜管式水下預脫水脫氣分離裝置，應用于含氣井流水下直接預脫水脫氣。該水下分離裝置將原油立式和臥式在線分離技術有機結合，并依據傾斜式布置和管式構造，實現(xiàn)油氣水高效預分離及快速預脫水脫氣；分流管采用窄縫式圓管和碰撞式半球形板完成氣液的初步分離，波紋板組通過一組沿垂直方向等間距疊放的波紋板完成二次氣液分離，并徹底分離出油井產液中的伴生氣；氣液分離管實施波紋板傾斜管式油水預分離處理，脫除油井產液中的大部分水相；排氣平衡器依據捕液體和濾液體的兩級濾氣加上平衡管的滌氣作用而徹底脫除伴生氣中的小液滴，排水管及時排出含油率低的生產水，而沖砂管用來定期沖洗氣液分離管底部沉積的砂粒等雜物。

技術領域

本發(fā)明涉及一種海洋工程領域含氣井流水下直接預分離用的裝置，特別是涉及一種水下生產系統(tǒng)傾斜管式預脫水脫氣的分離裝置。

背景技術

目前，國內外海上油田的典型油氣預處理配套設施為“水下高壓油井產液→水下立管→平臺管匯→一級分離器→二級加熱器→二級分離器”，油氣的預處理技術主要采用常規(guī)的一級三相分離器和二級熱化學分離器，并利用原油中水相重力的自然沉降實施油水分離，整個預處理設備體積龐大且流程處理效率較低；此外，水下高壓油井產液經過海底管道、水下立管和平臺管網的長距離輸送和各級預處理系統(tǒng)的脫水脫氣后的整個流程較為復雜，且集輸和預分離處理中的電能和熱能等額外損耗嚴重，不僅增加了海上平臺電站設施的電負荷，而且還需要配備專門的熱介質鍋爐等熱站設施為油氣預處理流程中的各級加熱器提供大量的熱能。

為了滿足陸上高含水油田以及海上深水油田和邊際油田開發(fā)的需要，基于對適當湍流能夠促進分散相水顆粒碰撞、聚結等問題的全面認識，目前應用于海上平臺的緊湊型油氣水分離器通常采用水力旋流和單體旋流管并聯(lián)技術，以便縮小分離設備所占平臺甲板的空間，如美國FMC Technologies公司研發(fā)的脫水脫氣設備，然而目前國內對海上平臺緊湊型脫水脫氣技術的研究尚處于試驗研究階段。另外，針對水下生產系統(tǒng)專用的預脫水脫氣設備研究國內外均還處于起步和試驗階段。

由此，通過積極研制新型的水下高效管式脫水脫氣裝置，將現(xiàn)有的海上平臺油氣處理系統(tǒng)簡化為水下管匯在線油水預分離系統(tǒng)，同時將常規(guī)分離器的大罐體結構變?yōu)楣苁浇Y構，以便有效解決常規(guī)處理系統(tǒng)及其相關設施占地面積和重量大等弊端；同時，整個水下預分離裝置采用傾斜式布置，有效克服了立式分離器內油水界面覆蓋面積小以及臥式分離器油水界面和水出口距離短，分離時間不充分等缺點；而且，無需配置水下立管和平臺管網等油氣集輸管道、加熱器等設備，同時無需額外配套熱站等熱用戶設施以及增壓泵等電用戶設備，使得油氣預處理的運行耗能顯著下降，最終實現(xiàn)水下油氣水高效預分離，達到提升深水油氣田開發(fā)效益的目的。

發(fā)明內容

為了克服現(xiàn)有海上平臺原油預處理設施存在的缺陷和不足，并改善水下油氣水預分離設備尚處于起步和試驗階段的研究現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的是提供一種適合水下生產系統(tǒng)油井產液直接預脫水脫氣用的傾斜管式分離裝置。該預脫水脫氣分離裝置將原油立式和臥式在線分離技術有機結合，實現(xiàn)水下管匯在線安裝和運行，并依據傾斜式布置和管式構造，具備油氣水高效預分離，油井產液水下快速脫水脫氣，伴生氣含水率低，占地面積小和重量輕等特點。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是開發(fā)一種傾斜管式水下預脫水脫氣分離裝置，主要由分流管、氣液分離管、排氣平衡器、波紋板組、排水管和沖砂管組成。較之常規(guī)原油預處理配套設施，該預脫水脫氣分離裝置采用柱形管式分離器的構造，實現(xiàn)油氣水高效預分離；同時分離裝置采用傾斜式的布置形式，將原油立式和臥式分離技術有機結合，解決了常規(guī)預分離裝備油水界面覆蓋面積小、分離時間不充分等缺點。水下油井產液經水下采油樹和水下管匯由分流管進入預脫水脫氣分離裝置，實施波紋板傾斜管式油氣水預分離處理，脫除油井產液中的伴生氣和大部分的水相，預分離處理后的伴生氣經排氣平衡器徹底除液后進入輸氣管匯中，含油率低的生產水經氣液分離管右側底部的排水管排出，而含水量低且呈油水兩相態(tài)的二級原油則經氣液分離管中部的出油管進入下一級脫水器。