[發明專利]超聲破乳油氣水分離器及分離方法

有效

• 申請號: 201711388765.7
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108018071B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發明（設計）人: 褚興全;褚校崧;白文路
• 申請（專利權）人: 上海興全電力技術有限公司
• 主分類號: C10G53/02
• 分類號: C10G53/02
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 朱九皋

本發明涉及一種超聲破乳油氣水分離器及分離方法，主體結構由進液管、油相管、氣相管、第一斜立管、第二斜立管、集氣管組成以及超聲波換能器組成，在進液管和油相管內部設有分別設置有進液管斜板板束、油相管斜板板束，在板束上設置有若干斜板支撐桿，該支撐桿和管道內壁緊密連接，在進液管和油相管之間設置有第一斜立管和第二斜立管，在油相管和氣相管之間設置有集氣管。本發明能夠實現多級油氣水的分離和除垢作用，不會造成復乳化問題，油水氣分離生產效率明顯提高，縮短時間、提高石油原油的質量、減少石油原油的流失、增加破乳劑的破乳效率、減少使用量、降低對環境的要求。

技術領域

本發明屬于石油開采技術領域，具體涉及一種超聲破乳油氣水分離器及分離方法。

背景技術

隨著我國很多油田進入二、三次采油，原油品質變差，化學成分和油水乳狀結構變得更為復雜，油田采出的原油大都是以乳狀液的形式存在的，乳狀液分散結構十分復雜，有水包油型（O/W）、油包水型（W/O）、油包水再包油(O/W/O)、水包油再包水（W/O/W），二次采油以油包水型（W/O）為主，三次采油以水包油型（O/W）為主。原油中鹽類雜質和水分，會嚴重影響原油的加工生產過程，還會增加運輸成本、增加能量消耗、嚴重者會造成生產事故。例如電脫鹽設備經常跳閘，導致催化劑中毒，嚴重影響正常生產，同時造成巨大的浪費。

油田集輸管線結垢的原因分析，首先，在油田水中含有較高濃度的容易結垢的鹽離子，在開采過程中溫度和壓力不斷下降，原來的物質平衡狀態被打破，導致結垢；其次，當把兩種或多種不相容的水混合，不相容水中的不相容的離子發生化學反應而生成垢；最后，開采原油時，無論開采出了何種物質，原油中原來的物質平衡狀態會被打破，也很容易結垢。不同種類的油田，上述三種原因哪種起主要作用有所區別，一般情況當出現結垢后，沉積的物質都是具有反常溶解度的微溶鹽類或難溶的鹽類，它們都有固定的晶格，同時單體的水垢密度較高且十分堅硬，鹽類的飽和程度以及鹽類結晶的各個過程都是會受到所生成的水垢的影響。

結垢對油田集輸管線的影響，油田集輸管線有結垢問題時，會帶來一定的危害，首先，結垢造成集輸管線的截面積不斷減小，增加輸送阻力，增大輸油泵電耗；其次，結垢就有垢下腐蝕問題，甚至會發生集輸管線穿孔的問題；如果是換熱設備結垢，傳熱效果就會受到影響，設備的能耗增加；最后，在壓力不斷提高的過程中，結垢后所產生的物質就會腐蝕并堵塞管道，甚至造成爆裂等嚴重后果。

通過上述分析可知，油田集輸管線系統結垢問題不可避免，如果處理不好還會帶來嚴重后果。

常用的加熱法、重量沉降法只能處理直徑較大的油滴和水滴，對乳狀液分離效果不好；破乳劑法破乳不僅容易引起環境污染，而且專一性太強。另外，集輸管線和油水分離設備的結垢現象也是常見問題，不僅增大輸送阻力，而且嚴重影響分離設備的油水分離效果。由于采用加熱、重量沉降和破乳劑的常規脫鹽脫水方法將愈來愈難以達到油水分離標準的要求。申請號為201510474087.0的中國專利公開了一種管道式油氣水分離設備和分離方法，采取等腰三角形構造，進液管在三角形的上端頂點位置，進液管的另一側是油相出口；水相出口管在三角形的下端頂點位置；進液管和水相出口管有若干斜立管連接。為了增加油水氣分離效果，利用“淺池效應”原理在水相出口管和斜立管里設置了若干層斜板。該專利從理論上講油水氣實現了三次分離，分離效果較好。但從該專利的附圖來看，水相出口管里面多層斜板是和管道緊密連接的，這種構造將管道完全隔離成了多個細小空間，不利用上部油的富集及下部水的富集；另外，斜板沉降技術只是在單位體積內增大了“流道的水平投影面積”，而對原油的乳狀液的破乳功能非常微弱，只是對較大的油滴和水滴的分離效果較好；更關鍵的是該專利技術的實施無法避免結垢問題的困擾，結垢是油田集輸管線常見的問題，尤其是目前的三次采油階段結垢問題更加嚴重，管道中的斜板雖然增加了油水氣的分離效果，但也增大了結垢的幾率，斜板上結垢就破壞了油滴和水滴的運行通道，影響分離效果，嚴重時會造成通道阻礙，不但破壞油水氣分離，而且會造成停產事故。