[發明專利]一種處理油田采出液的分段式電磁耦合分離器

有效

• 申請號: 202010029116.3
• 申請日: 2020-01-12
• 公開（公告）號: CN111171859B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 楊東海;鄔環宇;何利民;呂宇玲;羅小明
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C10G33/02
• 分類號: C10G33/02;B01D17/06;B01D19/00
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 邱岳

一種處理油田采出液的分段式電磁耦合分離器，包括分離器罐體、氣液分離模塊、高含水電磁協同作用脫水模塊、低含水電脫水模塊、供電系統、液位控制器、氣出口、收油管和水出口。分離器罐體水平放置，氣液分離模塊、高含水電磁協同作用脫水模塊、低含水電脫水模塊和液位控制器依次放置在分離器主體內部。其中氣液分離模塊由入口整流管和擋板組成，高含水電磁協同作用脫水模塊由磁鐵和電極部分組成，低含水電脫水模塊由若干平行放置的豎直電極板組成。本發明通上述三大模塊以及臥式筒體內的重力沉降模塊實現油氣水的四級分離設計，具有結構緊湊，分離效率高，分離徹底的優點。此外他還能夠處理寬含水率范圍的油水乳狀液，大幅度提高原油脫水率。

技術領域

本發明屬于油氣集輸系統多相分離技術領域，具體涉及一種處理油田采出液的分段式電磁耦合分離器。

背景技術

目前我國大部分油田主要采用重力式三相分離器和電脫水器相結合的方式進行氣液分離和原油破乳。但隨著油田逐漸進入開發中后期，采出液的含水率急劇升高，且采出物中瀝青質、膠質、石蠟含量高；同時，化學驅等三次采油技術的廣泛應用嚴重加劇了原油的乳化，給油水分離帶來了極大的挑戰?；谥亓Τ两岛碗娒撛淼膫鹘y三相分離器很難對乳化程度高的原油乳狀液進行有效的破乳分離，并嚴重影響后續電脫水器的使用。

傳統電脫水器通過對金屬裸電極施加高壓電，利用極化效應促進水滴相互靠近，提高水滴的碰撞頻率和強度，強化油中水滴的聚并，在處理低含水原油乳狀液方面效果顯著。但在電脫水器中，水滴的靜電聚結過程和重力沉降過程是同步進行的，為保證分離效果，需維持層流流態，從而導致處理設備容積較大，分離效率難以進一步提高。同時，由于上游重力式三相分離器處理后原油的高含水率和高電導率，一方面導致電脫水器原有體積不能滿足油水乳狀液的停留時間要求，另一方面使用金屬裸電極導致頻繁出現“垮電場”現象，不能保證電脫水器安全穩定進行。

在各類混輸管道中氣液多相流動廣泛存在，而段塞流位于多相流動流型圖的中間區域，和各種其他多相流流型區域都有搭界，是油氣混輸過程中最常見、危害最大的一種流型。段塞流會對下游的分離及處理設施造成極為不利的影響。但是傳統的臥式分離器入口對這一流型的處理常過于粗略或不做處理。

2003年日本Takeda等利用電磁分離原理對含油海水進行油水分離的實驗研究，該方法基于海水與油之間導電性質的差異，將電磁力作用于水相，使海水對油滴產生上浮力，實現油滴與海水的分離。

美國專利US7749459B2公開了一種置于傳統重力式分離器入口處的靜電聚結裝置。該裝置由環氧基樹脂對沿著流體流動方向排列的管狀通道、平板電極以及變壓器進行澆注而成。該裝置在不增加原分離器體積的同時能夠高效處理高含水原油，但經該裝置處理后的原油仍達不到外輸要求，需要進一步進行深度脫水處理。中國專利CN103849428A公開了一種磁電場破乳器，該破乳器沿金屬管道產生磁場與電場，以隔層形式存在的中心電極和環形電極欄通過電極棒與供電變壓器連接，電極通過絕緣吊掛固定于帶法蘭的金屬管段頂部，金屬管段接地，磁場通過位于金屬管段管內或管外的環形磁體產生。這種裝置的中心電極、環形電極欄均為裸金屬電極，當乳狀液含水量較高或者電壓較高時，有可能出現水滴鏈導電或者介質擊穿引起的垮電場效應，僅適用于含水率較低的乳狀液，并且電場強度有限。

綜上，針對傳統三相分離器油氣水分離效率低，電極易擊穿，無法高效處理高含水原油乳狀液，沒有精確的水層監控系統，且入口對于段塞流這一危害流型的處理常過于粗糙或不做處理等問題，有必要發明一種對高含水、高乳化原油乳狀液脫水效果顯著，脫水效率高的高效分離器。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種處理油田采出液的分段式電磁耦合分離器，結合氣液分離模塊、高含水電磁協同作用脫水模塊、低含水電脫水模塊以及重力沉降模塊，可以高效的處理高含水原油乳狀液，提高脫水效率，并且能夠克服“垮電場”和極板擊穿現象。同時入口的整流段還可以消除段塞流，提高了入口的氣液預分離，減少了對后續分離的干擾。具有結構緊湊，分離效率高，分離徹底的優點。