[發(fā)明專利]一種水下三相多級重力式分離注采系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011504895.4
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112780249B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張黎明;孫吉家;薛麗麗;齊冀;周星宇;張凱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: E21B43/38
• 分類號: E21B43/38;E21B43/40;E21B43/01
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種水下三相多級重力式分離注采系統(tǒng)，其特征在于，所述分離注采系統(tǒng)包括整體支架結(jié)構(gòu)、三級柱式氣液旋流分離器、臥式三相重力分離器、氣相增壓輸送泵、水相增壓輸送泵、油相增壓輸送泵和過渡儲液罐，所述三級柱式氣液旋流分離器、臥式三相重力分離器、氣相增壓輸送泵、水相增壓輸送泵、油相增壓輸送泵和過渡儲液罐均位于整體支架結(jié)構(gòu)內(nèi)部，海底的油氣井產(chǎn)出液通過分離注采系統(tǒng)的輸入管線進(jìn)入所述三級柱式氣液旋流分離器，所述三級柱式氣液旋流分離器分離出的液相介質(zhì)通過連接管線進(jìn)入所述臥式三相重力分離器，所述臥式三相重力分離器上設(shè)置有氣、水和油三相出口、分離得到的水相介質(zhì)通過水相出口管線與過渡儲液罐連接且隨后通過連接管線輸送到水相增壓輸送泵經(jīng)水相增壓輸送泵增壓后回注到地層當(dāng)中、分離得到的油相介質(zhì)經(jīng)油相出口與所述油相增壓輸送泵連接且經(jīng)油相增壓輸送泵舉升到海底或海上平臺的儲油裝置，所述三級柱式氣液旋流分離器分離得到的氣相介質(zhì)與所述臥式三相重力分離器分離得到的仍然殘留在液相介質(zhì)中的氣相介質(zhì)分別經(jīng)各自的氣相出口管線共同匯入同一輸送管線后與所述氣相增壓輸送泵連接且經(jīng)氣相增壓輸送泵輸送至氣相處理站；

所述三級柱式氣液旋流分離器由三個(gè)單級柱式氣液旋流分離器組成，在第一級柱式氣液旋流分離器與第二級柱式氣液旋流分離器之間以及第二級柱式氣液旋流分離器與第三級柱式氣液旋流分離器之間均設(shè)置了三通閥門，海底的油氣井產(chǎn)出液通過輸入管線進(jìn)入第一級柱式氣液旋流分離器，第一級柱式氣液旋流分離器與第二級柱式氣液旋流分離器的液相出口管線通過三通閥門后分出兩支管線，一支管線與下一級的柱式氣液旋流分離器的入口管線相連接，另一支管線匯入三級柱式氣液旋流分離器的總液相出口管線，在第三級柱式氣液旋流分離器液相出口管線處設(shè)置一個(gè)雙通閥門且分離出的液相介質(zhì)在通過雙通閥門后匯入總液相出口管線，位于三個(gè)單級柱式氣液旋流分離器頂部的氣相出口管線共同匯入三級柱式氣液旋流分離器的氣相總出口管線，并且在第二級與第三級的柱式氣液旋流分離器處的氣相出口管線處均設(shè)置了截止閥。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下三相多級重力式分離注采系統(tǒng)，其特征在于：所述臥式三相重力分離器由分離器主體、臥式重力分離器的流體輸入管線、電極控制箱、臥式重力分離器的氣相出口管線、臥式重力分離器的水相出口管線、臥式重力分離器的油相出口管線、入口圓孔擋板、弧形葉片可動轉(zhuǎn)子及其筒體、可轉(zhuǎn)葉片擋板組、圓孔擋板組、靜電聚結(jié)電極板和堰板組成，分離器主體由中部的圓柱體與位于兩側(cè)的半球體構(gòu)成，臥式三相重力分離器的流體輸入管線沿平行于分離器主體軸線的方向接入臥式分離器內(nèi)部，在分離器主體內(nèi)部入口附近區(qū)域設(shè)置了兩個(gè)相互垂直的半圓形入口圓孔擋板，入口圓孔擋板的下方設(shè)置有弧形葉片可動轉(zhuǎn)子及其筒體，由入口區(qū)域逐漸深入分離器內(nèi)部依次布置可轉(zhuǎn)葉片擋板組、圓孔擋板組、靜電聚結(jié)電極板和堰板，在靜電聚結(jié)電極板的正上方配置有電極控制箱，在分離器主體遠(yuǎn)離入口區(qū)域一側(cè)的頂部設(shè)置臥式重力分離器的氣相出口管線，臥式三相重力分離器的油相出口管線位于分離器遠(yuǎn)離入口區(qū)域的一端，而臥式三相重力分離器的水相出口管線設(shè)置在分離器的中部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下三相多級重力式分離注采系統(tǒng)，其特征在于：所述圓孔擋板組由三組擋板間距和圓孔密度不同的圓孔擋板組成，沿著分離器軸線逐漸遠(yuǎn)離入口的方向每組圓孔擋板之間的距離逐漸變小，圓孔密度也逐漸變疏。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下三相多級重力式分離注采系統(tǒng)，其特征在于：靜電聚結(jié)電極板為一組沿著垂直于分離器軸線方向非等距分布的平行柵板結(jié)構(gòu)，越靠近分離器的底部，電極板之間的間距也就越大。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下三相多級重力式分離注采系統(tǒng)，其特征在于：所述堰板位于分離器后端為半圓形擋板結(jié)構(gòu)，臥式重力分離器的水相出口管線和臥式重力分離器的油相出口管線分別位于堰板的兩側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下三相多級重力式分離注采系統(tǒng)，其特征在于：所述臥式重力分離器的水相出口管線為四個(gè)，以不等間距分布于分離器主體的中部，越靠近臥式重力分離器的油相出口管線，每個(gè)臥式重力分離器的水相出口管線的間距也越小。