重力式油气分离器

油水重力分别技术及其进展2007-04-1612:31:57标签分类科技要以人为本中国石油重力油水分别技术应用进展摘要目前实现油水分别的方法主要有重力分别和旋流分别虽然旋流分别器设施小巧分别效率高，但存在能耗不足的缺点，因而应用最广泛有用的仍是重力分别技术经对几种设施比较HNS—III型分别器分别特性最优油中含水仅为

1.56%是新型高效重力分别设施有用的结构模型建议成立特地的组织机构负责此方面的技术规划、科研攻关及推广应用方面的组织管理工作，并成立特地的开发讨论机构，建立油水分别设施的专业定点生产基地，促进我们我国油田地面工程综合装备水平的提高主题词重力油水分别技术应用进展长期以来实现油水分别的技术方法主要是重力分别可以说重力式油水分别设施是继泵外，在油田地面工程中应用最多、最基本、也是最重要的工艺设施之一然而，由于影响油水重力分别效果因素的多重性与简单性，迄今对油水分别机理讨论的还很不够，仅有的讨论往往被局限于一些详细工程的宏观应用方面，至今仍未形成科学、系统、完善的设计理论和计算方法所以围绕提高重力式油水分别设施的技术经济性这个中心建立油水重力分别设施的结构优化模型总结一套油水重力分别技术理论和设施设计方法，建立健全油水重力分别设施的性能指标评价体系等，已成为油田地面工程乃至石油工业进展的迫切需要.工业应用现状以全国年产原油

1.5亿t、原油综合含水90%、单台设施日处理量5000m3计算则目前在我们我国的油田地面工程中约有近8000台的重力式油水分别设施在工作1987年曾对有关油田的在役设施进行了调查，其结果如表1所示表11987年工业设施现状调查结果调查的油田设施规格mm处理量m3/d单位容积处理量m3/d*m3大庆油田

400030001054828.6河南油田HNS—I

300014600463046.3C—ENatco公司3000121909084110可以看出，这些设施的平均单位容积日处理量只有

28.2m3仅是美国C-ENatco公司Performax填料式分别设施的1/4左右此外，为了满意生产需要，这些设施往往都在较高的处理温度、较大的加药量下工作，不仅工程造价高，而且运行费用也较高特殊是随着原油含水率的不断增加以及常温输送技术的推广应用，这些设施越来越不能适应生产进展的需要为此各油田都致力于该技术的革新改造讨论，并收到了肯定的效果，表2所示是199年有关资料介绍的相关设施技术参数表21990年工业设施技术参数调查的油田设施规格mm处理量m3/d单位容积处理量m3/d.m3备注大庆油田4000[

300002109857.0板网填料大港油田

300012000300037.0陶粒填料河南油田HNS—II

30001460017000170.0波纹填料C—ENatco公司3000[121909084110波纹填料可见，单位设施容积的平均日处理量已由原来的

28.2m3提高到了

88.0m3的新水平，尤其是HNS—II型设施在双河油田的工作状况，甚至超过了C—ENatco公司的Performax填料式分别设施的有关性能指标.整体设施进展概况长期以来，人们为了提高设施的技术经济性能，开展了诸多讨论，先后开发出了多种设施型式及其内部结构就设施型式来说，典型的主要有立式、卧式和球形三种，其中卧式设施兼有高效和便于制造的优点，因此得到了极为广泛的应用在卧式设施中最有代表性的是美国的API游离水分别器，其主要用于实现油、气、水之间的预分别，在工程中应用的最早也最为广泛1978年美国C—ENatco公司在API游离水分别器的基础上，开发出了Performax填料式分别器，其特点在于通过引入Performax填料，缩短液滴聚结所需要的沉降距离，从而加快了油水之间的分别过程表3所示则是C—ENatco公司的讨论人员对Performax分别器和游离水分别器所进行的现场考核试验结果［1］明显在相同条件下，Performax填料式分别器不仅极大地改善了油中含水指标，而且使污水含油指标也大幅度降低，由此显示出了极大的优越性1980年后该公司又进展出了双流式分别器⑵，其工作原理与Performax填料式分别器完全相同实际上它相当于两台Performax填料式分别器的一体化并联，其不同点主要在于两个分别腔是连通的，所以设施内的油水界面及气液界面只需一套掌握系统它同两台分立的Performax填料式分别器相比，可以节省一套掌握系统少用两个容器封头，此外还削减了近一倍的设施安装工程费用，因此经济性能较好但这种双流式分别器在设计、制造和使用时，必需确保两个分别腔做到流体力学对称，不然就会发生偏流现象，影响设施性能及其工作效果在文献⑶中介绍了一项美国最新专利结构，特点是即汲取了当代重力式油水分别设施进展的新思想，同时又把离心分别的机制引入到重力式分别设施中，有机地采用和发挥了双向流、离心分别和填料聚结的特点，在设计思想上有肯定的独到之处，只是目前尚未见其工程应用的报道表3Performax与API分别器的比较设施型式设施尺寸mm油相密度kg/m3含水率％处理量m3/h油中含水％水中含油mg/L游离水分另lj器

2440610088079.050222560Performax

24401610088079.

0500.543游离水分别器3050122009109072681500Performax2440〔76259109072121001987年，河南石油勘探局在C-ENatco公司的Performax分别器的基础上，通过引入重力消能和水洗作用，从而成功地开发出了流淌特性和分别效果都有所改进的HNS—II型分别器HNS—II型分别器的流淌特性及预分别作用都好于C—ENatco公司的分别器1992年后通过进一步的讨论，又在HNS—H型分别器的基础上进展出了一种油水重力分别结构优化设施HNS—IU分别器［4］其特点是不仅更好地应用了重力消能和水洗原理，而且还在设施中首次采纳了一种能有效改进设施流淌特性的新型构件即稳流构件表4是在相同条件下，对以上三种典型分别器的对比试验结果表4三种典型设施间的对比试验结果项目C—ENatco分别器HNS—II分别器HNS—山分别器取样位置进口出口进口出口进口出口游离水量mL666484807075乳化水量mL

4.

85.

22.

72.

60.

10.

11.

81.7总含水％

30.

629.

64.

194.

6835.

432.

82.

472.

4231.

732.

11.

641.47平均含水％

30.

134.

4434.

122.

44531.

91.56可以看出，在入口油中含水都近似为30%的条件下C—ENatco分别器的出口油中含水为

4.44%HNS—II型分别器为

2.445%而HNS—HI分别器仅为

1.56%表明HNS—H型分别器的分别特性好于C-ENatco分别器，而HNS—HI型分别器的分别特性又优于HNS—II型分别器因此在所检测的三种分别器中，以HNS—III型分别器的分别特性最优，故是新型高效重力分别设施更为有用的结构模型对进展我们我国油水重力分别技术的几点建议综上所述目前实现油水分别的方法主要有两种，一是重力分别，二是液一液旋流分别油水分别作为油田工程中一个特别重要而又基本的工业过程，世界各国对该项技术的进展都特别重视近十余年来我们我国虽在此领域的个别技术方面取得了肯定的突破，但从该技术的产品化、产业化及在工业应用中取得规模效益的角度讲，同欧、美等发达我国尚存在有较大的差距虽然中国石油自然气集团公司己将液一液旋流分别技术作为“九五”期间的一项重大科技攻关项目进行讨论，但是就当前来说，重力分别仍将是现阶段乃至今后一段时期我们我国油水分别工程中的主体装备和技术因此在进展液一液旋流分别技术的同时，也不能忽视对重力分别技术的进展与完善，为此，特提出以下建议供有关方面参考1鉴于油水分别技术在油田地面工程中的重要地位，建议成立特地的组织机构负责此方面的技术进展规划、科研攻关及推广应用方面的组织管理工作并作为石油行业的一个归口管理单位，负责全国油水分别设施的优选和询问工作，制定有关技术法律规范和标准，促进我们我国油水分别技术向专业化、标准化和产业化方向进展2建立特地的开发讨论机构，结合我们我国的油田工程实际，以建立高效设施的结构模型、进展油水分别理论、完善设施性能指标评价体系等为目标，有针对性地开展油水分别技术的攻关讨论工作3建立油水分别设施的专业定点生产基地，促进我们我国油田地面工程综合装备水平的提高⑷油水分别作为油田地面工程中的一个重要技术环节，除应重视单元设施的开发研制、技术理论完善和工业应用等方面的讨论外，对与其相关的工艺技术也不能忽视只有这样才能全面提高我们我国油水分别技术的整体水平，促进我们我国油田地面工程技术的全面进展作者单位陆耀军（西安交通高校陕西省西安市710049）王金昌（大庆油田设计院黑龙江省大庆市163712）参考文献1陆耀军重力式油水分别设施流体动力特性技术讨论:［硕士论文］北京:石油高校』

992.2郭复民，张学礼.油气分别器原理设计与计算.上海:上海交通高校出版社

1992.3SuhS.L..U.S.APatentNo.

4617031.4陆耀军等.重力式油水分别结构优化设施.中国专利ZL922415145。