申请日2019.07.17
公开(公告)日2019.11.12
IPC分类号B01D45/02; C02F1/38; C02F1/40; C02F103/10
摘要
本发明实施例公开了一种管道式油气水分离与污水处理装置，包括污水处理装置，所述污水处理装置通过管道连接有对混合了油液和废气的污水进行分离的分离装置，且在所述污水处理装置与分离装置之间设置有调节污水进入污水处理装置内的流量的油水下出口阀;其方法包括，将油气水混合液引入分离装置，之后再实时取样获取分离装置内的体积含液率，待满足要求后将混合液导入污水处理装置进行处理，最后再排出，该设备采用了管道式分离技术，能实现对采出液的控制分离，其分离效率高，且设备占地面积小制造成本低，同时该设备在进行油水分离时，可以通过起旋段将含油较高的水从回流出口送入分离装置以进行二次分离，其操作简单且无需借助工具。
权利要求书
1.一种管道式油气水分离与污水处理装置，其特征在于，包括污水处理装置(36)，所述污水处理装置(36)通过管道连接有对混合了油液和废气的污水进行分离的分离装置(37)，且在所述污水处理装置(36)与分离装置(37)之间设置有调节污水进入污水处理装置(36)内的流量的油水下出口阀(31);
所述分离装置(37)包括用于分离出油气水中气体的气液分离装置(34)，所述气液分离装置(34)上连接有对油气水进行二次分离并将油液排出的油水分离装置(35)。
2.根据权利要求1所述的一种管道式油气水分离与污水处理装置，其特征在于，所述气液分离装置(34)包括上水平管(5)、下水平管(3)以及若干个设置在上水平管(5)与下水平管(3)之间的倾斜立管(4)，所述下水平管(3)在远离油水分离装置(35)的一端设置有通入口(1)，且所述下水平管(3)在靠近通入口(1)的一端设置有导流装置(2)，所述倾斜立管(4)的两端分别与上水平管(5)和下水平管(3)密封连接，所述上水平管(5)在靠近油水分离装置(35)的一端设置有气液分离上出口(6)。
3.根据权利要求1所述的一种管道式油气水分离与污水处理装置，其特征在于，所述油水分离装置(35)包括上排油管(13)、中层水平套管(38)和下层水平套管(39)，所述中层水平套管(38)与下层水平套管(39)之间设置有第一垂直立管(10)，且所述中层水平套管(38)与上排油管(13)之间设置有第二垂直立管(12)。
4.根据权利要求1所述的一种管道式油气水分离与污水处理装置，其特征在于，所述污水处理装置(36)包括主体管道(41)、导流结构(21)以及位于主体管道(41)内的起旋段(22)，所述导流结构(21)位于主体管道(41)内，所述主体管道(41)在靠近导流结构(21)的一端设置有污水进入口(20)，所述主体管道(41)在远离导流结构(21)的一端设置有锥形分离罩(40)，所述锥形分离罩(40)在远离主体管道(41)的一端设置有回流出口(27)，所述起旋段(22)位于锥形分离罩(40)和导流结构(21)之间。
5.根据权利要求4所述的一种管道式油气水分离与污水处理装置，其特征在于，所述锥形分离罩(40)包括锥形内管道(23)以及位于锥形内管道(23)外侧的分离外管道(25)，在所述锥形内管道(23)的侧壁等间距开设有若干个分离孔(24)，所述分离外管道(25)的侧面设置有污水排出口(26)。
6.根据权利要求2所述的一种管道式油气水分离与污水处理装置，其特征在于，所述倾斜立管(4)与上水平管(5)的内径数值相同。
7.根据权利要求2所述的一种管道式油气水分离与污水处理装置，其特征在于，所述下水平管(3)与中内管道(9)的直径数值相同，且所述下水平管(3)与中内管道(9)密封连接。
8.根据权利要求3所述的一种管道式油气水分离与污水处理装置，其特征在于，所述上排油管(13)通过第二垂直立管(12)与中外套管(11)连接，且所述上排油管(13)在远离倾斜立管(4)的一端设置有油水上出口(14)。
9.根据权利要求3所述的一种管道式油气水分离与污水处理装置，其特征在于，所述中层水平套管(38)包括中外套管(11)以及位于中外套管(11)内且两端均与中外套管(11)密封连接的中内管道(9)，所述中内管道(9)的两端分别设置有油水入口(7)和中间出口(15)，且所述中内管道(9)的底部设置有若干个矩形缝(8)，所述下层水平套管(39)包括下内管道(16)以及位于下内管道(16)外侧且与下内管道(16)密封连接的下外管道(18)，所述下外管道(18)通过第一垂直立管(10)与中外套管(11)连接，所述下内管道(16)的一端设置有油水下出口(19)，且所述内管道(16)的另一端采用盲板密封，所述内管道(16)的底部设置有若干个矩形间隙(17)。
10.一种管道式油气水分离与污水处理装置的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100、将油气水混合液引入分离装置，之后再实时取样获取气液分离装置内的体积含液率，然后再调节气液分离装置上出口的阀门，使体积含液率降至预设的数值0.5%，并使废气通过气液分离装置上出口排出，同时使混合液进入油水分离装置;
S200、开启污水处理装置上的阀门，实时取样获取油水分离装置中间出口管道内的体积含水率，同时调节油水分离装置中间出口的调节阀和下出口管道上安装的调节阀，使混合液中的体积含水率降至预设的数值1.0%，之后再打开油水分离装置上出口的阀门，实时取样获取油水分离装置上出口管道内的体积含水率，调节上出口管道上的阀门，使混合液中的体积含水率降至预设的数值1.0%，并使废油从油水分离装置上出口和油水分离装置中间出口排出，同时使混合液进入污水处理装置;
S300、实时取样获取污水处理装置切向出口混合液中的含油率，同时调节污水处理装置轴向出口的调节阀和切向出口的调节阀，使得含油率偏高的污水通过污水处理装置的轴向出口再次流入分离装置，待污水处理装置轴向出口中混合液的含油率降至30mg/L以内后，使水通过污水处理装置切向出口排出。
说明书
一种管道式油气水分离与污水处理装置及应用方法
技术领域
本发明实施例涉及油气资源开采领域，具体涉及一种管道式油气水分离与污水处理装置及应用方法。
背景技术
在油气资源开采等领域，油气水多相分离与污水处理系统是必不可少的生产装置，使生产井产出液分离成达标的油相、气相和水相，分别对油和气实现外输销售，水相进行回注或外排。目前，陆地及海上油气田开采量大幅度增加，且伴随开采的延续，油井含水率越来越高，并常伴有大量的气体，给已有油气水分离技术和系统带来较大的压力，使传统分离技术的缺陷逐渐显现，影响海洋油气开采技术的发展。因此，发展新型高效紧凑型分离器，提高油气水分离与污水处理的指标和效率，减小海上平台载重，对海洋石油工程的发展具有重要意义。
油气水多相分离与污水处理技术中物理分离的方法主要分为重力分离、离心分离、浮选除油、电脱水器和过滤分离等。授权公告号为CN102120103B的专利《气油水三相分离器》，公开了一种主要采用重力分离技术实现油气水三相分离的装置。授权公告号为CN201817338U的专利《含油污水处理机》，公开了一种由斜板、核桃壳过滤器和双亲可逆纤维球过滤器组成的污水处理装置。然而，在现阶段的生产中，往往需要对大量的油气水混合液和污水进行快速分离处理，重力原理和过滤技术都是有效的分离技术手段，但处理速度相对较慢，且设备结构复杂、体积庞大，限制了其在海洋油气资源开采中的运用。授权公告号为CN101810941B的专利《复合式油水分离系统》，公开了一种采用梯型管和旋流管组成的管道式油水分离系统，其结构简单、处理快速，对油水两相的分离具有较好的效果。授权公告号为CN104707364B的专利《油水分离装置和油水分离方法》，公开了一种集离心和重力分离为一体的管道式油水分离装置，可实现对油水混合液的快速分离。授权公告号为CN105031977B的专利《油气水多相分离系统及其应用方法》，公开了一种由气液旋流分离、油水旋流聚并和动态重力分离的管道式油气水分离装置及其应用方法，可实现对油气水混合液的快速分离。
但是在使用时，其辅助设备较多制造成本较大，导致资源消耗较多其经济效益较低，且油气水在分离时，油水混合液中的废油难以高效的清除，需要使用者借助辅助设备或过滤工具进行多次操作，才能实现目的，而这就导致操作极为繁琐复杂。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种管道式油气水分离与污水处理装置及应用方法，以解决现有技术中由于设备在使用时，其辅助设备较多制造成本较大，导致资源消耗较多其经济效益较低，且油气水在分离时，油水混合液中的废油难以高效的清除，需要使用者借助辅助设备或过滤工具进行多次操作，才能实现目的，而这就导致操作极为繁琐复杂的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
一种管道式油气水分离与污水处理装置，包括污水处理装置，所述污水处理装置通过管道连接有对混合了油液和废气的污水进行分离的分离装置，且在所述污水处理装置与分离装置之间设置有调节污水进入污水处理装置内的流量的油水下出口阀;
所述分离装置包括用于分离出油气水中气体的气液分离装置，所述气液分离装置上连接有对油气水进行二次分离并将油液排出的油水分离装置。
作为本发明的一种优选方案，所述气液分离装置包括上水平管、下水平管以及若干个设置在上水平管与下水平管之间的倾斜立管，所述下水平管在远离油水分离装置的一端设置有通入口，且所述下水平管在靠近通入口的一端设置有导流装置，所述倾斜立管的两端分别与上水平管和下水平管密封连接，所述上水平管在靠近油水分离装置的一端设置有气液分离上出口。
作为本发明的一种优选方案，所述油水分离装置包括上排油管、中层水平套管和下层水平套管，所述中层水平套管与下层水平套管之间设置有第一垂直立管，且所述中层水平套管与上排油管之间设置有第二垂直立管。
作为本发明的一种优选方案，所述污水处理装置包括主体管道、导流结构以及位于主体管道内的起旋段，所述导流结构位于主体管道内，所述主体管道在靠近导流结构的一端设置有污水进入口，所述主体管道在远离导流结构的一端设置有锥形分离罩，所述锥形分离罩在远离主体管道的一端设置有回流出口，所述起旋段位于锥形分离罩和导流结构之间。
作为本发明的一种优选方案，所述锥形分离罩包括锥形内管道以及位于锥形内管道外侧的分离外管道，在所述锥形内管道的侧壁等间距开设有若干个分离孔，所述分离外管道的侧面设置有污水排出口。
作为本发明的一种优选方案，所述倾斜立管与上水平管的内径数值相同。
作为本发明的一种优选方案，所述下水平管与中内管道的直径数值相同，且所述下水平管与中内管道密封连接。
作为本发明的一种优选方案，所述上排油管通过第二垂直立管与中外套管连接，且所述上排油管在远离倾斜立管的一端设置有油水上出口。
作为本发明的一种优选方案，所述中层水平套管包括中外套管以及位于中外套管内且两端均与中外套管密封连接的中内管道，所述中内管道的两端分别设置有油水入口和中间出口，且所述中内管道的底部设置有若干个矩形缝，所述下层水平套管包括下内管道以及位于下内管道外侧且与下内管道密封连接的下外管道，所述下外管道通过第一垂直立管与中外套管连接，所述下内管道的一端设置有油水下出口，且所述内管道的另一端采用盲板密封，所述内管道的底部设置有若干个矩形间隙。
一种管道式油气水分离与污水处理装置的应用方法，包括如下步骤：
S100、将油气水混合液引入分离装置，之后再实时取样获取气液分离装置内的体积含液率，然后再调节气液分离装置上出口的阀门，使体积含液率降至预设的数值0.5%，并使废气通过气液分离装置上出口排出，同时使混合液进入油水分离装置;
S200、开启污水处理装置上的阀门，实时取样获取油水分离装置中间出口管道内的体积含水率，同时调节油水分离装置中间出口的调节阀和下出口管道上安装的调节阀，使混合液中的体积含水率降至预设的数值1.0%，之后再打开油水分离装置上出口的阀门，实时取样获取油水分离装置上出口管道内的体积含水率，调节上出口管道上的阀门，使混合液中的体积含水率降至预设的数值1.0%，并使废油从油水分离装置上出口和油水分离装置中间出口排出，同时使混合液进入污水处理装置;
S300、实时取样获取污水处理装置切向出口混合液中的含油率，同时调节污水处理装置轴向出口的调节阀和切向出口的调节阀，使得含油率偏高的污水通过污水处理装置的轴向出口再次流入分离装置，待污水处理装置轴向出口中混合液的含油率降至30mg/L以内后，使水通过污水处理装置切向出口排出。
本发明的实施方式具有如下优点：
该设备采用了管道式分离技术，其可实现对生产井中采出液的自动控制分离，使得分离后的气中含液小于0.5%，油中含水小于1.0%，水中含油小于30mg/L，其分离效率较高，且设备占地面积小、制造成本较低，其经济效益较高，同时该设备在进行油水分离时，可以通过起旋段将含油较高的水从回流出口送入分离装置以进行二次分离，其操作简单方便且无需借助辅助设备或过滤工具。（发明人张健;顾成曦;侯林彤;刘硕;许晶禹）
