萃取设备老化油油水处理中的应用
随着油田开发进入中后期,采出液中往往含有大量的水和泥砂,近几年,又出现了老化油。它是一种用现有手段难以处理的原油,成分复杂,含有许多导电性较强的粘土和FeS等机械杂质,这些物质经常会造成脱水系统净化油含水超标和脱后污水水质超标,而且由于这些杂质具有较强的导电性,往往会导致电脱水器出现频繁跳闸现象,严重时可以使电脱水器发生垮电场事故,给生产带来诸多不便。针对上述问题,寻求高效的分离设备是很必要的。萃取设备老化油油水处理中的应用
水力旋流分离器是油田地面工程中的一种重要的新型离心分离沉降的分离设备,具有分离效率高,操作维护简便等突出的优点。本文介绍了水力旋流器的发展状况及应用现状,对水力旋流器的基本结构、分离机理和影响性能的因素进行了深入的研究,在此基础上开展利用水力旋流器对老化油的矿场试验,分析试验结果并从理论的角度进一步阐述操作参数和物性参数对试验效果的影响。
结合水力旋流分离器处理老化油的矿场试验,对旋流分离技术进行了较为深入的理论和试验研究。以现场试验数据为,基础,对影响旋流分离技术处理老化油的因素进行了分析,得到结论如下:连续相介质的粘度是影响旋流分离效果的重要因素之一;应用水力旋流分离技术应具有两个必要的条件:一是混合物流必须具有压力能,二是两相介质之间必须存在密度差温度较高;加入的破乳剂足够的条件下,回收老化油不能充分破乳,因此,水力旋流器不适合对回收老化油的除泥处理。萃取设备老化油油水处理中的应用
水力旋流器作为一种分离设备,尽管结构简单,但影响因素却相当多,对现场条件的要求也非常苛刻,因此,应用时选取合理的结构参数和操作参数是很重要的。
本文研究的意义
在油田产出液中,除了原油以外,,往往含有天然气、水、泥砂等杂质,油田地面工程首先是将这些物质分离出去。产出液中伴生气的存在会使泵的工作性能降低;影响流量的准确计量;可燃气体还会带来安全问题。气体越早分离,越有利于节约生产成本。我国大部分油田己进入开发的中后期,采出液含水增加,平均含水量已超过8a,含水量仍在不断上升。含水集输不但加剧管道的腐蚀,‘而且增加的输量也加剧集输过程中的动力和热力消耗,致使原油开采成本越来越高。因此,产出液中水的高效分离是函待解决的问题。产出液中往往含有泥砂,含量高的可达6%,一方面导致管阀设备磨损;另一方面,泥砂在水罐或油罐中的沉积也导致罐的有效容积减少。近年来,随着油田的进一步开发又出现了“老化油”这种用现有技术手段难以处理的原油,如污水沉降罐上部的浮油、污水处理站回收水池内的污油、脱水设备内位于油水界面上的中间过渡层,含有未充分破胶的压裂液的产出液等,来源多种的“老化油”成分复杂,含有许多导电性较高的粘土和Fey等固体颗粒,对现有脱水系统造成影响,严重时可以使电脱水器出现垮电场事故。因此,高效的油水分离设备及系统在油田地面工程的油气处理中是很重要的。萃取设备老化油油水处理中的应用
几十年来,油水分离设备发展迅速,从原来的撇油池、自然沉降分离开始,发展到各式各样的油水分离器。如电脱水器、游离水分离器、填料式游离水脱除器、气浮选和过滤等等。水力旋流器是一种利用离心沉降原理将非均相混合物中具有不同密度的相分离的机械分离设备。与传统的油田开采生产处理工艺相比,它具有结构简单、体积小、重量轻、没有运动部件、分离效率高、处理时间短和操作费用低等特点,在油田地面处理工艺中具有重要的意义。
国内外研究的发展与现状
水力旋流器被用作固一液两相介质的分离装置,从水中分离固体介质,但仅限于在采矿工业中使用,未被其它行业所重视。二次大战前后,随着学科之间的沟通与交流,其应用范围获得急速扩大,在许多部门都开始应用,但仍作用固一液两相介质的分离装置。但英国人早就提出了液一液旋流分离是可行的观点。最近二三十年以来,在其用途不断扩大的同时,其理论研究、实验与设计、加工制造以及应用技术研究等方面都有了长足的发展。同时它的用途也由主要进行固一液分离,扩展到两种不互溶流体介质的液一液分离和气一液分离等。
固一液两相介质分离的发展较为成熟,但在油一水分离领域的研究要晚得多。
研究用水力旋流器来分离油一水两相介质的可行性。随后他们经过近十年的研究,终于得出了肯定的结论,发明了双锥双入口型液一液旋流分离器。use年,他们设计的液一液分离水力旋流器在两个公司进行了商标注册,并生产出第一个商用的高压vortoit型水力旋流器。1 985年,利用该水力旋流器在澳大利亚的$ass Strait油田的平台上进行试验,取得了满意的结果,由此进入了工业应用阶段,开辟了水力旋流器应用的另一个新的领域}s} m}0截止1988年旋流器在世界上24个海上平台上得到应用fi]0随后CxA.B.Yourfg等人设计出的与双锥型具有相同的分离性能但处理量要高出一倍的单锥型旋流器〔u}cm0.经过几何优化设计,Conoco公司提出了K型旋流器,对于直径小于19mm油滴分离性能提高更加明显。我国海洋石油总公司与美国Amoc。石油公司在我国南海联合开发的流花11-1油田开始在海上石油开采平台上使用旋流器处理含油污水。国内油田也引进了旋流脱油设备,开始在仿制的基础上研究。我国某些单位相继开展对液一液分离水力旋流器的研制工作。研究内容主要是仿制Thew类F型旋流器,单独、串联或并联组合下的表观分离性能,测试旋流器内部的速度场,但对低剪切增压技术和系统工艺配套技术研究甚少,应用范围限于陆上油田。萃取设备老化油油水处理中的应用
目前,许多国家的油田中,尤其是海洋平台上,由于空间的限制而大量使用水力旋流器作为原油脱水或生产用水的水处理设备。水力旋流器的用途也在不断扩大,己由主要进行固液分离而扩展到两种不互溶液体介质的液一液分离以及气一液分离、气一固一液分离等。
动态液一液旋流分离器在某公司做过不少研发工作,但由于其结构复杂、能耗大、操作维护费用大等问题而终止。1998年,国内某学院等单位也在动态液一液旋流分离器方面做了一些工作,但始终也难以投入工业应用。
在油田开发进入中后期以后,大量产水给经济和环境带来了诸多负面影响。1991年加拿大率先提出“井下油水分离”的创意与设想,并进行可行性研究。其后,陆续有世界各地的公司、院校和研究单位近30家参与进来,形成一个世界性的企(联合工业研究项目),经过几年的努力,该项目取得了突破性进展一已进入商业性应用。
迄今为止,在英国已经召开了5次以水力旋流器为专题的国际会议,交流各国在此领域内的最新研究成果。会议的召开对水力旋流器从基础理论到工业应用等各方面的发展起到了很大的推动作用。
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