在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中,油井產(chǎn)出液中不但含有大量的水,而且還有一些固體雜質(zhì),其中一部分雜質(zhì)是非常細(xì)小的顆粒(中值粒徑100微米左右),難于處理,若使其直接進(jìn)入地面水處理系統(tǒng)中,將增大能量消耗,造成工藝管網(wǎng)的堵塞和腐蝕。這些沉淀物如不定期排出,設(shè)備處理能力勢(shì)必下降,處理后的水質(zhì)達(dá)不到指標(biāo)要求,影響油田的正常生產(chǎn),設(shè)備排出的污泥如果處理不當(dāng),又會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。目前油田地面工藝中對(duì)固體顆粒的處理的方法主要是采用重力沉降加過(guò)濾的方式[1]。但其處理時(shí)間長(zhǎng),工作效率較低,成本高。這種處理工藝已逐漸不適應(yīng)油田開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益要求,因此快速有效地分離油井采出液中的固體雜質(zhì)已成為亟待解決的重大技術(shù)課題。
勝利油田旋流油水分離器的原理及結(jié)構(gòu)介紹
勝利油田旋流油水分離器是一種應(yīng)用非常廣泛的非均相混合物分離設(shè)備。旋流油水分離器工作的基本原理是將具有一定密度差的液—液、液—固、液—氣、氣—固等兩相或多相混合物以一定的壓力(或初速度)。
含油污水沿切線(xiàn)方向進(jìn)入圓筒渦旋段后形成旋流,進(jìn)入縮徑段后由于截面的改變,使流速增大形成螺旋流態(tài),由于油和水的密度差,水附著于旋流管壁而油滴向中心移動(dòng)。流體進(jìn)入細(xì)錐段后,截面不斷縮小,流速繼續(xù)增加,離心力也隨著增大,小油滴被擠入錐管中心聚合形成油心,在凈化水沿著旋流管壁呈螺旋線(xiàn)向前流動(dòng)的同時(shí),低壓區(qū)的油芯向后流動(dòng)并從溢流口排出,而凈化水則由集水腔流出,從而完成了油水分離。
影響旋流油水分離器性能的因素
影響旋流油水分離器工作的因素有許多,其中主要因素有:
油滴粒徑:油滴粒徑越大,旋流器的分離效率越高;對(duì)應(yīng)于某種旋流器有一臨界油滴粒徑,小于此粒徑的油滴基本上不能被分離。本設(shè)備油滴粒徑的臨界值為10μm。
溫度:液體溫度越高,液體的粘度也越低。旋流器的分離率在低粘度時(shí)升高,因此溫度與旋流器的分離效率成正比。
密度:旋流器的分離效率與油水密度差成正比。
化學(xué)藥劑:一般說(shuō)來(lái)化學(xué)藥劑對(duì)旋流器的分離沒(méi)有直接的關(guān)系,但可以采用在旋流器的上游添加破乳化藥劑來(lái)增大油滴粒徑或消除乳化,提高旋流器的分離效率。
顆粒:小顆??墒谷榛€(wěn)固從而降低旋流器的分離效率,砂粒在分離過(guò)程中隨出水被洗出。
勝利油田旋流油水分離器由入口段、收縮段、分離段、出口直管段四個(gè)回轉(zhuǎn)體按照順利連接。這四段又被稱(chēng)為:渦旋腔室段、大錐端、小錐段、尾直管段。除油效果在原來(lái)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高,進(jìn)水的壓力能夠盡可能轉(zhuǎn)化成離心力,提高油水分離效果。含油污水通過(guò)水入口進(jìn)入旋流式油水分離器,分配到容器內(nèi)的每個(gè)旋流子上,形成旋流,在離心力的作用下,實(shí)現(xiàn)油水分離,分離后的水從水口排出,油從油出口排出。
勝利旋流油水分離器增壓方式選型:
1)在相同操作參數(shù)情況下,采用離心泵增壓時(shí),旋流管單管的分離效率明顯低于采用螺桿泵增壓時(shí)的分離效率,離心泵在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)油滴有嚴(yán)重的破壞現(xiàn)象是造成這一結(jié)果的主要原因。
2)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的過(guò)程中,建議選擇單螺桿泵或低速離心泵等低剪切泵作為理想的增壓方式。
近年來(lái),我國(guó)許多油田也在積極進(jìn)行旋流油水分離器的應(yīng)用試驗(yàn)研究,并已顯示出良好的前景,油水分離用旋流油水分離器已應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際,并取得了良好的效果。旋流油水分離器功能多、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、安裝方便、運(yùn)行費(fèi)用低、使用方便靈活、工藝比較簡(jiǎn)單,特別是分離過(guò)程實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán),不產(chǎn)生二次污染。尤其是旋流油水分離器中高速離心力產(chǎn)生的加速度為重力加速度g的幾百倍甚*千倍,對(duì)于固-液旋流油水分離器來(lái)說(shuō)可*地改善處理效果,減少進(jìn)入后續(xù)工藝中的細(xì)顆粒雜質(zhì)含量,降低后續(xù)工藝的處理難度。開(kāi)展細(xì)顆粒分離用固-液旋流油水分離器的研究,其目的就是要快速有效地完成污水中固體顆粒(尤其是細(xì)小顆粒)的處理,減少設(shè)備投資,減小占地面積,簡(jiǎn)化工藝流程,降低運(yùn)行成本。因此細(xì)顆粒分離用固-液旋流油水分離器的研制將會(huì)促進(jìn)產(chǎn)出液分離技術(shù)水平的進(jìn)一步提高,對(duì)降低原油采出成本有著極其重要的意義。
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