一種三相分離器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油田地面處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于對油田油井采出的原油進行油、氣、水分尚的三相分尚器。
【背景技術(shù)】
[0002]原油從油田油井開采出來后含有水和天然氣(還含有沙子)，在運輸前需進行分離處理。處理后的凈化原油和天然氣作為產(chǎn)品外輸，分離出來的水可以作為油井的回注水。油田油井采出原油的分離一般采用三相分離器，常規(guī)三相分離器是通過重力沉降分離的方式進行分離。但隨著采出原油含水量的增加，單臺常規(guī)三相分離器處理后的原油的含水量仍然過高，影響著后續(xù)處理，甚至造成外輸原油含水量不達標的情況發(fā)生；一般需要多級分離才能滿足原油含水量要求，導致設(shè)備數(shù)量多、占地面積增大。
[0003]近年來，人們針對常規(guī)三相分離器存在的問題對其進行了改進，提出了一些新型結(jié)構(gòu)的三相分離器。中國專利CN101829441A公開了一種三相游離水分離器，包括臥式罐體、氣液旋流分離器。罐體內(nèi)設(shè)有進液隔板，進液隔板將罐體分成氣液分離區(qū)域與油水分離區(qū)域。油水分尚區(qū)域的上部設(shè)有分布槽，分布槽下方設(shè)有豎掛板式電極。該專利存在的主要問題是:(I)待處理原油沿氣液旋流分離器圓筒形筒體的切向進入氣液旋流分離器并旋轉(zhuǎn)流動、進行氣液分離。由于氣液旋流分離器為空筒結(jié)構(gòu)，旋流效果受待處理原油進入氣液旋流分離器的流速的影響較大，使氣液旋流分離效果受到影響。(2)氣液旋流分離器底部所設(shè)出液管的出口位于氣液分離區(qū)域的油水混合物中，氣液旋流分離器分離出來的液體及其攜帶的少量氣體從該出口流出后未經(jīng)分離即進入油水混合物中，將最終影響到對這股氣體的分離。(3)油水混合物從分布槽底部的分散通孔流出后在油水分離區(qū)域自上而下流動并在豎掛板式電極的電場區(qū)域進行油水分離；由于流動方向與水滴沉降方向一致，影響了油水分離效果。另外，豎掛板式電極為常規(guī)的金屬電極板，每個電極板由多根不銹鋼金屬管或金屬棒組成；由于油水混合物的含水量較高，金屬管或金屬棒直接與之接觸容易導致相鄰兩個電極板之間出現(xiàn)短路的問題，會使電場不穩(wěn)定、降低電場對水滴的聚結(jié)作用以及油水分離效果，甚至使電場無法建立。為此，所述的三相分離器在使用時首先要向臥式罐體內(nèi)部充滿不含水的原油，這將極大地限制其使用范圍；因為不含水的原油在很多場合是無法得到的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種三相分離器，以解決常規(guī)的三相分離器所存在的油水分離效率不高的問題，以及帶電極板的三相分離器所存在的氣液分離與油水分離的效果不夠好、相鄰兩個電極板之間容易出現(xiàn)短路等問題。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種三相分離器，設(shè)有罐體、旋流分離器、排氣管、變壓器、高壓電引入管，罐體的內(nèi)腔設(shè)有隔板，隔板將罐體的內(nèi)腔分隔成氣液分離室和油水分離室，沿旋流分離器圓筒形筒體的切向設(shè)有進料管，旋流分離器的底部設(shè)有出液管，出液管的出口位于氣液分離室內(nèi)，罐體的頂部在油水分離室的位置設(shè)有出油管，罐體的底部設(shè)有排沙管，在油水分離室的位置設(shè)有排水管，油水分離室內(nèi)設(shè)有分配器、電極板，其特征在于:隔板為實心板，排氣管設(shè)于罐體頂部、氣液分離室的位置，排沙管設(shè)于油水分離室的位置，旋流分離器的頂部與氣液分離室的頂部之間設(shè)有氣體返回管，旋流分離器圓筒形筒體的內(nèi)壁上設(shè)有螺旋板，分配器設(shè)于油水分離室的下部，氣液分離室下部與分配器之間設(shè)有液體輸送管，電極板為單層水平電極板，設(shè)于油水分離室的上部，電極板由一根帶絕緣層鋼絲繩以及若干個絕緣支撐板、固定間距桿組成，電極板的兩側(cè)分別設(shè)有一個所述的絕緣支撐板，帶絕緣層鋼絲繩在這兩個絕緣支撐板之間以一定間隔呈S形盤繞，相鄰兩段帶絕緣層鋼絲繩相平行，在正中間與它們相平行地設(shè)置一根固定間距桿，帶絕緣層鋼絲繩的兩個端部裸露，與高壓電引入管的金屬裸露點相連，連接之處用絕緣材料密封。
[0006]采用本發(fā)明，具有如下的有益效果:(I)旋流分離器內(nèi)設(shè)有螺旋板，待處理原油沿旋流分離器圓筒形筒體的切向進入旋流分離器之后，在上下相鄰兩圈螺旋板與旋流分離器圓筒形筒體內(nèi)壁之間的螺旋通道內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動；旋流效果受待處理原油進入旋流分離器的流速的影響較小，因而使氣液旋流分離的效果較好。(2)旋流分離器底部所設(shè)的出液管的出口位于氣液分離室的上部(氣液分離室內(nèi)氣液界面的上方)且朝向罐體入口端封頭的內(nèi)壁，旋流分離器分離出來的液體及其攜帶的少量氣體由出液管的出口流出后流向罐體入口端封頭的內(nèi)壁并與該封頭的內(nèi)壁發(fā)生碰撞；碰撞過程中氣液再次分離，可以減少進入氣液分離室下部液層中的氣體，使本發(fā)明最終的氣體分離效果較好。(3)油水混合物由分配器分配后在油水分離室內(nèi)自下而上垂直流動，并在電極板與其下方的油水分離室內(nèi)的油水界面之間形成的電場、電極板中每段帶絕緣層鋼絲繩同與其相鄰的固定間距桿之間形成的電場、電極板與其上方的罐體內(nèi)壁之間形成的電場之中進行油水分離；由于流動方向與水滴沉降方向相反，加快了油水的分離速度，提高了油水分離效果。另外在本發(fā)明給出的電壓等條件下，對于含水量較高(達90?%，《%表示重量百分數(shù))的油水混合物，由于帶絕緣層鋼絲繩中的鋼絲繩不與之接觸，使電極板與其下方的油水分離室內(nèi)的油水界面之間、帶絕緣層鋼絲繩與固定間距桿之間、電極板與其上方的罐體內(nèi)壁之間不會出現(xiàn)短路問題，能夠建立穩(wěn)定的電場、保證電場對水滴的聚結(jié)作用以及油水分離效果，使設(shè)備平穩(wěn)運行。所以，本發(fā)明三相分離器在開始使用時不必向罐體內(nèi)部充滿不含水的原油，不會因得不到不含水的原油而使其使用范圍受到限制。(4)本發(fā)明的電極板只有一根帶絕緣層鋼絲繩，這根帶絕緣層鋼絲繩可以預先整體制做，不容易形成大量的破損點。帶絕緣層鋼絲繩只有兩個端部裸露，這兩個端部與高壓電引入管的金屬裸露點相連、連接之處用絕緣材料密封，易于實施、密封可靠，可以保證電極板長周期使用。此外，本發(fā)明電極板的制造簡單方便。
[0007]本發(fā)明主要用于對油田油井采出的原油進行油、氣、水的三相分離(同時也將沙子分離出去)。本發(fā)明的分離效率高，凈化原油含水量可降低到0.5w%以下。
[0008]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。附圖和【具體實施方式】并不限制本發(fā)明要求保護的范圍。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的一種三相分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是圖1所示電極板的俯視圖。
[0011]圖3是圖2中的I部放大圖。
[0012]圖4是圖1中的A-A剖視圖(放大)。
[0013]圖1至圖4中，相同附圖標記表示相同的技術(shù)特征。
【具體實施方式】
[0014]參見圖1，本發(fā)明的一種三相分離器設(shè)有罐體1、旋流分離器3、排氣管7、變壓器9、高壓電引入管10。罐體I為臥式罐，由支座4支承。罐體I的內(nèi)腔設(shè)有隔板18，隔板18將罐體I的內(nèi)腔分隔成氣液分尚室21和油水分尚室22。旋流分尚器3的殼體由上部的圓筒形筒體和下部的倒置截頭圓錐面形筒體組成，沿旋流分離器3圓筒形筒體的切向設(shè)有進料管2。旋流分離器3的底部設(shè)有出液管11，出液管11的出口位于氣液分離室21內(nèi)。罐體I的頂部在油水分離室22的位置設(shè)有出油管12，出油管12的下方設(shè)有收集管120。罐體I的底部設(shè)有排沙管17，罐體I的底部在油水分離室22的位置設(shè)有排水管13。油水分離室22內(nèi)設(shè)有分配器19、電極板6。
[0015]本發(fā)明的三相分離器，隔板18為實心板(不開孔板)。排氣管7設(shè)于罐體I頂部、氣液分離室21的位置，其下方設(shè)有除沫絲網(wǎng)8。排沙管17設(shè)于油水分離室22的位置；排沙管17的入口處設(shè)有常規(guī)的沙子沖洗裝置，其附圖和說明省略。
[0016]旋流分離器3的頂部與氣液分離室21的頂部之間設(shè)有氣體返回管5。旋流分離器3圓筒形筒體的內(nèi)壁上設(shè)有螺旋板31 ;螺旋板31的外邊緣焊接于旋流分離器3圓筒形筒體的內(nèi)壁上，螺旋板31內(nèi)邊緣以內(nèi)的區(qū)域為旋流分離器3的中空區(qū)域。參見圖1和圖4，螺旋板31自進料管2位于旋流分離器3圓筒形筒體內(nèi)壁上的出口的下方(靠近該出口的底部)開始設(shè)置，上下相鄰兩圈螺旋板31與旋流分離器3圓筒形筒體的內(nèi)壁之間形成螺旋通道。螺旋板31以及螺旋通道的旋向(左旋或右旋)，與經(jīng)進料管2沿旋流分離器3圓筒形筒體的切向進入旋流分離器3內(nèi)的待處理原油的旋轉(zhuǎn)流動方向相同。
[0017]分配器19設(shè)于油水分離室22的下部，氣液分離室21下部與分配器19之間設(shè)有液體輸送管15。分配器19可以是各種常用的分配器，圖1所示的分配器19為管式分配器。圖1所示的三相分離器，液體輸送管15的主體設(shè)于罐體I的外部，在其入口處設(shè)有防渦板16。防渦板16為一塊垂直設(shè)置的平板，用以防止進入液體輸送管15入口的液體發(fā)生渦流。液體輸送管15還可以全部設(shè)于罐體I內(nèi)(由隔板18穿過)，附圖省略。
[0018]參見圖1、圖2和圖3，電極板6為單層水平電極板，設(shè)于油水分離室22的上部(油水分離室22內(nèi)油水界面14的上方)。電極板6由一根帶絕緣層鋼絲繩62以及若干個絕緣支撐板61、固定間距桿63組成。帶絕緣層鋼絲繩62由鋼絲繩621和包覆于鋼絲繩621外表面上的絕緣層622組成。電極板6的兩側(cè)分別設(shè)有一個所述的絕緣支撐板61，帶絕緣層鋼絲繩62在這兩個絕緣支撐板61之間以一定間隔呈S形盤繞，在這兩個絕緣支撐板61之間單向經(jīng)過一次形成一段。