油水多级处理设备及其工作方法与流程

本发明涉及油水分离技术，尤其涉及油水多级处理设备及其工作方法。

背景技术：

1、由于油井采出液具有较高的含水率，为获得较高纯度的油，通常需要利用处理设备对其进行分离处理。一般处理设备利用重力分离油水，在处理时，油水被导入处理设备的混合腔，水受重力作用沉淀于混合腔的底部，由于油水密度差，油层保持于水层的上方，随着液位的上升，油水分层而位于上层油液进入油腔，油水分层而位于下层的水进入水腔。由于水在油液中的存在形式有游离水、乳化水和溶解水，而重力分离仅能分离出游离水。另外，在此过程中，为满足实际生产需求，油水通常不断涌入混合腔，但这会引起混合腔内的油水发生竖向上的波动，导致油腔内掺入大量的水，使得油水分离不彻底。

2、很明显，单次分离效果很有限，通常需要对其再次进行分离处理，此时通常需要配备泵，通过泵引导油腔内的油液导出，但这就增加了处理成本。

3、另外，部分处理设备基于重力分离后对油液进一步处理，如通过加热油液以使其破乳脱水，以降低油液的含水量。由于加热脱水是一个连续的过程，且加热效果与导入的油液流量有关，即单位时间内导入的油液的流量越大，加热的均匀性越差，对应的脱水效果越差，使得油液的纯度越低，这就导致获得的油液的纯度难以满足实际需求。因此，加热脱水还是无法获得高纯度的油液。

技术实现思路

1、本发明的一个优势在于提供油水多级处理设备及其工作方法，本发明基于油水密度差利用重力对油水进行分离，并利用重力转移油液，在此过程中，无需额外的动力，操作便捷，节省能源。

2、本发明的一个优势在于提供油水多级处理设备及其工作方法，本发明通过加热基于重力转移的油液以使其破乳脱水，以基于重力分离油水，进一步分离油液中的水分，提高油液的纯度。

3、本发明的一个优势在于提供油水多级处理设备及其工作方法，本发明通过加热以使油液破乳脱水后，利用重力再次对油水进行分离，以实现多次分离油水，进一步提高油水分离效果。

4、本发明的一个优势在于提供油水多级处理设备及其工作方法，本发明能够利用电场对油液进行脱水，以基于重力分离和加热脱水，进一步提高油液的纯度，确保处理后的油液满足实际所需。

5、为达到本发明以上至少一个优势，本发明提供油水多级处理设备，所述油水多级处理设备包括：

6、处理罐组，所述处理罐组包括：

7、第一处理罐，所述第一处理罐包括第一罐体、分隔件和集油部件，所述分隔件和所述集油部件均被安装于所述第一罐体内并将所述第一罐体内的空间分隔成第一混合腔、集水腔和滤水腔，所述滤水腔位于所述第一混合腔和所述集水腔之间，所述集油部件具有滤油部和隔水部，所述隔水部位于所述滤油部和所述分隔件之间，所述第一罐体和所述滤油部共同形成所述第一混合腔，所述第一罐体和所述分隔件共同形成所述集水腔，所述第一罐体、所述分隔件和所述隔水部共同形成所述滤水腔，所述集油部件以所述滤油部和所述隔水部均向所述第一罐体的两相对内壁水平延伸的方式以与所述第一罐体形成集油腔，所述分隔件的顶端与所述第一罐体的顶壁间隔预定距离以将所述集水腔与所述滤水腔连通，所述集油部件的底壁与所述第一罐体的底壁之间具有预定间隙以将所述第一混合腔与所述滤水腔连通，所述第一罐体具有导入口，所述导入口与所述第一混合腔连通，所述导入口用于向所述第一混合腔导入油气水混合物，所述隔水部的顶部与所述第一罐体的顶壁间隔预定距离，所述滤油部和所述隔水部的顶端所处高度均高于所述分隔件的顶端所处高度，所述第一混合腔内油水分层而位于上层的油液能够漫过所述滤油部进入所述集油腔，所述第一混合腔内油水分层而位于下层的水能够通过所述集油部件底壁和所述第一罐体底壁之间的间隙进入所述滤水腔并最终漫过所述分隔件进入所述集水腔，所述第一罐体的高端部形成气体导出口，所述气体导出口与所述集水腔、所述滤水腔和所述集油腔任一连通，所述气体导出口用于排出所述第一罐体内的气体，所述集油部件的底部形成与所述集油腔连通的油导出口；

8、第二处理罐，所述第二处理罐包括第二罐体和引油部件，所述引油部件被安装于所述第二罐体内并将所述第二罐体内的空间分成第二混合腔和处理腔，所述引油部件与所述第二罐体形成引油腔和与所述引油腔连通的漫油口，所述漫油口位于靠近所述第二罐体顶壁的位置，所述第二混合腔通过所述漫油口与所述引油腔连通，所述第二混合腔内油水分层而位于上层的油液能够漫过所述引油部件靠近所述第二混合腔一侧的侧壁的顶部以通过所述漫油口进入所述引油腔，所述引油部件的低端部形成至少一与所述引油腔连通的漏油口，所述引油腔通过所述漏油口与所述处理腔连通，所述第一处理罐位于所述第二处理罐的顶部，所述第二处理罐还包括相接组件，所述相接组件包括第一相接件，所述第一相接件具有第一相接通道，所述第一相接件以所述第一相接通道与所述油导出口对应的方式被安装于所述集油部件的底部，所述油导出口通过所述第一相接通道与所述第二混合腔连通，所述相接组件还包括气体连通件，所述气体连通件具有连通通道，所述气体连通件被安装于所述第二罐体的高端部且所述连通通道与所述第二混合腔连通，所述连通通道靠近所述第二罐体一侧的端口高于所述漫油口所处高度，所述第二混合腔通过所述连通通道与所述第一罐体的内部连通，且所述连通通道靠近所述第一罐体一侧的端口高于所述第一罐体内的液面高度，所述第二混合腔内油液被加热而产生的气体能够通过所述连通通道导入所述第一罐体内，所述第二罐体的底部形成两出水口，其中一所述出水口与所述第二混合腔连通，与所述第二混合腔连通的所述出水口用于排出所述第二混合腔内的水，另一所述出水口与所述处理腔连通，与所述处理腔连通的所述出水口用于排出所述处理腔内的水；

9、加热器，所述加热器具有至少一加热部，所述加热器以所述加热部伸入所述第二混合腔的方式被安装于所述第二罐体，所述加热器运行能够产热以由所述加热部对由所述第一相接件导出的油液加热以破乳脱水；

10、电场脱水构件，所述电场脱水构件包括电极板组，所述电极板组包括多个正电极板和多个负电极板，多个所述正电极板和多个负电极板间隔设置于所述处理腔，所述电极板组底端所处高度高于所述处理腔内水的液面高度，在每一所述正电极板和每一所述负电极板均被通电后，所述电极板组的底端与所述处理腔内油水界面之间形成一弱电场以利用油水电导率的差异聚积油液中的水，每一所述正电极板和每一所述负电极板之间形成一强电场以利用油水电导率的差异进一步聚积油液中的水，所述弱电场的电场强度弱于所述强电场的电场强度。

11、根据本发明一实施例，所述相接组件还包括第二相接件，所述第二相接件具有第二相接通道，所述第一罐体的底部具有水导出口，所述第二相接件以所述第二相接通道与所述水导出口对应的方式被安装于所述第一罐体的底部，所述水导出口通过所述第二相接通道与所述第二混合腔连通。

12、根据本发明一实施例，所述油水多级处理设备包括促分层构件，所述促分层构件包括分布器，所述分布器被安装于所述第一混合腔且位于油水经所述导入口导向所述第一混合腔的路径上，所述分布器用于分配流经所述导入口而导向所述第一混合腔的油水。

13、根据本发明一实施例，所述促分层构件还包括稳流件，所述稳流件被安装于所述第一混合腔且将所述第一混合腔内的空间分隔成第一部分和第二部分，所述第一罐体和所述稳流件共同形成所述第一部分，所述稳流件、所述滤油部和所述第一罐体共同形成所述第二部分，所述分布器位于所述第一部分，所述导入口与所述第一部分连通，所述稳流件于所述第一部分向所述第二部分延伸的方向上形成多个连通孔，所述第一部分通过所述连通孔与所述第二部分连通，所述稳流件用于对由所述第一部分导向所述第二部分的油水进行整流。

14、根据本发明一实施例，所述促分层构件还包括至少一组促分层件，每组所述促分层件设置有多个，且每组的多个所述促分层件沿竖向排列于所述第二部分并间隔预定高度，每组所述促分层件的整体高度高于所述第二部分内油水的液面高度，相邻两个所述促分层件之间形成促分层通道，所述促分层通道位于所述第一部分向所述第二部分延伸的方向上且与所述第二部分连通，流经所述稳流件的油水能够被每组的多个所述促分层件分流以分成多股并导入对应的所述促分层通道，所述促分层件呈现弯折设计以形成多个凸挡部和多个凹挡部，多个所述凸挡部和多个所述凹挡部间隔设置，流动于所述促分层通道的油水通过撞击所述凸挡部和所述凹挡部以改变流向并通过流向突变而产生的惯性力作用以进行油水分层。

15、根据本发明一实施例，所述促分层件至少有两组，每两组所述促分层件并排连接且分别于所述第一罐体的两相对内壁相向向下倾斜延伸以形成聚拢部，流通于所述促分层通道内的油水受自身重力作用而聚拢于所述聚拢部。

16、根据本发明一实施例，所述油水多级处理设备还包括多个油水分离件，所述油水分离件被安装于所述第二混合腔且位于所述加热部的上方，多个所述油水分离件堆叠放置，每一所述油水分离件均具有多个凸起部和多个凹陷部，每四个所述凹陷部形成于一所述凸起部的周侧，所述油水分离件于所述凸起部和所述凹陷部处均形成与所述第二混合腔连通的通液孔，形成于所述凸起部的所述通液孔用于供破乳脱水后油液通过，形成于所述凹陷部的所述通液孔用于供破乳脱水后的油液中由于表面张力而沿着所述凸起部的斜壁流向所述凹陷部的斜壁并最终下沉以聚结于所述凹陷部底端的水滴通过以流向所述第二混合腔的低端部，相邻的两个所述油水分离件以所述通液孔错开的方式叠放，所述漫油口所处高度高于所述第二混合腔内的所述油水分离件所处的高度。

17、根据本发明一实施例，所述第二处理罐还包括聚油件，所述聚油件被安装于所述处理腔的高端部，所述聚油件具有多个聚油口、聚油通道和排油口，所述聚油口和所述排油口均与所述聚油通道连通，所述聚油件以所述聚油口朝上的方式收集所述处理腔内完成电场脱水操作后位于最上层的油液。

18、根据本发明一实施例，所述电场脱水构件还包括变压器，每一所述正电极板和每一所述负电极板均与所述变压器电性连接，以由所述变压器向所述正电极板和所述负电极板提供高压直流电。

19、为达到本发明以上至少一个优势，本发明提供油水多级处理设备的工作方法，包括如下步骤：

20、油气水混合物通过导入口进入第一混合腔，所述第一混合腔内油水分层而位于上层的油液漫过滤油部进入集油腔，所述第一混合腔内油水分层而位于下层的水通过集油部件底壁与第一罐体底壁之间的间隙进入滤水腔并最终漫过分隔件进入集水腔，以基于油水密度差并利用重力实现初步分离；

21、所述集油腔内的油液受重力作用而流入第二混合腔，加热器运行以通过加热部对所述第二混合腔内油液进行加热以使其破乳脱水并产生气体，以进一步降低油液的含水量，位于所述第二混合腔高端部的气体通过气体连通件的连通通道导入所述第一罐体内，以平衡压强；

22、随着所述第二混合腔内油液液位的上升，经破乳脱水的油液漫过引油部件靠近所述第二混合腔一侧的侧壁的顶端并通过漫油口进入引油腔，最终通过漏油口导入处理腔，以进一步油水分离；

23、电极板组的每一正电极板和每一负电极板均被通电，所述电极板组的底端与所述处理腔内油水界面之间形成弱电场以利用油水电导率的差异聚积油液中的水，且每一所述正电极板和每一所述负电极板之间形成强电场以利用油水电导率的差异进一步聚积油液中的水，此时聚积的水在重力作用下沉降于所述处理腔的低端部，进一步油水分离。

24、本发明的油水多级处理设备，与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

25、1、本发明基于油水密度差利用重力对所述第一处理罐内的油水进行分离，并通过所述第一处理罐与所述第二处理罐呈现上下分布的设计，利用重力将所述第一处理罐内分离后的油液转移至所述第二处理罐，以自动转移油液。

26、2、本发明的所述第二处理罐内的油液被加热以使其破乳脱水，并利用重力再次进行油水分离，以实现多次分离油水，进一步提高油水分离效果。

27、4、本发明能够利用油水电导率的差异，以对先后经历重力分离和加热脱水后的油液进行电场脱水，进一步提高油液的纯度。