一种原油脱水一体化处理装置及集成工艺

本发明涉及油井采出液分离，尤其是涉及一种原油脱水一体化处理装置及集成工艺。

背景技术：

1、目前我国大部分油田已进入高含水甚至特高含水开发期，油井采出液的含水率逐渐升高，部分甚至高达95％以上。与此同时，随着三次强化采油(eor)技术的推广应用，导致原油劣质化严重、乳化程度加大、稳定性增强、分离难度升高。对于高含水油田，增加油井提液量是稳定原油产量、保证开采效益的有效途径。但采出液中大量水的存在增加了传统集输处理工艺流程中加热升温的燃料消耗和采出水往返输送的动力消耗。对于原油脱水而言，目前陆上油田通常采用“进站来液→(注入化学破乳剂)→三相分离器→多级(加热炉升温+大罐沉降)→电脱水器→达标后净化油罐储存外输”的处理工艺。该工艺流程处理设备多、占地面积大和建设投资高，而且水相无效加热负荷占比大，致使系统能效较低、能耗长期居高不下，原油处理成本显著增加。因此，迫切需要采用高效的原油处理装置，并改进原油处理工艺流程。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种原油脱水一体化处理装置及集成工艺，以解决现有技术中对于原油脱水采用的工艺流程中存在处理设备占地面积大、流程长、分离效率低的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明提供的一种原油脱水一体化处理装置，包括卧式罐体、气液旋流分离组件、聚结填料脱水组件、湍电交互破乳组件、深度电场脱水组件和交流电源，其中，所述气液旋流分离组件、所述聚结填料脱水组件、所述湍电交互破乳组件和所述深度电场脱水组件均设置在所述卧式罐体内并沿所述卧式罐体中液体的流动方向依次排列分布，所述交流电源位于所述卧式罐体外且所述湍电交互破乳组件和所述深度电场脱水组件分别与两个所述交流电源电连接。

4、可选地，所述气液旋流分离组件包括气液旋流分离器，所述气液旋流分离器的下半部分位于所述卧式罐体内且所述气液旋流分离器与所述卧式罐体的上端相连接，所述气液旋流分离器的上半部分设置有原油切向入口和气体出口，所述气液旋流分离器的底部设置有排出口。

5、可选地，所述聚结填料脱水组件包括连接架和多块亲水型不锈钢波纹板，所述连接架与所述卧式罐体的内壁相连接且所述连接架的长度方向与竖直方向一致，所述亲水型不锈钢波纹板的端部与所述连接架相连接，所有所述亲水型不锈钢波纹板沿所述连接架的长度方向分布。

6、可选地，所述湍电交互破乳组件包括湍电交互破乳单元、集线结构和接入管，所述接入管设置在所述卧式罐体上，所述湍电交互破乳单元通过支架与所述卧式罐体相连接，所述湍电交互破乳单元与所述集线结构的一端电连接，所述集线结构的另一端穿过所述接入管与所述交流电源电连接。

7、可选地，所述湍电交互破乳单元的个数为多个，多个所述湍电交互破乳单元沿所述卧式罐体的轴向方向分布。

8、可选地，所述湍电交互破乳单元包括板状金属电极、圆柱绝缘电极和固定架，所述板状金属电极和所述圆柱绝缘电极均与所述固定架相连接，所述固定架的长度方向与所述卧式罐体的径向方向一致，所述圆柱绝缘电极通过所述集线结构与所述交流电源的高压极电连接，所述板状金属电极与所述交流电源的接地极电连接，所述板状金属电极和所述圆柱绝缘电极两者的个数均为多个，所有所述板状金属电极和所有所述圆柱绝缘电极沿所述固定架的长度方向间隔分布；

9、所述板状金属电极倾斜设置，相邻的两个所述板状金属电极呈八字型结构。

10、可选地，所述深度电场脱水组件包括接地层和高压层，所述接地层和所述高压层通过支撑架与所述卧式罐体相连接，所述高压层与所述交流电源的高压极电连接，所述接地层与所述交流电源的接地极电连接；

11、所述接地层和所述高压层两者的个数均为多个，所述接地层和所述高压层在竖直方向上间隔分布，所述接地层和所述高压层两者的长度方向与所述卧式罐体的轴向方向一致。

12、可选地，所述接地层包括多个接地金属圆柱电极，多个所述接地金属圆柱电极沿与竖直方向相垂直的所述卧式罐体的径向方向分布；

13、所述高压层包括多个高压金属圆柱电极，所述高压金属圆柱电极与所述交流电源的高压极电连接，多个所述高压金属圆柱电极沿与竖直方向相垂直的所述卧式罐体的径向方向分布。

14、可选地，还包括第一挡油板、第二挡油板和溢流堰板，所述第一挡油板和所述第二挡油板位于所述湍电交互破乳组件和所述深度电场脱水组件之间，且所述第一挡油板靠近所述湍电交互破乳组件，所述溢流堰板位于所述深度电场脱水组件的另一侧，所述第一挡油板的下端与所述卧式罐体的下端内壁相连接且所述第一挡油板的上端与所述卧式罐体的上端存在间隙，所述第二挡油板的上端与所述卧式罐体的上端内壁相连接且所述第二挡油板的下端与所述卧式罐体的下端存在间隙，所述第一挡油板和所述第二挡油板之间存在间隙，所述溢流堰板的下端与所述卧式罐体的下端内壁相连接且所述溢流堰板的上端与所述卧式罐体的上端存在间隙；

15、所述卧式罐体上设置有排水口、排油口、排气口和排砂口。

16、本发明提供的一种集成工艺，包括净化油罐、采出水一体化处理装置和一种原油脱水一体化处理装置，所述一种原油脱水一体化处理装置上的排油口与所述净化油罐相连通，所述一种原油脱水一体化处理装置上的排水口与所述采出水一体化处理装置相连通。

17、本发明提供的一种原油脱水一体化处理装置，气液旋流分离组件、聚结填料脱水组件、湍电交互破乳组件和深度电场脱水组件均集中设置在卧式罐体内并沿卧式罐体中液体的流动方向依次排列分布，形成基于“旋流分离+电场破乳脱水+重力沉降分离”多场协同的高效原油脱水一体化技术，可以大幅缩短处理流程，简化集输工艺，提高脱水效率，降低能耗和碳排放，实现高含水油井采出液的“一站式”处理达标，助力油田实现降本提质增效，减小了占地面积，解决了现有技术中对于原油脱水采用的工艺流程中存在处理设备占地面积大、流程长、分离效率低的技术问题。

技术特征：

1.一种原油脱水一体化处理装置，其特征在于，包括卧式罐体(1)、气液旋流分离组件(2)、聚结填料脱水组件(3)、湍电交互破乳组件(4)、深度电场脱水组件(5)和交流电源，其中，

2.根据权利要求1所述的一种原油脱水一体化处理装置，其特征在于，所述气液旋流分离组件(2)包括气液旋流分离器，所述气液旋流分离器的下半部分位于所述卧式罐体(1)内且所述气液旋流分离器与所述卧式罐体(1)的上端相连接，所述气液旋流分离器的上半部分设置有原油切向入口(21)和气体出口(22)，所述气液旋流分离器的底部设置有排出口(23)。

3.根据权利要求1所述的一种原油脱水一体化处理装置，其特征在于，所述聚结填料脱水组件(3)包括连接架(31)和多块亲水型不锈钢波纹板(32)，所述连接架(31)与所述卧式罐体(1)的内壁相连接且所述连接架(31)的长度方向与竖直方向一致，所述亲水型不锈钢波纹板(32)的端部与所述连接架(31)相连接，所有所述亲水型不锈钢波纹板(32)沿所述连接架(31)的长度方向分布。

4.根据权利要求1所述的一种原油脱水一体化处理装置，其特征在于，所述湍电交互破乳组件(4)包括湍电交互破乳单元(41)、集线结构(42)和接入管(43)，所述接入管(43)设置在所述卧式罐体(1)上，所述湍电交互破乳单元(41)通过支架与所述卧式罐体(1)相连接，所述湍电交互破乳单元(41)与所述集线结构(42)的一端电连接，所述集线结构(42)的另一端穿过所述接入管(43)与所述交流电源电连接。

5.根据权利要求4所述的一种原油脱水一体化处理装置，其特征在于，所述湍电交互破乳单元(41)的个数为多个，多个所述湍电交互破乳单元(41)沿所述卧式罐体(1)的轴向方向分布。

6.根据权利要求4所述的一种原油脱水一体化处理装置，其特征在于，所述湍电交互破乳单元(41)包括板状金属电极(411)、圆柱绝缘电极(412)和固定架，所述板状金属电极(411)和所述圆柱绝缘电极(412)均与所述固定架相连接，所述固定架的长度方向与所述卧式罐体(1)的径向方向一致，所述圆柱绝缘电极(412)通过所述集线结构(42)与所述交流电源的高压极电连接，所述板状金属电极(411)与所述交流电源的接地极电连接，所述板状金属电极(411)和所述圆柱绝缘电极(412)两者的个数均为多个，所有所述板状金属电极(411)和所有所述圆柱绝缘电极(412)沿所述固定架的长度方向间隔分布；

7.根据权利要求1所述的一种原油脱水一体化处理装置，其特征在于，所述深度电场脱水组件(5)包括接地层和高压层，所述接地层和所述高压层通过支撑架与所述卧式罐体(1)相连接，所述高压层与所述交流电源的高压极电连接，所述接地层与所述交流电源的接地极电连接；

8.根据权利要求7所述的一种原油脱水一体化处理装置，其特征在于，所述接地层包括多个接地金属圆柱电极(51)，多个所述接地金属圆柱电极(51)沿与竖直方向相垂直的所述卧式罐体(1)的径向方向分布；

9.根据权利要求1所述的一种原油脱水一体化处理装置，其特征在于，还包括第一挡油板(6)、第二挡油板(7)和溢流堰板(8)，所述第一挡油板(6)和所述第二挡油板(7)位于所述湍电交互破乳组件(4)和所述深度电场脱水组件(5)之间，且所述第一挡油板(6)靠近所述湍电交互破乳组件(4)，所述溢流堰板(8)位于所述深度电场脱水组件(5)的另一侧，所述第一挡油板(6)的下端与所述卧式罐体(1)的下端内壁相连接且所述第一挡油板(6)的上端与所述卧式罐体(1)的上端存在间隙，所述第二挡油板(7)的上端与所述卧式罐体(1)的上端内壁相连接且所述第二挡油板(7)的下端与所述卧式罐体(1)的下端存在间隙，所述第一挡油板(6)和所述第二挡油板(7)之间存在间隙，所述溢流堰板(8)的下端与所述卧式罐体(1)的下端内壁相连接且所述溢流堰板(8)的上端与所述卧式罐体(1)的上端存在间隙；

10.一种集成工艺，其特征在于，包括净化油罐(10)、采出水一体化处理装置(20)和权利要求1-9任一所述的一种原油脱水一体化处理装置(30)，所述一种原油脱水一体化处理装置(30)上的排油口(12)与所述净化油罐(10)相连通，所述一种原油脱水一体化处理装置(30)上的排水口(11)与所述采出水一体化处理装置(20)相连通。

技术总结本发明提供了一种原油脱水一体化处理装置及集成工艺，涉及油井采出液分离技术领域，解决了现有技术中对于原油脱水采用的工艺流程中存在处理设备占地面积大、流程长、分离效率低的技术问题。该装置包括卧式罐体、气液旋流分离组件、聚结填料脱水组件、湍电交互破乳组件、深度电场脱水组件和交流电源，其中，所述气液旋流分离组件、所述聚结填料脱水组件、所述湍电交互破乳组件和所述深度电场脱水组件均设置在所述卧式罐体内并沿所述卧式罐体中液体的流动方向依次排列分布，所述交流电源位于所述卧式罐体外且所述湍电交互破乳组件和所述深度电场脱水组件分别与两个所述交流电源电连接。技术研发人员：石熠,陈家庆,张宝生,高一鸣,安申法,王秀军,栾智勇受保护的技术使用者：北京石油化工学院技术研发日：技术公布日：2024/9/9