萃取設備老化油油水處理中的應用

????隨著油田開發進入中后期，采出液中往往含有大量的水和泥砂，近幾年，又出現了老化油。它是一種用現有手段難以處理的原油，成分復雜，含有許多導電性較強的粘土和FeS等機械雜質，這些物質經常會造成脫水系統凈化油含水超標和脫后污水水質超標，而且由于這些雜質具有較強的導電性，往往會導致電脫水器出現頻繁跳閘現象，嚴重時可以使電脫水器發生垮電場事故，給生產帶來諸多不便。針對上述問題，尋求高效的分離設備是很必要的。萃取設備老化油油水處理中的應用

????水力旋流分離器是油田地面工程中的一種重要的新型離心分離沉降的分離設備，具有分離效率高，操作維護簡便等突出的優點。本文介紹了水力旋流器的發展狀況及應用現狀，對水力旋流器的基本結構、分離機理和影響性能的因素進行了深入的研究，在此基礎上開展利用水力旋流器對老化油的礦場試驗，分析試驗結果并從理論的角度進一步闡述操作參數和物性參數對試驗效果的影響。

????結合水力旋流分離器處理老化油的礦場試驗，對旋流分離技術進行了較為深入的理論和試驗研究。以現場試驗數據為，基礎，對影響旋流分離技術處理老化油的因素進行了分析，得到結論如下:連續相介質的粘度是影響旋流分離效果的重要因素之一;應用水力旋流分離技術應具有兩個必要的條件:一是混合物流必須具有壓力能，二是兩相介質之間必須存在密度差溫度較高;加入的破乳劑足夠的條件下，回收老化油不能充分破乳，因此，水力旋流器不適合對回收老化油的除泥處理。萃取設備老化油油水處理中的應用

水力旋流器作為一種分離設備，盡管結構簡單，但影響因素卻相當多，對現場條件的要求也非常苛刻，因此，應用時選取合理的結構參數和操作參數是很重要的。

本文研究的意義

????在油田產出液中，除了原油以外，，往往含有天然氣、水、泥砂等雜質，油田地面工程首先是將這些物質分離出去。產出液中伴生氣的存在會使泵的工作性能降低;影響流量的準確計量;可燃氣體還會帶來安全問題。氣體越早分離，越有利于節約生產成本。我國大部分油田己進入開發的中后期，采出液含水增加，平均含水量已超過8a，含水量仍在不斷上升。含水集輸不但加劇管道的腐蝕，‘而且增加的輸量也加劇集輸過程中的動力和熱力消耗，致使原油開采成本越來越高。因此，產出液中水的高效分離是函待解決的問題。產出液中往往含有泥砂，含量高的可達6%，一方面導致管閥設備磨損;另一方面，泥砂在水罐或油罐中的沉積也導致罐的有效容積減少。近年來，隨著油田的進一步開發又出現了“老化油”這種用現有技術手段難以處理的原油，如污水沉降罐上部的浮油、污水處理站回收水池內的污油、脫水設備內位于油水界面上的中間過渡層，含有未充分破膠的壓裂液的產出液等，來源多種的“老化油”成分復雜，含有許多導電性較高的粘土和Fey等固體顆粒，對現有脫水系統造成影響，嚴重時可以使電脫水器出現垮電場事故。因此，高效的油水分離設備及系統在油田地面工程的油氣處理中是很重要的。萃取設備老化油油水處理中的應用

幾十年來，油水分離設備發展迅速，從原來的撇油池、自然沉降分離開始，發展到各式各樣的油水分離器。如電脫水器、游離水分離器、填料式游離水脫除器、氣浮選和過濾等等。水力旋流器是一種利用離心沉降原理將非均相混合物中具有不同密度的相分離的機械分離設備。與傳統的油田開采生產處理工藝相比，它具有結構簡單、體積小、重量輕、沒有運動部件、分離效率高、處理時間短和操作費用低等特點，在油田地面處理工藝中具有重要的意義。

國內外研究的發展與現狀

????水力旋流器被用作固一液兩相介質的分離裝置，從水中分離固體介質，但僅限于在采礦工業中使用，未被其它行業所重視。二次大戰前后，隨著學科之間的溝通與交流，其應用范圍獲得急速擴大，在許多部門都開始應用，但仍作用固一液兩相介質的分離裝置。但英國人早就提出了液一液旋流分離是可行的觀點。最近二三十年以來，在其用途不斷擴大的同時，其理論研究、實驗與設計、加工制造以及應用技術研究等方面都有了長足的發展。同時它的用途也由主要進行固一液分離，擴展到兩種不互溶流體介質的液一液分離和氣一液分離等。

固一液兩相介質分離的發展較為成熟，但在油一水分離領域的研究要晚得多。

研究用水力旋流器來分離油一水兩相介質的可行性。隨后他們經過近十年的研究，終于得出了肯定的結論，發明了雙錐雙入口型液一液旋流分離器。use年，他們設計的液一液分離水力旋流器在兩個公司進行了商標注冊，并生產出第一個商用的高壓vortoit型水力旋流器。1 985年，利用該水力旋流器在澳大利亞的$ass Strait油田的平臺上進行試驗，取得了滿意的結果，由此進入了工業應用階段，開辟了水力旋流器應用的另一個新的領域}s} m}0截止1988年旋流器在世界上24個海上平臺上得到應用fi]0隨后CxA.B.Yourfg等人設計出的與雙錐型具有相同的分離性能但處理量要高出一倍的單錐型旋流器〔u}cm0.經過幾何優化設計，Conoco公司提出了K型旋流器，對于直徑小于19mm油滴分離性能提高更加明顯。我國海洋石油總公司與美國Amoc。石油公司在我國南海聯合開發的流花11-1油田開始在海上石油開采平臺上使用旋流器處理含油污水。國內油田也引進了旋流脫油設備，開始在仿制的基礎上研究。我國某些單位相繼開展對液一液分離水力旋流器的研制工作。研究內容主要是仿制Thew類F型旋流器，單獨、串聯或并聯組合下的表觀分離性能，測試旋流器內部的速度場，但對低剪切增壓技術和系統工藝配套技術研究甚少，應用范圍限于陸上油田。萃取設備老化油油水處理中的應用

????目前，許多國家的油田中，尤其是海洋平臺上，由于空間的限制而大量使用水力旋流器作為原油脫水或生產用水的水處理設備。水力旋流器的用途也在不斷擴大，己由主要進行固液分離而擴展到兩種不互溶液體介質的液一液分離以及氣一液分離、氣一固一液分離等。

????動態液一液旋流分離器在某公司做過不少研發工作，但由于其結構復雜、能耗大、操作維護費用大等問題而終止。1998年，國內某學院等單位也在動態液一液旋流分離器方面做了一些工作，但始終也難以投入工業應用。

????在油田開發進入中后期以后，大量產水給經濟和環境帶來了諸多負面影響。1991年加拿大率先提出“井下油水分離”的創意與設想，并進行可行性研究。其后，陸續有世界各地的公司、院校和研究單位近30家參與進來，形成一個世界性的企(聯合工業研究項目)，經過幾年的努力，該項目取得了突破性進展一已進入商業性應用。

????迄今為止，在英國已經召開了5次以水力旋流器為專題的國際會議，交流各國在此領域內的最新研究成果。會議的召開對水力旋流器從基礎理論到工業應用等各方面的發展起到了很大的推動作用。

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