多层等流型聚并油水分离器及分离方法技术

本发明专利技术涉及一种多层等流型聚并油水分离器及分离方法。该多层等流型聚并油水分离器包括中心管（１），中心管（１）的外壁从上至下安装有一组沉降杯（２），沉降杯（２）与沉降杯（２）之间有间隙，沉降杯（２）的杯体底面（５）为瓦棱状，沉降杯（２）的杯体与中心管（１）之间有环形空间且环形空间对应的中心管（１）开有一组进液孔（４），进液孔（４）下方的每个沉降杯（２）的杯腔内放置环形滤料容器（３），滤料容器（３）套在中心管（１）上。该分离器有效地解决油田地面及井下油、水分离难问题，成倍提高油水分离效率，从而减少污水处理装置数量、大小以及延长高含水油井的寿命，同时采出液含水率也将降低，节省生产成本，提高效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田采油领域一种采出液处理装置，具体地说是一种多层等流型聚并油水分离器及分离方法。
技术介绍
目前油田污水系统中油珠的直径是非常小的，99%以上的油珠直径处于微米级， 根据斯托克定律可知，油珠在液体中的上升速度与油珠的直径的平方成正比，因此污水中 的油、水分离相对而言难度更大。目前油田采取增加挡板及过滤的传统油、水分离方法存在 挡板不等流及过滤器堵塞导致分离效率不理想问题，尽管采取各种改进措施，但在提高分 离效率上已经达到了极限，无法满足日益增加的污水处理量的要求，导致污水处理站污水 沉降罐多、管汇繁杂，占地面积大，这对今后污水的处理量需求是一个很大的制约。例如统 计大庆油田一个采油厂2008年污水处理量为1 X 108m3多，污水处理站44座，污水沉降罐共 计119个，污水过滤罐共计590个，占地面积达52X10V。同时由于现在大庆油田处于高 含水期，油井含水率较高，若能通过在井下安装油水分离器，来实现油水分离，并将分离后 的水注入其它地层(即同井注采工艺)，可以减少地面污水处理系统负荷，同时采出液含水 率也将降低，从而延长油井关闭时间，节省生产成本，提高效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种多层等流型聚并油水分离器 及分离方法，该分离器有效地解决油田地面及井下油、水分离难问题，成倍提高油水分离效 率，从而减少污水处理装置数量、大小以及延长高含水油井的寿命，可以减少地面污水处理 系统负荷，同时采出液含水率也将降低，节省生产成本，提高效益。 本专利技术所采用的技术方案内容是该多层等流型聚并油水分离器包括中心管，中 心管的外壁从上至下等距安装有一组沉降杯，沉降杯与沉降杯之间有间隙，沉降杯的杯体 底面为多棱面状，沉降杯的杯体中部为空心圆柱状，沉降杯的杯体最上沿为锯齿形，沉降杯 的杯体与中心管之间有环形空间且环形空间对应的中心管开有一组进液孔，进液孔下方的 每个沉降杯的杯腔内放置环形滤料容器，滤料容器套在中心管上。 上述的杯体底面相邻两棱面所形成的凸棱与水平方向夹角为30° ，沉降杯的上端为与沉降杯的杯体底面棱状相配合的齿形，沉降杯的杯座套在中心管上，杯座上开有条形缺口，杯座的两侧分别固定有限位柱，杯座的上端有与限位柱相配合的限位孔。 所述中心管在靠近每个沉降杯内侧底部的位置上开进液孔，个数为4-10个，孔径0. 9mm_l. 2mm。 上述的滤料容器内装有弱亲油性核桃壳滤料，料滤层厚度在10-100mm之间，滤层 渗透率为10-100 ii m2，核桃壳滤料的直径在0. 5-3mm之间。 上述的中心管上套有上定位套，上定位套的下端与最上面的沉降杯的限位孔插接 后由螺钉与中心管相固定，最下面的沉降杯的杯座上套有下定位套，下定位套由螺钉与中心管相固定。 地面及井下油水分离方法是在沉降分离罐内或抽油泵下放置多组通过串、并联 方式组合而成的多层等流型聚并油水分离器；油水混合液先流经分离器中心管上的每个沉 降杯，并与沉降杯下部多个棱状表面接触，沉降杯表面具有亲油憎水特性，沉降杯底部外两 瓦棱状表面夹角棱线表面具有轻微亲油特性；油水混合液中分离出的油珠在浮力和亲油特 性的表面材料作用下沿棱形面倾角聚集并加速上升，并在棱线部位碰撞聚并、聚集形成更 大直径油珠后再沿沉降杯上部的外壁聚集上升溢出沉降杯；油水混合液再流经分离器沉降 杯内底部放置的滤料，沉降杯中的滤料也具有轻微亲油特性；油水混合液中的小油珠在流 经滤层时被吸附、聚集到滤料颗粒表面而形成大油膜，大油膜在克服吸附力和重力的情况 下上浮出滤层；分离后的混合液通过中心管上的进液孔流入中心管被排出；沉降分离器所 有进液孔的总处理量应使所有沉降杯中的液体在杯中的停留时间满足现场的实际需要，且 中心管上所有进液孔的进液量应近似相等。 上述的沉降分离过程中，沉降分离器所有进液孔的总处理量应使所有沉降杯中的 液体在杯中的停留时间满足现场的实际需要，且中心管上所有进液孔的进液量应近似相等 (即等流)，可通过改变进液孔的过流面积、每个沉降杯内侧底部的位置上开有的进液孔的 个数及沉降杯的个数来实现，从而使中心管最上面沉降杯的单个孔口流量与最下面沉降杯 的单个孔口流量相对差值小于5%，即近似相等。 本专利技术的有益效果是1、多沉降杯把油水混合液分成若干份，利用具有选择性且 呈棱面状上升型的底部外轮廓，使分离后的油珠迅速聚集、上升，达到有效分离油珠的目 的。2、所有进液孔的总处理量可以使所有沉降杯中的液体在杯中有足够长的停留时间，且 中心管上所有进液孔的进液量应近似相等，从而保证了油珠在沉降杯中进行充分有效的分 离。3、沉降杯内放置有环形弱亲油性核桃壳滤料层，利用油藏理论，油水混合液中的小油珠 在流经滤层时被吸附、聚集到弱亲油性滤层颗粒表面而形成大油膜，大油膜再在克服吸附 力和重力的情况下上浮出滤层，保证了油水混合液中一次分离不出的油珠再次分离出来。 4、克服了现有各类油、水分离方法存在的缺陷，特别是能解决传统分离方法中不等流问题， 使在相同时间内处理的液流中油的含量降到最低，达到提高分离效率、增加处理能力及节 能降耗的目的。附图说明 图1是本专利技术的结构示意图； 图2是附图1中沉降杯的结构示意图； 图3是本专利技术的局部结构示意图； 图4是本专利技术的局部结构示意图。 图中l-中心管，2-沉降杯，3-滤料容器，4-进液孔，5-杯体底面，6-杯座，7-条 形缺口，8_限位孔，9_限位柱，10-上定位套，11-下定位套，12-未处理液体，13-处理后液 体。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明5 该多层等流型聚并油水分离器是由多组中心管1、沉降杯2、滤料容器3及核桃壳 滤料构成；沉降罐内并、串联安装多组中心管l，中心管1上等间距安装多个沉降杯2，沉降 杯2与沉降杯2之间有间隙，沉降杯2的杯体底面5为多棱面状，棱面及棱线部位能够使油 珠碰撞聚并、聚集形成更大直径油珠，沉降杯2的杯体与中心管1之间有环形空间且环形空 间对应的中心管1开有一组等径的进液孔4，每个沉降杯2对应的中心管1上开有的进液孔 4的个数为4-10个，进液孔4的过流面积在0. 2mm2-7mm2之间，能够保证液体在杯中的停留 时间有利于分离，进液孔4下方的每个沉降杯2的杯腔内放置环形滤料容器3，滤料容器3 内放置有弱亲油性滤料，滤料容器3套在中心管1上。 杯体底面5相邻两瓦棱面所形成的凸棱与水平方向夹角为30° ，实验结果显示， 凸棱与水平方向夹角为30。时，油珠沿斜面上升速度最快、聚并最充分，油水分离效果最 好，沉降杯2的杯体中部为空心圆柱状，沉降杯2的上沿为与沉降杯2的杯体底面5瓦棱状 相配合的锯齿形，沉降杯2的杯座6套在中心管1上，杯座6上开有条形缺口 7，杯座6的两 侧分别固定有限位柱9，杯座6的上端有与限位柱9相配合的限位孔8，上一个沉降杯2杯 座6上的限位柱9插入到下一个沉降杯2杯座6内的限位孔8内，实现了沉降杯之间的连 接，这种连接方式稳固有利油水分离。 滤料容器3内装有弱亲油性核桃壳滤料，料滤层厚度在10-100mm之间，滤层渗透 率为10-100 ii m2，核桃壳滤料的直径在0. 5-3mm之间。滤料对经沉降杯2分离过的混合液 二次分离，使液流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层等流型聚并油水分离器，包括中心管（１）、沉降杯（２）、滤料容器（３）及核桃壳滤料，其特征在于：中心管（１）的外壁从上至下等距安装有一组沉降杯（２），沉降杯（２）与沉降杯（２）之间有间隙，沉降杯（２）的杯体底面（５）为多棱面状，沉降杯（２）的杯体中部为空心圆柱状，沉降杯（２）的杯体最上沿为与杯底棱面形状对应的锯齿形，沉降杯（２）的杯体与中心管（１）之间有环形空间且环形空间对应的中心管（１）开有一组进液孔（４），进液孔（４）下方的每个沉降杯（２）的杯腔内放置环形滤料容器（３），滤料容器（３）套在中心管（１）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王研，王德民，彭占刚，钟荣，朱荣杰，王洪岩，
申请(专利权)人：大庆油田有限责任公司，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]