在油田開發(fā)過程中，油井產(chǎn)出液中不但含有大量的水，而且還有一些固體雜質(zhì)，其中一部分雜質(zhì)是非常細小的顆粒(中值粒徑100微米左右)，難于處理,若使其直接進入地面水處理系統(tǒng)中，將增大能量消耗，造成工藝管網(wǎng)的堵塞和腐蝕。這些沉淀物如不定期排出，設(shè)備處理能力勢必下降，處理后的水質(zhì)達不到指標要求，影響油田的正常生產(chǎn)，設(shè)備排出的污泥如果處理不當，又會對環(huán)境造成污染。目前油田地面工藝中對固體顆粒的處理的方法主要是采用重力沉降加過濾的方式[1]。但其處理時間長，工作效率較低，成本高。這種處理工藝已逐漸不適應(yīng)油田開發(fā)的經(jīng)濟效益要求，因此快速有效地分離油井采出液中的固體雜質(zhì)已成為亟待解決的重大技術(shù)課題。
進入20世紀80年代以來，油田地面分離技術(shù)進入重大技術(shù)發(fā)展時期。這類設(shè)備主要以靜態(tài)水力旋流器和動態(tài)水力旋流器為典型代表，因其體積小、處理時間短，因而日益引起石油工程技術(shù)界的廣泛關(guān)注。一方面各石油生產(chǎn)廠商競相在工程中采用該技術(shù)，另一方面有關(guān)科研部門也在致力于這一技術(shù)的開發(fā)研究。十多年來的科學研究及工程實際應(yīng)用結(jié)果表明，旋流分離技術(shù)作為一種高效分離技術(shù)[2]，由于其突出的優(yōu)勢，適用場合并不僅僅局限于污水除油處理方面，如同重力分離技術(shù)一樣，在原油脫氣、脫水、除砂、除顆粒以及氣體、原油、污水凈化和污泥脫水等方面都存在著技術(shù)經(jīng)濟上的可行性和工程應(yīng)用的廣闊前景。
冀東油田旋流油水分離器的原理及結(jié)構(gòu)介紹
冀東油田旋流油水分離器是一種應(yīng)用非常廣泛的非均相混合物分離設(shè)備。旋流油水分離器工作的基本原理是將具有一定密度差的液—液、液—固、液—氣、氣—固等兩相或多相混合物以一定的壓力(或初速度)。
含油污水沿切線方向進入圓筒渦旋段后形成旋流，進入縮徑段后由于截面的改變，使流速增大形成螺旋流態(tài)，由于油和水的密度差，水附著于旋流管壁而油滴向中心移動。流體進入細錐段后，截面不斷縮小，流速繼續(xù)增加，離心力也隨著增大，小油滴被擠入錐管中心聚合形成油心，在凈化水沿著旋流管壁呈螺旋線向前流動的同時，低壓區(qū)的油芯向后流動并從溢流口排出，而凈化水則由集水腔流出，從而完成了油水分離。
冀東油田旋流油水分離器由入口段、收縮段、分離段、出口直管段四個回轉(zhuǎn)體按照順利連接。這四段又被稱為：渦旋腔室段、大錐端、小錐段、尾直管段。
除油效果在原來的基礎(chǔ)上進一步提高，進水的壓力能夠盡可能轉(zhuǎn)化成離心力，提高油水分離效果。含油污水通過水入口進入旋流式油水分離器，分配到容器內(nèi)的每個旋流子上，形成旋流，在離心力的作用下，實現(xiàn)油水分離，分離后的水從水口排出，油從油出口排出。
冀東旋流油水分離器增壓方式選型：
1)在相同操作參數(shù)情況下，采用離心泵增壓時，旋流管單管的分離效率明顯低于采用螺桿泵增壓時的分離效率，離心泵在高速旋轉(zhuǎn)時對油滴有嚴重的破壞現(xiàn)象是造成這一結(jié)果的主要原因。
2)在現(xiàn)場應(yīng)用的過程中，建議選擇單螺桿泵或低速離心泵等低剪切泵作為理想的增壓方式。
冀東油田旋流油水分離器分離領(lǐng)域應(yīng)用：
- 油田上含油污水處理：油田含油污水旋流油水分離器，油田采出水回注旋流油水分離器，油田洗井返出液旋流油水分離器，海上平臺含油污水旋流油水分離器，井下含油污水旋流油水分離器，海上油氣田含油污水旋流油水分離器。
- 石油化工含油污水處理：延遲焦化冷焦水含油污水旋流油水分離器，電脫鹽含油污水旋流油水分離器，MTO裝置水洗水旋流油水分離器，煤制烯烴水洗水旋流油水分離器，酸性水氣提含硫污水旋流油水分離器，硫化回收聯(lián)合裝置原料水旋流油水分離器。
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