倾斜管式H型水下原油在线分离方法与流程

文档序号:12650408阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种倾斜管式H型水下原油在线分离方法,主要由第一级管式分离器、第二级管式电脱水器、气液分离器、混流器和水下在线控制系统组成,实施水下原油两级在线快速分离的作业流程,第一级管式分离器和第二级管式电脱水器采用两级管式串联的形式,实现原油的快速深度分离,并采用倾斜管式构造将原油立式和卧式在线分离技术有机结合,同时两级分离器上下布置且其中部通过混流器保持联通,整体呈现H型布局的模式,其特征在于:

一第一级管式分离器;所述第一级管式分离器采用倾斜式厚壁管体,油井产液经水下管汇而汇集至第一级管式分离器,实施第一级倾斜管式油气水预分离处理,将湿气和大部分的水从海底各油井所产的原油中分离出来;第一级管式分离器内油井产液完成两次气液分离,含油湿气经排气管进入气液分离器,同时油水两相原油进行重力沉降并完成油水的第一级分离,第一级污水经第一级污水管排出,而含水原油则由第一级排油管进入混流器;

一气液分离器;所述气液分离器采用沿垂直方向布置的厚壁管体,依据两级滤液作用脱除湿气中的凝析油小油滴;气液分离器中含油湿气经两级滤液作用后,凝析油最终回流至气液分离器下部的管腔内并由凝析油管汇进行输送,而湿气则通过湿气管汇进行输送;

一混流器;所述混流器采用沿垂直方向布置的厚壁管体和混流轮,充分搅拌含水原油和化学药剂并使之混合均匀而形成原油乳化液;

一第二级管式电脱水器;所述第二级管式电脱水器采用阵列式高压裸电极和倾斜分体式厚壁管体,实施第二级阵列式高压电场原油深度脱水处理,将剩余的水从原油中分离出来;原油乳化液经第二级进油管进入第二级管式电脱水器,并在阵列式高压电场中完成油水的第二级分离,合格原油经第二级输油管汇进行输送,而第二级污水则由第二级污水管排出;

一水下在线控制系统;所述水下在线控制系统实现远程自动控制各级水下在线分离作业并保障其流动安全,同时通过水下压力控制阀、水下液位控制阀、压力气动控制阀、压力三通电磁阀、液位气动控制阀、液位三通电磁阀和限位开关等调控油井产液和原油乳化液的供给以及湿气、凝析油和合格原油的排量和流压,并通过水下紧急关断阀自动关闭并停止油井产液、含水原油和原油乳化液的供给以及第一级污水和第二级污水的输送,且通过水下压力泄放阀自动释放出多余的泄放气并调整第一级管式分离器、气液分离器和第二级管式电脱水器管腔内的压力;水下管汇中设有电磁流量计对水下油井产液精确计量,气液分离器中的涡轮流量计选用智能气体涡轮流量计,通过微处理单元对由流量传感器通道采集的信号按照气态方程进行温度与压力补偿,自动修正压缩因子;第二级输油管汇中的涡轮流量计选用智能液体涡轮流量计,其涡轮流量传感器采用先进的超低功耗单片微机技术,且其智能仪表采用显示与积算一体化设计;湿气管汇中的孔板流量计选用智能型气体孔板流量计,采用先进的微机与微功耗技术,集流量、温度和压力检测功能于一体,并自动进行温度和压力补偿。

2.根据权利要求1所述的倾斜管式H型水下原油在线分离方法,其特征在于:所述第一级管式分离器的水下原油在线分离处理流程为,油井产液在第一级进油管内进行初步的气液分离,并在第一级管式分离器的上部管腔完成二次气液分离,从原油中分离出的含油湿气经排气管进入气液分离器,而分离出湿气后的油水两相原油则进入第一级管式分离器中部的管腔进行重力沉降,水颗粒聚结增大而从原油中分离出来,并在重力作用下沉降至管壁,而后沿倾斜管壁顺流至下部的管腔,从而完成油水的第一级分离,从原油中分离出的第一级污水经第一级污水管排出,而分离出大部分水的含水原油则由第一级排油管进入混流器。

3.根据权利要求1所述的倾斜管式H型水下原油在线分离方法,其特征在于:所述气液分离器位于第一级管式分离器的上部,其水下气液分离处理流程为,从油井产液中分离出的含油湿气经排气管进入气液分离器的管腔并进行缓冲稳压,而后在气液分离器内凝析油小油滴不断聚结增大并经两级滤液作用后汇集成凝析油流,并最终回流至气液分离器下部的管腔内且由凝析油管汇和单点的液滑环输送至浮式生产储油船的油舱内,而两次滤液后的湿气则通过湿气管汇和单点的气滑环输送至浮式生产储油船上的燃料气处理系统。

4.根据权利要求1所述的倾斜管式H型水下原油在线分离方法,其特征在于:所述混流器位于第一级管式分离器和第二级管式电脱水器的中部,其水下作业流程为,第一级油水分离后的含水原油经混流器的混流轮调整为稳定流,同时化学药剂经化学药剂管汇进入混流器的管腔,并通过混流轮与含水原油充分搅拌混合而形成原油乳化液,混流器管腔的出口段内原油乳化液经由混流轮再次调整为稳定流。

5.根据权利要求1所述的倾斜管式H型水下原油在线分离方法,其特征在于:所述第二级管式电脱水器的水下原油在线分离处理流程为,原油乳化液经第二级进油管进入第二级管式电脱水器上部的管腔,并在阵列式高压电场中原油乳化液的水颗粒迅速聚结长大并沉降至中部的管腔,而后继续增大并在重力作用下沉降至管壁,再沿倾斜管壁顺流至下部的管腔,而原油乳化液中的油相则反向上升至第二级管式电脱水器管腔的顶部,从而完成油水的第二级分离,电脱水处理后的合格原油经第二级输油管汇和单点的液滑环进入浮式生产储油船的各原油沉降舱内,而从原油乳化液中分离出的第二级污水则由第二级污水管排出。

6.根据权利要求1或2所述的倾斜管式H型水下原油在线分离方法,其特征在于:所述第一级管式分离器的水下在线控制系统中,水下管汇中设有电磁流量计,并经流量变送器将测量到的油井产液流量信号传送至浮式生产储油船中控室的累积流量显示仪表上;第一级管式分离器和第二级管式电脱水器上部的管壁上均设有压力表和压力变送器,通过监测含油湿气和合格原油的压力状况,并依次经压力指示控制器和压力转换器完成压力信号与电信号间的转换和数据处理,最后由水下管汇中的水下压力控制阀自动调控油井产液的流量并保证各级分离设备供液的稳定;通过第一级管式分离器上的压力表和压力变送器监测其管腔内的压力状况,并依次经压力指示控制器和气电转换器将压力信号转换成气信号,再由压力三通电磁阀自动控制压力气动控制阀的气动量,进而调控排气管内含油湿气的流量;通过第一级管式分离器上的液位仪和液位变送器监测其管腔内的含水原油液位状况,并依次经液位指示控制器、气电转换器和液位三通电磁阀自动控制液位气动控制阀的气动量,进而调控第一级排油管内含水原油的流量;第一级污水管上设有压力变送器,通过监测第一级污水的压力状况,经冲砂管汇上的液压阀和液压转换器自动控制电磁控制阀,实施高压淡水的自动冲砂作业。

7.根据权利要求1或3所述的倾斜管式H型水下原油在线分离方法,其特征在于:所述气液分离器的水下在线控制系统中,气液分离器的入口处设置涡轮流量计,并经流量变送器将实时测量到的含油湿气流量信号传送至浮式生产储油船中控室的瞬时流量显示仪表和累积流量显示仪表上;湿气管汇中设置孔板流量计,并经变送器将实时测量到的湿气流量、温度和压力信号一起传送至浮式生产储油船中控室的累积流量显示仪表上;

所述气液分离器的水下在线控制系统中,气液分离器上部的管壁上设有压力变送器监测湿气的压力状况,并依次经压力指示控制器、压力转换器和水下压力控制阀自动调控湿气管汇内湿气的流量;同时通过气液分离器上的液位仪和液位变送器监测其管腔内的凝析油液位状况,并依次经液位指示控制器、气电转换器和液位三通电磁阀自动控制液位气动控制阀的气动量,进而调控凝析油管汇内凝析油的流量,实现气液分离器内湿气和凝析油流压的动态平衡。

8.根据权利要求1或4所述的倾斜管式H型水下原油在线分离方法,其特征在于:所述混流器的水下在线控制系统中,第二级管式电脱水器上部的管壁上设有压力表和压力变送器监测合格原油的压力状况,并依次经压力指示控制器、压力转换器和水下压力控制阀自动调控化学药剂管汇内化学药剂的流量;同时通过第二级管式电脱水器上的液位仪和液位变送器监测其管腔内的第二级污水液位状况,并依次经液位指示控制器、气电转换器和液位三通电磁阀自动控制液位气动控制阀的气动量,进而调控原油乳化液的流量,以保证第二级脱水处理效果。

9.根据权利要求1或5所述的倾斜管式H型水下原油在线分离方法,其特征在于:所述第二级管式电脱水器的水下在线控制系统中,第二级输油管汇中设有涡轮流量计,并经流量变送器将实时测量到的合格原油流量信号传送至浮式生产储油船中控室的瞬时流量显示仪表和累积流量显示仪表上;

所述第二级管式电脱水器的水下在线控制系统中,第二级管式电脱水器下部的管壁上设有液位仪和液位变送器监测第二级污水的液位状况,并依次经第二级污水管上的液位指示控制器、液位转换器和水下液位控制阀自动调控第二级污水的流量,实现生产水处理系统供液的稳定;高压电缆和阵列式高压裸电极之间设置限位开关进行连接,限位开关通过浮球实时监测合格原油的液位,进而自动控制浮式生产储油船上变压器的启停。

10.根据权利要求1~5任一项所述的倾斜管式H型水下原油在线分离方法,其特征在于:所述第一级管式分离器、气液分离器、混流器以及第二级管式电脱水器的管壁上均设有压力变送器和液位变送器,分别实时监测含水原油的压力和液位、湿气的压力、凝析油的液位、原油乳化液的压力以及第二级污水的液位状况,并实施高高压力和液位以及低低压力和液位报警,保障整套水下原油在线分离流程的生产操作安全。

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