一种油水分离方法和一种油水分离装置与流程

本申请涉及油田地面工程中的采出液处理技术，尤其涉及但不限于一种基于稳流、磁场改性和电磁感应加热的油水分离方法。

背景技术：

1、油田采出液是油、气、水混合的体系，油田地面工程的一项重要任务是进行油水分离。三相分离器、游离水脱除器、热化学沉降器等是油水分离的常用设备。合适的内部构件能够强化分离作用，减小分离器外形尺寸。

2、进入分离器的流体经过入口构件时会产生不稳定流动，使得分离器内部流场紊乱。稳流器能够稳定流场，消除或减缓沟流、短路流和涡流，提高分离器的分离效率。由于体型较大，单纯起稳流作用的稳流器没有得到广泛应用。升高温度能够降低油水乳状液的稳定性，提高油水分离效果。一方面加热可以降低原油黏度，另一方面能够提高乳化剂的溶解度，削弱界面膜强度。磁场改性可促进油水分离。稳流、磁场改性和电磁感应加热都能促进油水分离，目前尚无同时实现三者功能的方法，尚没有开发出一套紧凑型、多功能、一体化的内部构件。

技术实现思路

1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制本申请的保护范围。

2、本申请提供了一种基于稳流、磁场改性和电磁感应加热的油水分离方法和装置，通过对对油田采出液依次进行稳流、磁场改性和电磁感应加热，促进油水分离。可以显著加速油水分离。具有结构紧凑、成本低、电气化程度高、高效绿色等特点。

3、本申请提供了一种油水分离装置，包括：

4、两个以上的套设的柱形筒体，油水混合物能够在相邻的所述柱形筒体之间的空间和所述柱形筒体内部流动；

5、所述柱形筒体的内壁中或内壁表面设置有磁场产生模块；所述柱形筒体的内壁中或内壁表面设置有加热模块，所述加热模块位于所述磁场产生模块的下游。

6、在本申请提供的一种实施方式中，所述磁场产生模块和所述加热模块可以位于所述油水分离装置的外侧壁表面。

7、在本申请提供的一种实施方式中，所述油水混合物可以为油田采出液，所述油田采出液可以为油包水乳状液，也可以为水包油乳状液。

8、在本申请提供的一种实施方式中，套设的柱形筒体的层数为5至25层，通过套设形成的多层柱形筒体进行稳流，筒体之间距离可以相等或不相等。

9、在本申请提供的一种实施方式中，所述柱形筒体包括横截面为圆环的第一柱形筒体和横截面为d型的第二柱形筒体。

10、在本申请提供的一种实施方式中，所述第一柱形筒体位于所述第二柱形筒体的内侧；

11、套设的所述第一柱形筒体的层数为4层至20层；

12、套设的所述第二柱形筒体的层数为1层至5层。

13、在本申请提供的一种实施方式中，不同的所述柱形筒体的轴线之间的角度x为0°≤x＜90°；

14、或，不同的所述柱形筒体同轴。

15、在本申请提供的一种实施方式中，所述磁场产生模块包括环绕所述柱形筒体的螺线管；

16、在本申请提供的一种实施方式中，磁场产生模块用于对油水混合液进行磁场改性处理，磁场由通直流电的螺线管产生，磁感应强度大小和方向可以不变。

17、在本申请提供的一种实施方式中，所述磁场产生模块中的所述螺线管与所述柱形筒体同轴。

18、在本申请提供的一种实施方式中，产生磁场的螺线管的层数可以与上述柱形筒体的层数相同，并可以与柱形筒体等径(即一个螺线管对应一个柱形筒体)。

19、在本申请提供的一种实施方式中，所述加热模块包括磁性部件和环绕所述柱形筒体的螺线管(螺线管由导线卷绕形成)；所述加热模块被配置成能够通过电磁感应使得所述磁性部件升温。

20、在本申请提供的一种实施方式中，所述加热模块的螺线管与所述柱形筒体同轴。

21、在本申请提供的一种实施方式中，所述油水分离装置中油水混合物的流向为水平方向；在本申请中所述水平方向为与油水分离装置的所述柱形筒体的轴线方向；

22、在本申请提供的一种实施方式中，所述磁性部件的横截面(横截面为与筒体轴线方向垂直的面)为圆环、半圆环、劣弧圆环和优弧圆环中的任意一种或更多种。当处理油包水乳状液时为优弧圆环，当处理水包油乳状液时为劣弧圆环。也可以根据采出液含水率计算横截面弧长，使得磁性部件只加热上部油层。

23、在本申请提供的一种实施方式中，采用电磁感应原理加热磁性部件，再把热量传递给油层；当油水混合物流经加热模块时，可能所述油水混合物(油田采出液)已经一定程度的分层，通过加热使得上部油层的温度从析蜡点以下的温度升高到溶蜡点以上温度；下部水层温度不升温或升温幅度小，升温幅度可以为0℃至4℃。

24、在本申请提供的一种实施方式中，加热模块中的磁性部件层数与上述柱形筒体相同，并与上述柱形筒体等径，磁性部件内部空间感生出磁场，油水混合物流经铁磁性部件时也起到磁场改性作用。

25、在本申请提供的一种实施方式中，磁性部件内部空间感生出磁场的强度和方向是变化的。

26、在本申请提供的一种实施方式中，所述油水分离装置为紧凑型、多功能和电气防爆式的油水分离装置。

27、又一方面，本申请提供了一种油水分离方法，使用上述的油水分离装置，包括：

28、所述油水混合物经过磁场产生模块时，所述油水混合物的温度不高于油相的析蜡点；

29、所述油水混合物经过所述加热模块时，所述油水混合物的温度高于油相的溶蜡点以上。

30、在本申请提供的一种适用上述装置的油水分离方法中，包括以下步骤：

31、s100：对油田采出液稳流得到采出液x；

32、s200：在析蜡点以下温度对油田采出液x进行磁场改性处理，得到采出液y；

33、s300：油田采出液y上部油层温度升高到油相的溶蜡点以上温度，同时，油田采出液y进行磁场改性处理；同时对油田采出液稳流

34、本申请采用稳流、磁场改性和电磁感应加热一体化处理新技术，可以显著加速油水分离。该方法具有结构紧凑、占地面积小、设备投资小、仅加热油层、防止气流干扰、低成本高效、低碳绿色、电气化程度高等特点，为稳流、磁场改性和电磁感应加热一体化处理加速油水分离在工程实例应用和推广奠定了基础。

35、本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书中所描述的方案来发明实现和获得。

技术特征：

1.一种油水分离装置，其特征在于，包括：两个以上的套设的柱形筒体，油水混合物能够在相邻的所述柱形筒体之间的空间和所述柱形筒体内部流动；所述柱形筒体的内壁设置有磁场产生模块和加热模块，所述加热模块位于所述磁场产生模块的下游。

2.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，套设的柱形筒体的层数为5至25层。

3.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，所述柱形筒体包括横截面为圆环的第一柱形筒体和横截面为d形的第二柱形筒体。

4.根据权利要求3所述的油水分离装置，其特征在于，所述第一柱形筒体位于所述第二柱形筒体的内侧；

5.根据权利要求2至4中任一项所述的油水分离装置，其特征在于，不同的所述柱形筒体的轴线之间的角度x为0°≤x＜90°；

6.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，所述磁场产生模块包括环绕所述柱形筒体的螺线管；

7.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于，所述加热模块包括磁性部件和环绕所述柱形筒体的螺线管；所述加热模块被配置成能够通过电磁感应使得所述磁性部件升温。

8.根据权利要求7所述的油水分离装置，其特征在于，所述加热模块的螺线管与所述柱形筒体同轴。

9.根据权利要求7或8所述的油水分离装置，其特征在于，所述油水分离装置中油水混合物的流向为水平方向；

10.一种油水分离方法，使用权利要求1至9中任一项所述的油水分离装置，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供了一种油水分离方法和一种油水分离装置，通过对油田采出液依次进行稳流、磁场改性和电磁感应加热，促进油水分离。本申请的方案是一种利用稳流、磁场改性和电磁感应加热油层的一体化处理新技术，可以显著加速油水分离。具有结构紧凑、成本低、电气化程度高、高效绿色等特点。

技术研发人员：李庆,陈朝辉,吴浩,王坤
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1