一种油井产液的分离及增压外输装置和方法与流程

本发明涉及油田开发领域，特别涉及一种油井产液的分离及增压外输装置和方法。

背景技术：

在油田开发过程中，为了减小高凝、稠油油井地面管道的集输阻力，应用最广泛的方法是集中数十口甚至上百口油井产液于接转站，在接转站处利用气液分离器对油井产液进行气液分离，分离出的气体供站内自用或者外输至天然气处理站，而分离出的含水原油则通过外输泵增压后外输至联合站，然后在联合站内进行油水分离，分离出的污水经增压、加热后，通过专用的掺水管道输送至需要掺水伴热的油井，并与油井产液混合，以减小此类油井地面管道集输阻力。

随着油田开发时间的延长，部分油井进入高含水开发期，作为伴热用的掺水，在油井与联合站之间长距离循环往复的输送、分离、脱水、增压、加热，不仅因沿途温度、压力损失而增加了运行成本，而且因掺水长期处于高温状态，造成掺水管网腐蚀结垢严重、维护成本高。

基于上述，为了避免掺水进行长距离往复输送，减少额外能耗及运行成本，有必要提供一种集油气水三相分离，从而就地实现掺水增压、原油增压输送等功能的油井产液的分离及增压外输装置和方法。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种能避免掺水进行长距离往复输送，减少额外能耗及运行成本的油井产液的分离及增压外输装置和方法。具体技术方案如下：

第一方面，一种油井产液的分离及增压外输装置，所述装置包括油气水三相分离器，顶部左侧设置有气液进口，顶部右侧设置有出气口，内部右侧设置有溢流隔板以将所述油气水三相分离器的下部内腔分隔成集水区和集油区，所述集水区底部设置有排水口，所述集油区底部设置有出油口；

掺水泵，进口与所述排水口连通；

外输泵，进口与所述出油口连通；

加热器件，用于对所述集水区中的污水进行加热。

具体地，作为优选，所述加热器件为火筒式加热炉，包括顺次连接的加热器、火管和烟管；

所述加热器位于所述油气水三相分离器的左侧外部；

所述火管和所述烟管均位于所述集水区内，并且所述烟管的出口端位于所述油气水三相分离器的左侧外部。

具体地，作为优选，所述加热器件为电加热管。

具体地，作为优选，所述装置还包括掺水管道；

采用两个并联设置的所述掺水泵，两个所述掺水泵的进口同时与所述排水口连通，两个所述掺水泵的出口同时与所述掺水管道连通。

具体地，作为优选，所述装置还包括外输管道；

采用两个并联设置的所述外输泵，两个所述外输泵的进口同时与所述出油口连通，两个所述外输泵的出口同时与所述外输管道连通。

具体地，作为优选，两个所述掺水泵的进口处均设置有阀门；

两个所述外输泵的进口处均设置有阀门。

具体地，作为优选，所述掺水管道和所述外输管道上均设置有压力表。

具体地，作为优选，所述掺水管道上还设置有温度计。

具体地，作为优选，所述装置还包括底座；

所述油气水三相分离器、所述掺水泵和所述外输泵均固定在所述底座上。

第二方面，本发明实施例提供了利用上述的装置对油井产液进行分离及增压外输方法，其特征在于，所述方法包括：

将油井产液由气液进口进入油气水三相分离器中进行油、气、水的分离，分别在所述油气水三相分离器的内腔上部分离得到气体，在集水区分离得到污水，以及在集油区分离得到油品；

所述气体经出气口排出；

所述污水在所述集水区由加热器件进行加热，然后经排水口排出后，由掺水泵进行增压输送至待掺水伴热的油井；

所述油品经出油口排出后，由外输泵进行增压并输送至集油点。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的装置集油气水分离为一体，并且通过设置掺水泵和加热器件，实现就地切水增压并输送至需要掺水伴热的油井，以与油井产液混合。通过设置外输泵，实现对油品的就地增压输送。可见，本发明实施例提供的装置避免了使伴热用掺水(即污水)在油井与联合站之间长距离循环往复的输送、分离等作业，有效降低了能耗且降低了运行及维护成本。此外，通过在油气水三相分离器的排水口和出油口处分别设置掺水泵和外输泵，其占地面积小，容易制备，便于规模化推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的油井产液的分离及增压外输装置的俯视图；

图2是本发明实施例提供的油气水三相分离器与加热器件的配合连接关系示意图。

附图标记分别表示：

1 油气水三相分离器，

101 气液进口，

102 出气口，

103 溢流隔板，

104 排水口，

105 出油口，

2 掺水泵，

3 外输泵，

4 加热器件，

5 掺水管道，

6 外输管道，

7 底座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种油井产液的分离及增压外输装置，如附图1及附图2所示，该装置包括油气水三相分离器1、掺水泵2、外输泵3及加热器件4，油气水三相分离器1的顶部左侧设置有气液进口101，顶部右侧设置有出气口102，并且，在其内部右侧设置有溢流隔板103以将油气水三相分离器1的下部内腔分隔成集水区和集油区，集水区底部设置有排水口104，集油区底部设置有出油口105。掺水泵2的进口与排水口104连通；外输泵3的进口与出油口105连通；加热器件4用于对集水区中的污水进行加热。

本发明实施例提供的油井产液的分离及增压外输装置的工作原理如下所示：

将油井产液由油气水三相分离器1的气液进口101进入油气水三相分离器1内部进行油、气、水的分离，分别在油气水三相分离器1的内腔上部分离得到气体，在集水区分离得到污水，以及在集油区分离得到油品。

其中，气体经出气口102排出；污水在集水区由加热器件4进行加热，然后经排水口104排出后，由掺水泵2进行增压输送至待掺水伴热的油井；油品经出油口105排出后，由外输泵3进行增压并输送至集油点。

可见，本发明实施例提供的装置集油气水分离为一体，并且通过设置掺水泵2和加热器件4，实现就地切水增压并输送至需要掺水伴热的油井，以与油井产液混合。通过设置外输泵3，实现对油品的就地增压输送。可见，本发明实施例提供的装置避免了使伴热用掺水(即污水)在油井与联合站之间长距离循环往复的输送、分离等作业，有效降低了能耗且降低了运行及维护成本。此外，通过在油气水三相分离器1的排水口104和出油口105处分别设置掺水泵2和外输泵3，其占地面积小，容易制备，便于规模化推广应用。

本领域技术人员可以理解的是，油气水三相分离器1为本领域所常见的，其一般为卧式三相分离器，以附图2所示的卧式油气水三相分离器1举例来说，其包括罐体，罐体的顶部左侧设置有气液进口101，罐体的顶部右侧设置有出气口102，在罐体的内部右侧竖直设置有溢流隔板103，通过使用溢流隔板103来将罐体的下部内腔分隔成集水区和集油区(其中，集水区相对于集油区其体积较大，以便于油气水的充分分离)。在集水区中不仅设置有排水口104，还竖直设置有多个间隔分布的防浪板(利用其来抑制来液的波动对沿流向后部区域的影响)。在罐体的内腔上部竖直设置有与气液进口101相对的进口挡板，同时，在罐体的内腔上部与集水区相对的位置处设置有整流器。在在罐体的内腔顶部还设置有与出气口102相对的捕雾器，并且捕雾器下端设置有下流管来与排水口104相对。其工作原理简述如下：油井产液经气液进口101进入其内部进行基本相分离，气体进入气体通道并经过整流器和重力沉降，分离出液滴；液体进入液体空间分离出气泡后，油品向上流动、污水向下流动得以分离，气体在离开分离器之前经捕雾器除去小液滴后从出气口102流出，油品从顶部经过溢流隔板103进入集油区并从出油口105流出，污水在溢流档板的作用下汇集在集水区，并从排水口104流出。

本发明实施例通过采用加热器件4来对集水区中的污水进行加热，以实现其就地加热。为了提高加热效率，保证污水的外排温度达到期望值，该加热器件4优选采用火筒式加热炉，该火筒式加热炉包括顺次连接的加热器、火管和烟管；其中，加热器位于油气水三相分离器1的左侧外部；火管和烟管均位于集水区内，同时，烟管的出口端位于油气水三相分离器1的左侧外部。通过将加热器设置在油气水三相分离器1的外部使其进行点火加热作业，然后将火的热量传送给火管，同时燃烧后的烟气由烟管排出油气水三相分离器1。其中，火筒式加热炉为本领域所常见的，通过网络资源或者查找相关文献很容易获知其结构，举例来说，周大新在中国石油大学(华东)2008年出版的的学位论文中公开了火筒式加热炉防护技术研究，其中对火筒式加热炉的结构进行了描述；书籍《石化设备制造与安装实训(卓)报告》中对2.5MW火筒式加热炉的结构及其制造也作了详细的相关说明，本领域技术人员通过参考上述文献即可容易地获知其结构。并且，还可以通过市购来获取该火筒式加热炉。

作为另外一种实施方式，该加热器件4还可以为电加热管，这样不仅保证加热效率，同时其更加绿色环保。可以理解的是，上述电加热管还可以理解为管式电加热炉，这也是本领域常见的加热设备。

进一步地，如附图1所示，该装置还包括掺水管道5，采用两个并联设置的掺水泵2，两个掺水泵2的进口同时与排水口104连通，两个掺水泵2的出口同时与掺水管道5连通。一方面，通过设置两个并联的掺水泵2，可采用一个进行正常作业，而将另一个作为备用，从而保证污水回输的稳定运行。另一方面，通过设置掺水管道5来与两个掺水泵2的出口同时连通，可保证增压后的热的污水能够快速输送至待掺水伴热的油井。其中，由于污水中成本复杂，并且温度较高，为了提高掺水管道5的使用寿命，可以在钢制的掺水管道5的内壁上涂覆一层耐化学腐蚀且耐高温的涂层。

进一步地，如附图1所示，该装置还包括外输管道6，采用两个并联设置的外输泵3，两个外输泵3的进口同时与出油口105连通，两个外输泵3的出口同时与外输管道6连通。一方面，通过设置两个并联的外输泵3，可采用一个进行正常作业，而将另一个作为备用，从而保证污水回输的稳定运行。另一方面，通过设置外输管道6来与两个外输泵3的出口同时连通，可保证增压后的油品能够快速安全地输送至集油点。

进一步地，为了使污水和油品的外输过程稳定可控，在两个掺水泵2的进口处均设置有阀门；两个外输泵3的进口处均设置有阀门，通过设置如上阀门，来方便地控制掺水泵2和外输泵3的运行与关闭，在保证污水和油品的外输过程稳定可控的前提下，还便于对该装置中特定部件的维修与更换。

进一步地，为了使污水和油品的外输过程安全稳定，在掺水管道5和外输管道6上均设置有压力表，采用压力表实时测量污水和油品的输送压力，以确保两者均达到期望的输送压力，从而提高输送效率。

进一步地，掺水管道5上还设置有温度计，通过使用温度计来测量污水的输送温度，当未达到期望温度时，即可调整加热器件4的运行条件使其增温，当达到期望温度时，可使加热器件4维持在该特定的运行条件下。

为了确保上述的分离及增压外输过程稳定，本发明实施例提供的装置还包括底座7，其中，油气水三相分离器1、掺水泵2和外输泵3均固定在底座7上。该底座7优选钢制底座，并且，优选采用螺栓连接的方式将油气水三相分离器1、掺水泵2和外输泵3固定在底座7上，以便于对它们的更换或维护。

第二方面，本发明实施例还提供了一种利用上述的装置对油井产液进行分离及增压外输方法，该方法包括：

将油井产液由气液进口101进入油气水三相分离器1中进行油、气、水的分离，分别在油气水三相分离器1的内腔上部分离得到气体，在集水区分离得到污水，以及在集油区分离得到油品。

其中，气体经出气口102排出；污水在集水区由加热器件4进行加热，然后经排水口104排出后，由掺水泵2进行增压输送至待掺水伴热的油井；油品经出油口105排出后，由外输泵3进行增压并输送至集油点。

可见，该方法实现了油气水三相分离，同时实现就地切水增压并输送至需要掺水伴热的油井以及油品的就地增压输送。其能够显著降低能耗，并且运行及维护成本较低，便于规模化推广应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。