油气储运简介

(2)离心分离原理 当液体改变流向时，密度较大的液滴具有较大的惯性，就会 与器壁相撞，使液滴从气流中分离出来，这就是离心分离。它 主要适用于初分离段。
(3)碰撞分离原理 气流遇上障碍改变流向和速度，使气体中的液滴不断在障碍 面内聚集，由于液滴表面张力的作用形成油膜。气流在不断地 接触，将气体中的细油滴聚集成大油滴，靠重力沉降下来。它 主要适用于捕雾段。
• 油井产物：原油、天然气、水、盐、泥 砂等。 • 原油含水的危害为： 水增大了油井采出液的体积，降低了设 备和管道的有效利用率 增大了管道输送中的动力和热力消耗 引起金属管道和设备的结垢与腐蚀 对炼油加工过程产生影响
原油 脱水
效果
1 原油脱水
2 降低原油含盐量 3 降低原油中的机械杂质
原 游离水 油 中 的 水 分 乳化水
（二）分离器的类型和工作要求
1、分离器类型 （1）重力分离型：常用的为卧式和立式重 力分离器。 （2）碰撞聚结型：丝网聚结、波纹板聚结 分离器。 （3）旋流分离型：反向流、轴向流旋流分 离器、紧凑型气液分离器。 （4）旋转膨胀型。
2．油气分离器的基本原理
(1)重力沉降原理 主要靠气液密度不同实现分离。但它只能除去100微米以 上的液滴，保证不了分离效果，必须与其它分离方法配合。它 主要适用于沉降段。
典型的油气集输系统框图
二、油田油气集输流程
• • • •
油气收集流程----油井至联合站 油气处理流程----联合站内流程 油气输送流程----联合站至原油库 流程设计的基本原则： “适用、可靠、经济、高效、注重环保”
1.油气集输流程分类
（1）按转油和量油方式分：
分井计量、分井转油：每口井都装有量油分离器，计量和油气分离在 井场上进行，分离后的油气分别进入集油和集气管路输送。利用油井剩余 能量输送，分离器压力必须比集油管线压力高且有相当的余量。 集中计量、集中转油：一个区的油井计量和分离工作都集中在计量转 油站，由一个生产分离器担任几口井的转油工作，把几口井的产物一起分 离，一起计量，另用一个单井分离器轮流计量每一口井的油气产量。 分井计量、集中转油：油井油气在井场计量后，油气再混入同一条管 线混输到转油站。转油站把混和物进行油气分离。节约管线，但必须注 意各井回压问题，否则油井间生产干扰特别严重。
• 把油井、气井产物高效、节能地处理成合 格的天然气、原油、水和固体排放物。 • 调节油气田的生产。 • 把原油和天然气安全、经济地输送到各个 炼油企业和用户。 • 实现国家的战略石油储备。 • 国家成品油和天然气销售系统的安全、高 效运行。
油气储运系统 • 油气集输系统 • 管道输送系统 • 油气储存与销售系统
（2）卧式油、气分离器 卧式分离器与立式分离器相比具有处理量大的特点，因此， 卧式分离器适用于高产井。卧式分离器具体结构如图23所示。
图23 卧式轴向进口分离器示意图 1-油、气混合物进口；2-分离器壳体；3-隔板；4-分离箱；5-气出口；6-浮标；7入孔盖；8-连杆机构；9-油阀；10-排污管
卧式二相分离器
卧式三相分离器
优点：气 液界面大； 便于撬装
卧式分离器的油、气分离原理是：
当油气混合物从进口进入分离器后，喷到隔板上散开、因 扩散作用使溶于油中的天然气分离出来。 油靠自重下落从隔板下部弓形缺口通过，气体由隔板上半 部的许多小孔通过进入分离器箱。 携带有小油滴的天然气在分离箱内多次改变流动方向，小 油滴被凝聚下落。 分离器下部油经出油阀排出分离器，而经分离后比较纯净 的天然气从气出口排出。
油气储运工程简介
• 油气储运就是油和气的储存与运输。在石油工业内部，它是连 接油气生产、加工、分配、销售诸环节的纽带。
油 气 储 运 工 程 主 要 内 容
1 2 3
矿场油气集输及处理 油气的长距离运输
各转运枢纽的储存和装卸
4
终点分配油库（或配气站）的营销
5
炼油厂和石化厂的油气储运
油气储运工程的任务
波纹板型-- vane packs
波纹板
旋风分离器
紧凑型气液分离器
传统分离与分离新概念
旋转膨胀型分离器
（三）油气水三相分离器
• 液相停留时间5~30min
4.油气分离器的工作原理
包括以下几个部分： （1）初次分离部分： 使进入分离器的油气混和物大体上分为以气相为主和以液相为主 的两部分。 （2）主要分离部分： 依靠油滴和气体的密度差，使被气体携带的油滴从气体中沉淀出来。 （3）除雾器： 气体通过除雾器时，被气体携带的更小的油滴被除雾器所吸附，并 逐渐积累成大油滴，依靠重力掉入分离器盛液部分。 （4）液面、压力控制部分： 盛液部分的液面控制是依靠液面控制机构把液面控制在一定的高 度上，使液相携带的气泡逸出液面进入气相空间，并造成液面出口液 封，以防止出油管窜气、输油泵抽空； 压力控制是由安装在气体出口管线上的压力调节阀控制，使分离 器在规定的压力下工作。分离器液面和压力必须进行有效的控制，这 是保证分离器正常运行的必要条件。
（1）一次分离是油气混合物的油气两相一直在保持接触的条件 下逐渐降低压力，最后流入常压储罐，在罐中一次把油气分开。
（2）连续分离是指气液混合物在管道中压力不断降低，并且不 断将逸出的天然气排出，直到压力降为常压。该方法生产中 无法使用。 （3）多级分离：压力降到一定数值把气体排出，压力再降到 一定数值，在把气体排出，如此反复。 一个分离器和一个储罐为二级分离；二个分离器和一个储 罐为三级分离。
立 式 三 相 分 离 器
优点：排污方便， 占地面积小。
立式分离器油、气分离的工作原理：
当油气混合物沿着切线方向进入分离器后，立即沿着分离 器壁旋转散开，油的相对密度大，被甩到分离器壁上而下滑， 气的相对密度小则集中上升。 部分液滴落在挡油帽上散开，油、气进一步分离，油沿挡 油帽下滑，气上升。上升的气体经下层分离伞收集集中，从顶 部开口处上升进入上层分离伞，沿上层分离伞面上升，这样一 收一扩并几次改变流动方向，尤其在通过伞斜面过程中，使初 分离出来的气体中携带的小油滴吸附在分离伞的斜面上，聚集 成较大的油滴而下滑落入分离器的下部，然后经油出口排出分 离器。而经两次分离脱出的比较纯净的天然气则从分离器顶部 的气出口排出。 油气分离器是在离心力作用、重力作用和油膜粘附作用三 大作用下进行油气分离的，前两种力使油气分开，后一种是气 体除油。
电聚集
重力沉降
4.原油脱水
典型的脱水流程
原油乳状液
• “油包水型乳状液W/O”：水以极微小颗粒分 散在原油中，水是分散相（内相），油是 连续相（外相） 。 • “水包油型乳状液O/W”：油以极小颗粒分 散在水中，油是内相、水是外相。 • 形成条件为：剧烈混合、乳化剂（天然乳 化剂）存在。
6、对分离器工作质量的要求 • • 气液界面大、滞留时间长；油气混合物接近相平衡状态。 具有良好的机械分离效果，气中少带液，液中少带气。
7、分离器总体设计要求 • 同时满足气中除液和液中除气的要求； • 不同气液比用液位调节器进行调节； • 处理量大时多台并联工作。
四、 原油净化
原油净化的目的
3）单管环形集油流程
4）稠油集输流程
a.高温集油流程：单管加热集油流程和掺稀 降粘流程。
b.掺蒸汽集油流程
5）气田集气流程
• 高压（>10MPa）、中压（1.6—10MPa )、 低压（ <1.6MPa ） • 两级降压 • 采气站：气液分离、计量、调压和脱除有 害气体。
三、油气分离
（一）分离方式
（8）目前通用的海上油气生产和集输系统流程：半海半陆式 集输流程、全海式集输流程两种模式。 半海半陆式集输流程： 适用于离岸近的中型油田和油气产量大的大型油田。是由 海上平台、海底管线和陆上终端构成等部分组成的。 全海式集输流程： 指油气的生产、集输、处理、储存均是在海上平台进行 的，处理后的原油在海上直接装船外运，适合于远离岸边的 中小型海上油田。
井口 采油树 出口
1 油 气 计 量 2 集 油 、 集 气 3 油 气 水 分 离 4 原 油 脱 水
油气 集输
5 原 油 稳 定 6 原 油 储 存 7 天 然 气 脱 水
原油和 天然气 外输
8 天 然 气 轻 烃 回 收 9 液 烃 储 存 10 输 油 、 输 气
一 、 油 气 集 输 工 艺
油气分输流程（小站流程）： 特点是油井产出的油气 混和物从井口混输到计量站分 别计量油气产量，经过油气分 离分别将油气送到转油站和用 户。
（4）按集油管网形态：米字型管网集油流程、排状或环型管网集油流程、放射状 管网集油流程。
指整个油井串连在一条干 线上,相当于单管密闭混输, 单井计量、集中转油。 优点：省钢材、省设备； 缺点：适应性差；集中控 制、自动化比较困难；井 口复杂。
5.分离器的工艺设计原则
(1)从气体中分出油滴 • 要求：油滴沉降至气液界面的时间小于气流把油滴带出分 离器时间。 • 沉降时间主要与液滴直径有关，油滴直径为10~270µ m。 • 由上述原则设计出分离器尺寸。
(2)从原油中分出气泡 • 原油中气泡上升速度大于任一液面的下降速度。 • 不起泡原油停留时间1~3min，起泡原油停留时间5~20min。
（2）按加热保温方式分：
掺热油； 掺热水；
加热保温输送；热水（蒸汽）伴热保温输送；掺热介质输送； 不加热输送； 物理法：热处理、掺水法、
掺入轻质油； 化学法
（3）按输送介质分： 单管密闭混输流程： 特点是油井产出的混和 物从井口到分离器计量后， 油气又重新混和，混输到转 油站，转油站再将油气分离， 分别外输，即分井计量、 集中转油。
相当于集中计量、集中转油 的小站流程。 优点：适应性强；后期调整 方便；井场设备简单，便于 集中控制，实现自动化。 缺点：废钢材；投资大。
实际上是排状、米状结 合，相当于集中计量、 集中转油。 特点与米字形管网相同。
（5）按油气集输系统布站级数：油井和原油库之间集输站场级
数； • 一级布站集油流程：只有集中处理站； • 二级布站集油流程：计量站和集中处理站； • 三级布站集油流程：计量站、接转站（增压）和集中 处理站； （6）集输系统密闭程度：开式和密闭流程
（7）按通往油井的管线数目： 单管集油流程：井场设有加热保温设备，油井产物在井口加热 后经一条管线输到集油站。 双管集油流程：由站向井场供蒸汽，蒸汽管线和油井的出油 管线并在一起，由蒸汽管给出油管内的油井产物加温，乏汽在井 口排放，井站之间也是两条管线。 三管集油流程：由站向井场泵送热水或热油，供热载体管线 往返于井站间，并与出油管线并在一起，由热载体循环给油井产 物加温，井站之间有三条管线。
3．油田常用的分离器
(1)立式分离器 立式切向进口伞状结构分 离器结构见图22。
图22 立式切向进口伞状结构 分离器示意图 1-水包；2-水包隔板；3-量油 玻璃管；4-加水漏斗；5-气出 口；6-安全阀；7-分离伞；8油、气混合进口；9-挡油帽； 10-筒体；11-油出口；12-支 架
立 式 二 相 分 离 器
成游离状态，在常温下用简单 的沉降法短时间内就能从油中 分离出来。
原 油 脱 水
“油包水”型乳状液
形成油水乳状液， 很难用沉降法分离。 “水包油”型乳状液
4. 原 油 脱 水
原油的脱水过程
破乳
沉降
一段脱水
脱 水 处 理 的 方 法
ห้องสมุดไป่ตู้
1
2 3 4
加热
重力沉降脱水
化学破乳 热化学脱水 二段脱水 电化学脱水
2.油气集输工艺流程
目前适于我国某些油田的高效油气集输流程有
不加热集输流程 适当提高集输压力，增加油气分离级数 中压多级分离流程 利用井口压力直接输至联合站
“无泵无罐”流程
全密闭集输流程
油气从井口到外输站的处理和输送全 过程不开口
“一级半”流程
（2）油田集油流程举例
1）双管掺活性水流程
2）二级布站油气集输流程
• 油气集输系统：
合格原油 油井 计量站 联合站 合格天然气 达到排放或回注 标准的水或砂
气井
气体处理 设施
压气站
输气管 道系统
用户
• 管道输送系统
首站 中间站 末站
储存设施或用户管网
• 油气储存与销售系统
汽车 炼油厂 火车 各级储 备与分 配库 加油站 汽车 火车 飞机 轮船
码头
轮船
油气集输就是油气的收集和运输。是指把各分散油井所生产的 石油及其产品集中起来，经过必要的初加工处理，使之成为合 格的原油和天然气，分别送往长距离输油管线的首站（或矿场 原油库）或输气管线首站外输的全部工艺过程。