管道式油气水分离及含油废水处理技术

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让石油和天然气的获取更加高效
三、管道式油气水分离技术
1 T型管多分岔管路分离技术
不同入口含油率下的油水相分布情况
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三、管道式油气水分离技术
1 T型管多分岔管路分离技术
不同分流比T型管道内油水分布情况
T型管多分岔管路分离性能数值模拟 不同流速T型管下出口水中含油率情况
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四、现场应用实例

辽河冷三站超稠油油气水三相管道分离
二级梯型管+旋流器+复合脱水罐组合工艺 超稠油（粘度：40pa·s-100pa·s，密度：990kg/m3） 来液：油气水，液量3000-5000m3/d
设计参数： 原油物性：有效粘度40-100Pa·s 密度990kg/m3 操作温度：40～60℃ 操作压力：KPa
足工艺要求。
2010
流花11-1（FPSO）油气水处理系统 改造设计（扩容处理、分离器系统改 造、污水处理系统改造，加热锅炉系 统改造） 深海海底油气水分离技术研制 Page 6
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二、课题组简介
实验室状况
4个实验室 多相计量实验室 多相分离实验室


除沙实验室
怀柔水下环境实验室


操作压力：600-850KPa
气体处理量：17000～20000 m3/d 液体处理量：3700 m3/d 气体出口指标：含液量≤50mg/m3

污水出口指标：水中含油≤1000ppm

油中含水<20%，水中含油<0.5% 新分离器出口

油中含水<5%，水中含油=100ppm
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分离出：水量1600m3/d
合格的天然气 脱出率大于60%以上 污水含油率小于200mg/l
积杂小于1000mg/l
在不加温、不掺稀油条件下，实现了超稠油的油气水三相 分离，攻克了超稠油分离难题。


气体处理量：2500 m3/d
液体处理量：3000～5000 m3/d 气体出口指标：含液量=50mg/m3
业生产中发展起来的一种新型分离 装置，主要是利用多种分离原理， 通过技术集成，在流动过程中实现 多相分离。由于管道式分离装置结 构简单，设计方便，其性能容易满
2009
陆丰13-1平台含油污水处理工业生 产系统设计、加工 提出纳米膜气浮技术进行流花11-1 （FPSO）高密度、超稠油的油水分 离及其相应的含油污水处理，完成现 场试验 陆丰13-1平台含油污水处理工业生 产系统现场安装、测试 流花11-1（FPSO）老化油处理
四、现场应用实例
南海陆丰13-1平台：T型管+旋流管
该页中有部分看不清， 没有全部转换过来
设计参数：
化学？？
入口含油 率 20.2 21


处理量：10 万桶/天
水中含油：＜20ppm
R1下 含油 率 13.0 13.0
T上 含油 率 19.0 10.9
T下含油 率
R2下含 油率 12.0 3.5
7050 7050
设计参数：
操作温度：50～60℃ 操作压力：600-850KPa


液体处理量：8000 m3/d
来液含水率：>70% 设计要求：水中含油=1000ppm 生产运行结果:
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四、现场应用实例
试验结果及分析:
渤西终端油气水高效分离器 本次试验现场取样和化验工作，全部委托给第三方完成，试验共取25个样，取样点包括来流取样，新、
样品 1# 40 51.8 旧分离器 新分离器 旧分离器 新分离器 18 2.8 486 26.4 2# 50 60.6 20 3.2 578.2 76 3# 70 64.2 25 4.8 542.3 68 4# 80 58.6 24 4.7 526.8 54 5# 100 54.7 20.1 4.1 506.6 36.6

辽河曙光第5联合站油水分离
水平旋流管+复合套管组合工艺 高粘超稠油（粘度：10pa·s-50pa·s，密度：950kg/m3） 来液：油水8000m3/d，含水70% 分离出： 污水含油率小于100mg/l

在不加温、不掺稀油条件下，在直径500mm、长度20m
的管道内，实现油水分离。
旋流管
T
型 管
实验结果表明：该技术对高密度超稠油的油水分离
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四、现场应用实例
用管道式油水预分离技扩容的生产系统 增加处理量100000桶/天，水中含油：＜16ppm
管道分离技术一陆丰13-1平台扩容
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四、现场应用实例
旧分离器出口油样，新、旧分离器出口水样。
参数
入口流量t/h 入口含水% 分离器出口 油中含水% 分离器出口 水中含油 ppm
平均值
68 58 21.4 3.9 528 52.2
注：分离器入口流体压力0.68MPa，入口流体温度65℃

旧分离器出口油中含水<20%，水中含油<0.5% 新分离器出口油中含水<5%，水中含油=100ppm
设计参数： 原油物性：有效粘度=20mPa·s

渤西终端高效油气水三相分离器
设计参数： 原油物性：有效粘度≤20mPa·s 操作温度：50～60℃


操作温度：50～60℃
操作压力：600-850KPa 气体处理量：17000～20000 m3/d 液体处理量：3700 m3/d 气体出口指标：含液量=50mg/m3 污水出口指标：水中含油=1000ppm 试验结果： 旧分离器出口



水中含油：≤1000 ppm
体积：缩小一半


油中含水：<1 %
结构重量：减小1/3
试验结果：
新型油气水高效分离器 油中含水：≤1 %
高效分离器初步设计方案 中试样机设ห้องสมุดไป่ตู้结构图


水中含油：≤1000 ppm
体积：缩小一半
油气水三相高效分离器实物图
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一、技术背景
特点
分离效率低/处理时间长/设备体积庞大/建造费用高。
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一、技术背景
背景
由于我国油田开发含水率不断增加，部分油井含水率达到95%以上，且大规模采用二
次、三次采油技术，对已有的油气水分离技术和设备带来巨大的挑战，并带来严重的能源 消耗和环境压力；特别是海洋石油开采受限于平台空间和承载能力。这就要求开发新型、

辽河冷13站超低温油水分离
垂直旋流器+加药脱水工艺 油密度：860kg/m3 来液：油水，液量600m3/d，含水30% 分离出：油中含水小于0.42% 污水含油率小于10mg/l 仅用直径75mm、长1.5m的旋流管与一小沉降罐组合， 代替原300m3的大型沉降罐+5个66m3分离罐的分离系统，在 脱水温度仅32℃超低温条件下，分离指标远远超出原系统。
采用安装在管道中的导向起旋装置，在离心力作用下进行油水分离，达到油水分离的目的。
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三、管道式油气水分离技术
3 水平旋流分离技术
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三、管道式油气水分离技术
4 薄膜微气泡含油污水处理技术
气浮处理污水系统工艺
微米孔板气泡发生装置
微米孔板气泡生成装置实验
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三、管道式油气水分离技术
技术创新 主要特点 简化工艺过程、节省开发成本； 改进生产工艺、减轻生产负荷； 提供新的解决方案，优化生产，改善效率； 储罐式分离器和传统设备相比，同样处理量和技术指标，体积和重量至少减小1/3-1/2； 管道式分离器用特殊管道对油水分离，不占场地。 由于节能减排、生产扩容、稠油开发、污水处理等需要，力学所相继研制出多种管道分离技 术，实现了用管道进行油气水分离和含油污水处理的新工艺，突破了只能用大型沉降罐进行油气 水分离的传统理念。在技术创新的同时，多相流理论研究也取得许多新进展。


水中含油：=500ppm
试验结果： 新分离器出口 水中含油=200ppm 机杂小于1000ppm
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四、现场应用实例
辽河曙光第5联合站油水分离 曙5联设计4000 m3/d，目前来液8000m3/d, 超出设计处理能力,含水率>70%，为解决扩容问题， 需要除水4000m3/d，原油效粘度10 度950kg/m3 ～50Pa·s，密
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四、现场应用实例

华北油田油气书三相分离器
设计参数： 处理量：250 m3/d 进口压力：0.3 MPa 液体温度：=55 ℃ 新型油气水高效分离器： 油中含水：≤1 %
设计参数： 处理量：250 m3/d 进口压力：0.3 MPa 液体温度：=55 ℃ 油中含水：<1 % 结构重量：减小1/3
高效的油气水分离技术，以便有效减小油田采液处理设备的重量和占用空间，提高油田采
液、特别是稠油/超稠油/含聚采液的处理能力。
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二、课题组简介
分离、计量研究

多相分离 多相计量
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二、课题组简介
发展历史 分离 计量 污水处理 管道式分离器是近几年石油工
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四、现场应用实例
辽河冷13站超低温油水分离 设计参数： 操作温度：32℃ 操作压力：0.45MPa 液体处理量：600 m3/d 来液含油：70% 设计要求：油中含水：=0.5% 生产运行结果： 油中含水<0.42% 水中含油=10ppm
三、管道式油气水分离技术
2 垂直旋流分离技术
实验照片：油核随着分流比的变化
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三、管道式油气水分离技术
2 垂直旋流分离技术
油核聚并过程分析
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三、管道式油气水分离技术
3 水平旋流分离技术
轴向2.5倍管径处
不同密度比分离器的分离效果
时间 2002 20032005 20062007 2008
主要工作 确定研究思路和技术路线，进行实验 室与实验设备改造
典型成果 油气水新型高效分离器构思图
示例图片
部件、部件组合性能研究，样机设计、 实验室性能实验样机 加工 实验室样机性能实验，油田中试样机 设计、加工、安装、性能测试 提出T型管+旋流管的扩容与污水处 理技术，完成实验室性能实验和陆丰 平台现场试验 油气水高效分离器在大庆油田的综合 应用工业测试 华北油田中试样机 管道式分离技术（部分分离后水中 含油＜100ppm，污水处理从 20ppm降为16ppm） 油气水高效分离器（分离后含油中 部含游离水，水中含油＜100ppm， 操作温度＜40℃） 管道式污水处理系统（16英尺管道， 日处理量10万桶） 密度0.945的超稠油污水含油从约 30ppm降为约16ppm 管道式含油污水处理工业生产系统 设计并实施老化由的工业现场处理 流花11-1（FPSO）油气水处理系统 改造方案总体设计 深海海底油气水分离技术概念设计
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三、管道式油气水分离技术
2 垂直旋流分离技术
垂直旋流器利用油水两相的密 度差，在离心力作用下进行油水分 离。油水混合液在垂直旋流器，形 成高速旋转流场，产生强大离心力， 并从结构设计上将油水由不同开口 流出，实现分离。
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管道式油气水分离及含油废水处理技术
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让石油和天然气的获取更加高效
目录
1 ………………………………………技术背景
2……………………………………….课题组简介
3……………………………………….管道式油气水分离技术 4……………………………………….现场应用实例 5……………………………………….结束语
9000
9000
31.1
42.3 33.4 32.3
20.4
34.0 32.0 30.1
22.2
22.3 21.6 22.6
27.4
20.1 24.3 22.5
14.6
10.3 10.7 9.7
设计参数： 处理量：10万桶/天
9000 9000


水中含油：<20 ppm
试验结果： 处理量：10万桶/天 水中含油：<16 ppm