重力式油水分离器的分离特性研究

第27卷 第6期2006年11月

石油学报

A CT A PETROLEI SINICA

V ol.27 N o.6

N ov.2006

作者简介:王国栋,男,1980年9月生,2005年获中国石油大学(华东)油气储运专业硕士学位,现为上海交通大学机械与动力工程学院博士研究生,

主要研究方向为多相管流及油气田集输技术。E -mail:putin _w ang @

文章编号:0253 2697(2006)06 0112 04

重力式油水分离器的分离特性研究

王国栋1 何利民2 吕宇玲2 陈振瑜2

(1.上海交通大学机械与动力工程学院 上海 200030; 2.中国石油大学储运与建筑工程学院 山东东营 257061)

摘要:利用重力式分离模拟试验系统,以白油和水作为工作介质,分析了6个取样口和油出口、水出口的油水分离效果,进而研究了

卧式油水分离器的分离特性和流动规律。研究表明:①分离器内存在一个最佳的油水界面位置,在该位置油层中的水滴分离效果最好,油相粘度是决定该位置的重要参数;②油层厚度相同时,入口含油浓度越小,油相需要的停留时间越少,分离效率就越高,水相的分离效率与入口含油浓度无直接关系;③无内部构件的分离器底部流场存在剧烈的涡流,严重影响油水分离特性,须添加整流和聚结构件,改善分离器内部流场,促进小液滴的聚结合并,以提高油水分离效率。关键词:重力分离器;油水分离;分离特性;流动特性;分离效率中图分类号:T E 624 文献标识码:A

S tudy on oi-l water separating behavior of gravity separator

Wang Guo dong 1

H e Limin 2

L Yuling 2

Chen Zhenyu

2

(1.S chool of M echanical and P ower Engineering ,S hanghai J iaotong Univer sity ,S hanghai 200030,China;2.Col lege of T r ansp ort &Stor age and Civil Engineer ing ,China Univers ity o f Petr oleum,D ongy ing 257061,China)Abstract :T he separ ating and flow behav ior s of g rav ity o i-l water separato r w ere studied w ith an oi-l water separ ation simulat ing sys -tem,taking w hite oil and w ater as w or k fluid.T he separ ating efficiencies o f six sampling outlets,o il outlet and w ater outlet w ere a-l

so analyzed.T he r esults sho w that the max imum separ ating ef ficiency of oil pad occur s when o i -l w ater interface is ma int ained at a cer tain lev el,w hich is dependent t o oil visco sity.Water cut in oil outlet decreased w ith increasing w ater cut of inlet fo r the same o il pad thickness.Sepa rating eff iciency o f w ater pad w as independent to oil co ntent of inlet.T here was ser ious v ertex field at the botto m of a separ ator w ithout internals inst alled,and its hydraulic behav ior w as in bad or der ,which aff ects oi-l w at er separat ion.Flow regu -lating and co alescing inter na ls sho uld be installed in o rder to improv e the o i-l water separat ing efficiency.Key words :g r avity separ ator ;oi-l w ater separation;separ ating behavio r;flo w behavio r;separat ing efficiency

在油田地面工程中,重力式油水分离器是应用最多、最基本也是最重要的工艺设备之一。许多研究结果均表明[1-5],工程中所用分离设备不但存在严重的短路流,使设备的大部分空间未能有效利用,而且一些设备还存在严重的返混现象,导致相当部分的液流未经充分处理就排出。流动特性只是分离设备技术特性的一个方面,如果设计不当,流动设备差的分离器不可能取得好的分离效果。为了进一步研究重力式油水分离器的分离特性,笔者以一个改进的长为2000mm 、内径为384mm 的卧式油水分离器为研究对象,分析了油层厚度、入口含油浓度对分离器分离特性的影响,并且分析了6个取样口和油出口、水出口处的油水分离效果。

1 油水分离器的分离模拟试验

试验装置由搅拌罐、可调速齿轮泵、流量计和分离

器组成(图1),可对系统流量、介质粘度、分散相含量、

乳化剂浓度、油水界面高度和停留时间等参数进行室内试验模拟。试验介质为白油-水,用蒸馏法测定油样

图1 油水分离模拟试验系统流程

Fig.1 Flow chart of oi-l water separation simulating system