專利名稱：海上油田浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存裝置專用油氣水砂分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于海上油田浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存裝置FPSO(FloatingProd.，Storage & Offloading)上處理中質(zhì)及重質(zhì)原油、伴生氣、水和砂的混合物并將其分離成單一的油、氣、水、砂四相的分離設(shè)備。
安裝在FPSO上的油氣水砂分離器與海水運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的橫、縱向搖擺及升沉運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)工藝安裝和容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一些做法減少其對(duì)油氣水砂分離過(guò)程的負(fù)面影響，如將油氣水砂四相分離器安裝在靠近FPSO中心線附近或在容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上盡可能減少自由液面等，均能在一定程度上緩解FPSO運(yùn)動(dòng)對(duì)油氣水砂四相分離效果的影響。從理論上講，F(xiàn)PSO的運(yùn)動(dòng)對(duì)油氣水砂分離器內(nèi)從氣連續(xù)相中分離出液滴影響相對(duì)較小，面對(duì)從油連續(xù)相中分離出水和砂及從水連續(xù)相中分離出油和砂這一過(guò)程影響較大。
用于FPSO上的專用油氣水砂分離器因受FPSO隨海水運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生橫、縱向搖擺及升沉運(yùn)動(dòng)，對(duì)油氣水砂分離過(guò)程有負(fù)面影響，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)解決此問(wèn)題的產(chǎn)品和信息，國(guó)外產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種海上油田浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存裝置專用油氣水砂分離器，包括一臥式封閉筒體，筒體上設(shè)有水出口、油出口、氣出口、排沙口及人孔，其特征在于在筒體兩端上部各設(shè)置有油氣水砂混合物進(jìn)口，在筒體中部設(shè)有可調(diào)水管，該水管連通由隔板分隔成的通入油水的左、右腔室，該左、右腔室中各設(shè)有由排滿均布孔眼的防浪板縱橫交接成格狀的防浪板組，相對(duì)兩塊防浪板的孔眼中心線錯(cuò)位，在靠中部的防浪板組上設(shè)有絲網(wǎng)補(bǔ)霧器，兩端防浪板組的外側(cè)各設(shè)有第一組防浪分離內(nèi)件，各相鄰兩組防浪板之間設(shè)置有第二組防浪分離內(nèi)件，每一組防浪分離內(nèi)件的構(gòu)造為在筒體內(nèi)腔中央設(shè)置有由立放的支撐角鋼和靠底部橫放的支撐槽鋼構(gòu)成丁字形支撐架，在該丁字形支撐架的內(nèi)腔中填裝有傾斜設(shè)置的V字形的蛇形板，在各防浪分離內(nèi)件下方分別設(shè)有集沙斗。
所述油氣水砂混合物進(jìn)口連通裝在筒體端壁上的蝶形轉(zhuǎn)向器，該轉(zhuǎn)向器上部連接氣體連通管，該連通管經(jīng)閥門連通筒體的氣相空間；該轉(zhuǎn)向器下部連接布液管，該布液管支承于支撐架，該布液管下端裝有蝶形轉(zhuǎn)向器，該蝶形轉(zhuǎn)向器連通筒體內(nèi)的水層，該蝶形轉(zhuǎn)向器下部設(shè)有集砂斗。
所述左、右腔室與可調(diào)水管鄰接隔板的下部各設(shè)置有防渦罩，可調(diào)水管上部的筒壁上設(shè)有置水室調(diào)節(jié)閥口，在筒壁底部設(shè)有水出口，油出口，在筒體一側(cè)壁外設(shè)有油室液位變送器口，油室液位計(jì)口，在筒體另一側(cè)壁外設(shè)有水室液位變送器口，水室液位計(jì)口。
所述各集砂斗呈上大下小的漏斗形，該集砂斗向筒體下部伸出筒壁外的出口設(shè)有集砂包和排沙口。
所述傾斜設(shè)置的V字形蛇形板的傾角為60°。
所述防浪板上的孔眼為圓孔。
所述縱橫交接組成格狀防浪板組的防浪板的格壁層數(shù)為1層至4層。
本實(shí)用新型有以下積極有益的效果本油氣水沙分離器在鋼制臥式圓筒形容器內(nèi)安裝既有利于油氣水砂分離又能對(duì)FPSO橫向搖擺引起的油氣水砂四相分離器內(nèi)液體的橫向運(yùn)動(dòng)有抑制作用的四組防浪分離內(nèi)件，在沒(méi)有防浪分離內(nèi)件的液相空間內(nèi)安裝橫、縱向交錯(cuò)的防浪板，同時(shí)在其它相應(yīng)區(qū)域安裝相應(yīng)的內(nèi)件。
防浪分離內(nèi)件為傾斜設(shè)置的“V”字型蛇形板，其材質(zhì)為0Crl8Ni9不銹鋼，板厚為0.5mm，把進(jìn)入該內(nèi)件的液體分成若干傾斜的小格，當(dāng)FPSO產(chǎn)生橫向搖擺時(shí)，每一小格內(nèi)的液體會(huì)碰撞到傾斜設(shè)置的“V”字型蛇形板板壁，不至于對(duì)相鄰的液體產(chǎn)生影響，此外液體進(jìn)入防浪分離內(nèi)件后，因其濕周大幅度增加，雷諾數(shù)會(huì)大幅度降低，弗魯?shù)聰?shù)會(huì)大幅度升高，從而使液體進(jìn)入該內(nèi)件后，分離條件得到改善，有利于液體連續(xù)相中分散相的分離。
橫、縱向交錯(cuò)的防浪板由兩塊設(shè)有均布圓孔的鋼板(材質(zhì)為16MnR或20R)，且兩塊鋼板上均布的圓孔不在同一中心線上)組成，其作用為當(dāng)FPSO產(chǎn)生橫、縱向搖擺及升沉運(yùn)動(dòng)，引起油氣水砂四相分離器內(nèi)液體隨之相應(yīng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，一部分液體會(huì)碰到一塊帶均布圓孔的鋼板，吸收一部分動(dòng)能，另一部分穿過(guò)圓孔的液體會(huì)碰到另一塊帶均布圓孔的鋼板吸收一部分動(dòng)能，減弱對(duì)相鄰液體的影響，從而達(dá)到減少FPSO的運(yùn)動(dòng)對(duì)油氣水砂分離器分離效果的影響的目的，有效地改善了安裝在FPSO上的油氣水砂分離器的分離條件，提高了分散相在連續(xù)相中的分離質(zhì)量。中高及特高含水、中質(zhì)及重質(zhì)油氣水砂混合物經(jīng)本分離器處理后，出口原油含水≤10％，污水含油≤1000mg/L，氣中含液量≤0.05g/Nm3，粒徑大于70μm的砂脫除率大于90％。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低于進(jìn)口設(shè)備。
在筒體中部設(shè)有可調(diào)水管13，該水管連通由隔板分隔成的通入油水的左、右腔室，請(qǐng)參照?qǐng)D3，該左、右腔室中各設(shè)有由排滿均布孔眼的防浪板6、7、8、9縱橫交接成格狀的防浪板組，相對(duì)兩塊防浪板的孔眼的中心線錯(cuò)位，在靠中部的防浪板組上設(shè)有絲網(wǎng)補(bǔ)霧器11，兩端防浪板組的外側(cè)設(shè)有第一組防浪分離內(nèi)件5，各相鄰兩組防浪板之間設(shè)置有第二組防浪分離內(nèi)件10，請(qǐng)參照?qǐng)D2，每組防浪分離內(nèi)件的構(gòu)造為在筒體內(nèi)腔中央設(shè)置有由立放的支撐角鋼30和靠底部的橫放的支撐槽鋼32構(gòu)成丁字形支撐架，在該丁字形支撐架的內(nèi)腔中填裝有傾斜設(shè)置的V字形的蛇形板31，在各防浪分離內(nèi)件下方分別設(shè)有集沙斗20；該防浪分離構(gòu)件5、10，蛇形板31傾角60°以及縱橫向相交的防浪板構(gòu)件6、7、8、9，主要用于抑制因FPSO隨海浪的運(yùn)動(dòng)引起的安裝在其上面的油氣水砂分離器相應(yīng)產(chǎn)生的橫向及縱向搖擺以及升沉運(yùn)動(dòng)對(duì)油氣水砂分離過(guò)程的影響。
請(qǐng)同時(shí)參照


圖1，圖4，在左、右腔室與可調(diào)水管13鄰接隔板的下部各設(shè)置有防渦罩22，可調(diào)水管13上部的筒壁上設(shè)有置水室調(diào)節(jié)閥口14，在筒壁底部設(shè)有水出口23，油出口24，在筒體一側(cè)壁外設(shè)有油室液位變送器口25，油室液位計(jì)口26，在筒體另一側(cè)壁外設(shè)有水室液位變送器口28，水室液位計(jì)口27。
實(shí)施時(shí)，所述各集砂斗20呈上大下小的漏斗形，該集砂斗向筒體下部伸出筒壁外的出口設(shè)有集砂包18和排沙口35。
所述傾斜設(shè)置的V字形蛇形板31的傾角為60°。
所述防浪板6、7、8、9上的孔眼為圓孔。
所述縱橫交接組成格狀防浪板組的防浪板6、7、8、9的格壁層數(shù)為1層至4層，附圖3示2層。
油氣水砂混合物從設(shè)在設(shè)備兩端的進(jìn)液口3進(jìn)入設(shè)備，分離后的低含水油從設(shè)在設(shè)備中部的油出口24流出設(shè)備，分離后的合格污水從設(shè)在設(shè)備中部的水出口23流出設(shè)備，分離后的伴生氣從設(shè)在設(shè)備中部的氣出口流出設(shè)備，分離出的砂自安裝在設(shè)備底部的排砂口35流出設(shè)備。
下面結(jié)合
圖1詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型提出的油氣水砂分離器的細(xì)節(jié)及工作過(guò)程。
本油氣水砂分離器是一個(gè)鋼制臥式圓筒形容器，兩側(cè)基本對(duì)稱，油、水室設(shè)在中部。
工作過(guò)程海上油田各采油平臺(tái)油井產(chǎn)出的油氣水砂混合物經(jīng)設(shè)備兩端的油氣水砂混合物進(jìn)口3進(jìn)入設(shè)備，氣液混合物經(jīng)碟形轉(zhuǎn)向器2后，預(yù)分離出的氣體經(jīng)連通管4及閥門29進(jìn)入設(shè)備氣相空間；液體(油水砂混合物)經(jīng)布液管1及碟形轉(zhuǎn)向器33后進(jìn)入設(shè)備水層內(nèi)，原油自水層中上浮進(jìn)入油層，原油中的砂進(jìn)入水層并在水層中沉降下來(lái)，進(jìn)入積砂斗20并經(jīng)排砂口35排出設(shè)備；油和水經(jīng)過(guò)設(shè)備內(nèi)設(shè)置的防浪分離內(nèi)件5、10及防浪板6、7、8、9并在設(shè)內(nèi)停留10-20分鐘后，含水≤10％的低含水原油進(jìn)入油室經(jīng)油出口24流出設(shè)備，含油≤1000mg/L的合格污水經(jīng)防渦裝置22及可調(diào)水管13進(jìn)入水室經(jīng)水出口23流出設(shè)備；進(jìn)入設(shè)備氣相空間的伴生氣經(jīng)防浪分離構(gòu)件5、10在氣相空間內(nèi)分離出粒徑大于100μm的液滴，伴生氣再經(jīng)絲網(wǎng)捕霧器11除液后，含液量≤0.05g/Nm3的氣體經(jīng)氣出口12流出設(shè)備。
主要技術(shù)指標(biāo)為中高及特高含水、中質(zhì)及重質(zhì)油氣水砂混合物經(jīng)本分離器處理后，出口原油含水≤10％，污水含油≤1000mg/L，氣中含液量≤0.05g/Nm3，粒徑大于70μm的砂脫除率大于90％。
權(quán)利要求1.一種海上油田浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存裝置專用油氣水砂分離器，包括一臥式封閉筒體，筒體上設(shè)有水出口、油出口、氣出口、排沙口及人孔，其特征在于在筒體兩端上部各設(shè)置有油氣水砂混合物進(jìn)口(3)，在筒體中部設(shè)有可調(diào)水管(13)，該水管連通由隔板分隔成的通入油水的左、右腔室，該左、右腔室中各設(shè)有由排滿均布孔眼的防浪板(6)、(7)、(8)、(9)縱橫交接成格狀的防浪板組，相對(duì)兩塊防浪板的孔眼中心線錯(cuò)位，在靠中部的防浪板組上設(shè)有絲網(wǎng)補(bǔ)霧器(11)，兩端防浪板組的外側(cè)各設(shè)有第一組防浪分離內(nèi)件(5)，各相鄰兩組防浪板之間設(shè)置有第二組防浪分離內(nèi)件(10)，每一組防浪分離內(nèi)件的構(gòu)造為在筒體內(nèi)腔中央設(shè)置有由立放的支撐角鋼(30)和靠底部橫放的支撐槽鋼(32)構(gòu)成丁字形支撐架，在該丁字形支撐架的內(nèi)腔中填裝有傾斜設(shè)置的V字形的蛇形板(31)，在各防浪分離內(nèi)件下方分別設(shè)有集沙斗(20)。
2.如權(quán)利要求1所述的海上油田浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存裝置專用油氣水砂分離器，其特征在于所述油氣水砂混合物進(jìn)口(3)連通裝在筒體端壁上的蝶形轉(zhuǎn)向器(2)，該轉(zhuǎn)向器(2)上部連接氣體連通管(4)，該連通管經(jīng)閥門(29)連通筒體的氣相空間；該轉(zhuǎn)向器(2)下部連接布液管(1)，該布液管支承于支撐架(34)，該布液管(1)下端裝有蝶形轉(zhuǎn)向器(33)，該蝶形轉(zhuǎn)向器連通筒體內(nèi)的水層，該蝶形轉(zhuǎn)向器下部設(shè)有集砂斗(20)。
3.如權(quán)利要求1所述的海上油田浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存裝置專用油氣水砂分離器，其特征在于在所述左、右腔室與可調(diào)水管鄰接隔板的下部各設(shè)置有防渦罩(22)，可調(diào)水管(13)上部的筒壁上設(shè)有置水室調(diào)節(jié)閥口(14)，在筒壁底部設(shè)有水出口(23)，油出口(24)，在筒體一側(cè)壁外設(shè)有油室液位變送器口(25)，油室液位計(jì)口(26)，在筒體另一側(cè)壁外設(shè)有水室液位變送器口(28)，水室液位計(jì)口(27)。
4.如權(quán)利要求1所述的海上油田浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存裝置專用油氣水砂分離器，其特征在于所述各集砂斗(20)呈上大下小的漏斗形，該集砂斗向筒體下部伸出筒壁外的出口設(shè)有集砂包(18)和排沙口(35)。
5.如權(quán)利要求1所述的海上油田浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存裝置專用油氣水砂分離器，其特征在于所述傾斜設(shè)置的V字形蛇形板(31)的傾角為60°。
6.如權(quán)利要求1所述的海上油田浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存裝置專用油氣水砂分離器，其特征在于所述防浪板(6)、(7)、(8)、(9)上的孔眼為圓孔。
7.如權(quán)利要求1所述的海上油田浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存裝置專用油氣水砂分離器，其特征在于所述縱橫交接組成格狀防浪板組的防浪板(6)、(7)、(8)、(9)的格壁層數(shù)為1層至4層。
專利摘要一種海上油田浮式生產(chǎn)儲(chǔ)存裝置專用油氣水砂分離器，包括一臥式封閉筒體，在筒體兩端上部各設(shè)置有油氣水砂混合物進(jìn)口，在筒體中部設(shè)有可調(diào)水管，該水管連通進(jìn)入油水的左、右腔室，該腔室中設(shè)有由排滿均布孔眼的防浪板縱橫交接成格狀的防浪板組，相對(duì)兩塊防浪板的孔眼中心線錯(cuò)位，在靠中部的防浪板組上設(shè)有絲網(wǎng)補(bǔ)霧器，在兩端防浪板組的外側(cè)及相鄰兩組防浪板之間各設(shè)置有防浪分離內(nèi)件，每組防浪分離內(nèi)件的構(gòu)造為在筒體內(nèi)腔中央設(shè)置有丁字形支撐架，在該丁字形支撐架的內(nèi)腔中填裝有傾斜設(shè)置的V字形的蛇形板，在各防浪分離內(nèi)件下方分別設(shè)有集沙斗；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能有效地抑制因FPSO的橫、縱向搖擺及升沉運(yùn)動(dòng)對(duì)油氣水砂分離器分離效果的影響，提高了分散相在連續(xù)相中的分離質(zhì)量。
文檔編號(hào)E21B43/34GK2575296SQ02257478
公開(kāi)日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2002年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月26日
發(fā)明者肖榮, 黃松, 孫河生 申請(qǐng)人:北京華油惠博普科技有限公司