用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器和装置的制作方法

本实用新型涉及油田采出液脱水装置技术领域，是一种用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器和装置。

背景技术：

伴随着原油采油进程的推进，采出液由低含水逐渐向高含水递增且乳化类型复杂存在（w/o）型和（o/w）型、乳液稳定性持续增强，致使地面集输工艺处理温度不断升高、破乳剂药浓度增大、脱水时间延长、热化学沉降脱水罐扩容、管理运行成本增高；甚至某些压裂酸化的采出液、二元复合驱、三元复合驱采出液采用常规脱水方法已经无法处理。

国内外油田采出液处理主要采用大罐热化学沉降脱水工艺和电化学脱水工艺，其中电化学在处理高含水采出液因常常加不上电压而难以实现电破乳，大罐热化学沉降普遍存在脱水温度高、破乳剂加药浓度大、脱水时间长等问题。随着科学技术的进步，现有原油脱水技术有超声波脱水技术、电脉冲脱水技术、微波脱水技术等。不同技术有不同的优缺点及适用条件，要根据现场情况合理使用。针对上述原油脱水技术存在的问题，提出了原油快速脱水技术的研究，利用新材料、新工艺达到含水原油快速脱水的目的，同时相比传统脱水方法达到节能降耗、处理复杂采出液能力的目的。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器和装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有采出液脱水工艺存在脱水时间长的问题。

本实用新型的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器，包括密闭腔体，在密闭腔体内间隔设置有将密闭腔体自右而左分为布液腔室、聚结材料腔室和缓冲腔室的封隔板，在聚结材料腔室内装填有界面材料，在封隔板上分布有孔径小于界面材料粒径的通孔，在布液腔室右侧设置有进液口，在缓冲腔室左侧设置有出液口。

下面是对上述实用新型技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述与聚结材料腔室右侧对应的密闭腔体顶部设置有与聚结材料腔室连通的填料进口，与聚结材料腔室左侧对应的密闭腔体底部设置有与聚结材料腔室连通的填料出口。

上述与布液腔室对应的密闭腔体上设置有压力变送器接口，与缓冲腔室对应的密闭腔体上设置有压力变送器接口。

本实用新型的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种装置，包括至少两台提升泵和至少一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器，一台提升泵的出口连通有第一管线，第一管线的出口侧与每一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器的进液口分别通过第一支管线连通，其余提升泵的出口与远离第一管线出口侧的第一管线通过第二管线连通；每一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器的出液口分别连通有出液管线，在第二管线、出液管线、第一支管线以及第二管线与提升泵出口之间的第一管线上均串接有阀门。

下面是对上述实用新型技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述还包括洗料泵，洗料泵的出口与每一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器的填料进口分别通过清洗进料管线连通，洗料泵的出口与每一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器的填料出口之间均连通有反洗水进水管线，在每一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器的填料进口连通有反洗水出水管线，在每一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器的填料出口连通有清洗出料管线，清洗进料管线、反洗水出水管线、清洗出料管线和反洗水进水管线上均串接有阀门；在布液腔室、密闭腔体对应的压力变送器接口上均固定安装有压力变送器。

上述密闭腔体呈左底右高倾斜状，密闭腔体底端与水平线的夹角为锐角。

上述密闭腔体底端与水平线的夹角角度为20度至25度。

上述还包括撬座，用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器、提升泵、洗料泵均固定安装在撬座上。

上述用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器数量在两台以上，两台以上的用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器以上下排列方式固定安装在撬座上。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，相较于现有脱水工艺，采用本界面快速脱水器对油田采出液处理时，得到的处理液在后续工序压力沉降时，油水能够快速分离，从而加快脱水进程，缩短脱水时间。

附图说明

附图1为本实用新型实施例1的主视局部剖视放大结构示意图。

附图2为本实用新型实施例2的俯视结构示意图。

附图3为本实用新型实施例2的主视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为密闭腔体，2为布液腔室，3为聚结材料腔室，4为缓冲腔室，5为封隔板，6为进液口，7为出液口，8为填料进口，9为填料出口，10为压力变送器接口，11为提升泵，12为第一管线，13为第一支管线，14为第二管线，15为出液管线，16为洗料泵，17为清洗进料管线，18为反洗水进水管线，19为反洗水出水管线，20为清洗出料管线，ɑ为夹角。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

实施例1：如附图1所示，该用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器，包括密闭腔体1，在密闭腔体1内间隔设置有将密闭腔体1自右而左分为布液腔室2、聚结材料腔室3和缓冲腔室4的封隔板5，在聚结材料腔室3内装填有界面材料，在封隔板5上分布有孔径小于界面材料粒径的通孔，在布液腔室2右侧设置有进液口6，在缓冲腔室4左侧设置有出液口7。

聚结材料腔室3内装填的界面材料为申请号为2018107141259、申请日期为2018.06.29、名称为油田采出液脱水用的界面材料及其制备方法和应用的中国专利文献中公开的油田采出液脱水用的界面材料。

所述界面材料表面具有的界面破坏特性，促使采出液流经界面材料表面时，被迫不断改变流速与方向，增加了采出液中水珠与水珠、油珠与水珠的碰撞聚结几率，无数细小水珠被界面材料不断的吸附、润湿、最终聚结成大粒径而快速被分离出来。堆积在聚结材料腔室3内的界面材料进一步增加了采出液中水珠与水珠、油珠与水珠的碰撞聚结几率。

经一段处理后的油田采出液（含水原油）通过进液口6进入布液腔室2，然后穿过封隔板5的通孔进入聚结材料腔室3，通过聚结材料腔室3内的界面材料作用，实现油田采出液中乳化液的破乳、小水珠的聚结，油田采出液（含水原油）经过聚结材料腔室3的聚结和破乳处理后，通过缓冲腔室4的出液口7排出密闭腔体1，将经过本用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器（后续简称为界面快速脱水器）处理后的采出液进入后续工序压力沉降罐中沉降处理后，油水的分离速度显著加快。

由此可知，相较于现有脱水工艺，采用本界面快速脱水器对油田采出液处理时，得到的处理液在后续工序压力沉降时，油水能够快速分离，从而加快脱水进程。

现场试验证明，经过本界面快速脱水器作用后的含水原油进入压力沉降罐进行沉降，根据室内试验、现场中试试验，在压力沉降罐内沉降4min，压力沉降罐的油出口含水＜0.5%（质量百分比），满足外输交油指标。

可根据实际需要，对上述用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，与聚结材料腔室3右侧对应的密闭腔体1顶部设置有与聚结材料腔室3连通的填料进口8，与聚结材料腔室3左侧对应的密闭腔体1底部设置有与聚结材料腔室3连通的填料出口9。

设置的填料进口8、填料出口9不仅用于填料的装填，而且还能作为反洗聚结材料腔室3的进出通道。

如附图1所示，与布液腔室2对应的密闭腔体1上设置有压力变送器接口10，与缓冲腔室4对应的密闭腔体1上设置有压力变送器接口10。

通过在这两处压力变送器接口10安装压力变送器，对进出口压力进行实时监测，本界面快速脱水器运行过程中，进出口压力差有上升趋势时，可通过反冲洗工艺清洗界面材料。

实施例2：如附图2至3所示，该装置包括至少两台提升泵11和至少一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器，一台提升泵11的出口连通有第一管线12，第一管线12的出口侧与每一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器的进液口6分别通过第一支管线13连通，其余提升泵11的出口与远离第一管线12出口侧的第一管线12通过第二管线14连通；每一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器的出液口7分别连通有出液管线15，在第二管线14、出液管线15、第一支管线13以及第二管线14与提升泵11出口之间的第一管线12上均串接有阀门。

通过控制各个界面快速脱水器第一支管线13上的阀门开关，来控制各个界面快速脱水器的工作运行状态，即打开任何一台界面快速脱水器上的第一支管线13上的阀门时，油田采出液可进入该界面快速脱水器进行处理，反之，油田采出液不能进入界面快速脱水器。

经一段处理后的油田采出液通过提升泵11提升至本界面快速脱水器进行破乳和聚结处理，处理完毕得到的处理液，在后续沉降工艺中，更易于油水分离，加快油水分离速度，大幅度缩短原油脱水时间，降低了二段脱水温度，从而降低了油田生产成本，实现了原油密闭处理。

通过界面快速脱水器、提升泵11及配套管网等的配合使用，实现从含水原油快速破乳和快速聚结，使得油水在后续沉降过程中能够更快的分离，具有安全可靠和脱水效果好的特点。

可根据实际需要，对上述装置作进一步优化或/和改进：

如附图2至3所示，还包括洗料泵16，洗料泵16的出口与每一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器的填料进口8分别通过清洗进料管线17连通，洗料泵16的出口与每一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器的填料出口9之间均连通有反洗水进水管线18，在每一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器的填料进口8连通有反洗水出水管线19，在每一台用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器的填料出口9连通有清洗出料管线20，清洗进料管线17、反洗水出水管线19、清洗出料管线20和反洗水进水管线18上均串接有阀门；在布液腔室2、密闭腔体1对应的压力变送器接口10上均固定安装有压力变送器。

通过每一台界面快速脱水器各自进液口6和出液口7处的压力变送器对其进出口压力进行实时监测，经过plc计算后反馈至中央控制室，若进出口压力差超过设定指标则报警提示需要清洗界面材料。运行过程中，进出口压力差有上升趋势时，可通过反冲洗工艺清洗聚结材料腔室3内的界面材料。

任何一台界面快速脱水器的反冲洗工艺与其余界面快速脱水器聚结破乳处理相互独立，互不影响，如下所述：

当某一台界面快速脱水器上的压力变送器反馈信息提示需要清洗界面材料时，进行反洗：关闭该界面快速脱水器连通的第一支管线13和出液管线15上的阀门，停止进液，然后打开反洗水进水管线18和反洗水出水管线19上的阀门，通过洗料泵16向反洗水进水管线18内输入清水，将清水从界面快速脱水器的填料出口9泵入聚结材料腔室3内，对界面材料进行冲洗，冲洗水从填料出口9进入反洗水出水管线19排出，排出的反洗水收集至清洗罐中，当反洗界面材料效果不佳时，关闭反洗水进水管线18和反洗水出水管线19上的阀门，打开清洗进料管线17、清洗出料管线20上的阀门，聚结材料腔室3内的界面材料通过清洗出料管线20排出，并送入清洗罐进行清洗，此时可以通过填料进口8冲入水，将聚结材料腔室3内的界面材料全部冲出，然后在填料出口9处安装孔板，以防止后续装入的界面材料进入所连通管线中，通过清洗罐清洗干净后，再通过洗料泵16经清洗进料管线17装入聚结材料腔室3内，完成清洗作业。

通过反洗和清洗，可以保证界面快速脱水器的使用效果和寿命，提高了油田集中处理站原油处理效率，降低了生产成本和环境污染。

洗料泵16可以使用柔性低剪切颗粒泵，在输送同时进一步清洗界面材料。

根据需要，密闭腔体1呈左底右高倾斜状，密闭腔体1底端与水平线的夹角ɑ为锐角。这样可以便于流体在缓冲腔室4内均匀分布，有利于界面材料干预油田采出液。

根据需要，密闭腔体1底端与水平线的夹角ɑ角度为20度至25度。

在该倾角下，含水原油经过界面快速脱水器处理时，油水分离效果最好，形成的油水流态较为稳定。

根据需要，还包括撬座，用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器、提升泵11、洗料泵16和均固定安装在撬座上。

根据需要，用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器数量在两台以上，两台以上的用于油田采出液二段密闭脱水的界面快速脱水器以上下排列方式固定安装在撬座上。这样可使撬座结构更加紧凑，空间利用率更高。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。