趙洪達(dá) 王朝勃(長(zhǎng)慶油田第三采油廠大水坑采油作業(yè)區(qū)，寧夏 吳忠 751506）

立式原油沉降罐脫水效果優(yōu)化分析

趙洪達(dá) 王朝勃(長(zhǎng)慶油田第三采油廠大水坑采油作業(yè)區(qū)，寧夏 吳忠 751506）

為了能夠降低生產(chǎn)成本，保證油田的高效生產(chǎn)，需要控制油田采出液的含水率。本文筆者針對(duì)在油田開采生產(chǎn)的時(shí)候，使用立式原油沉降罐的生產(chǎn)的情況進(jìn)行了解與分析，對(duì)影響立式原油沉降罐脫水效果的原因進(jìn)行分析，僅供大家參考。

立式；原油沉降罐；脫水效果；優(yōu)化分析

目前我國大部分的油田已經(jīng)進(jìn)入后期注水開采期，油田開采原油時(shí)平均的含水率甚至超過80%。這就導(dǎo)致開采的成本不斷的增多，經(jīng)濟(jì)效益減少。需要有效的降低立式沉降罐的脫水效果，需要優(yōu)化與改善沉降罐的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)工藝，從而提高油水分離的效果，降低原油的含水率，增加經(jīng)濟(jì)效益。

1 立式原油沉降罐的基本原理及結(jié)構(gòu)

如圖1所示，立式原油沉降罐是使用靠水洗和重力沉降的作用把油和水進(jìn)行分離的裝置，是聯(lián)合站對(duì)油水進(jìn)行分離的過程中非常重要的一個(gè)部分，為后續(xù)進(jìn)行油水分離的工作奠定基礎(chǔ)，起到非常重要的作用。

1.1 基本工作原理

油水密度不同，利用油水密度差進(jìn)行分離，其中包含兩道工序，一是對(duì)底部的水層進(jìn)行水洗，二是將上部油層中含有的水分進(jìn)行降兩大過程。加入破乳劑，通過進(jìn)液管使其進(jìn)入到進(jìn)液分配管，在進(jìn)液分配管中，采用噴射狀的方式，進(jìn)入沉降罐的底部水層中，水層具有水洗效果。受到油水密度差的影響，剩下顆粒比較小的水滴就會(huì)垂直下降，油滴會(huì)往上升，有效實(shí)現(xiàn)油水分離。

圖1 立式原油沉降管

2 立式原油沉降罐的構(gòu)造

2.1 進(jìn)油管組件與集水管組件的構(gòu)造

如圖2所示，沉降罐的進(jìn)油總管呈T形分布，從進(jìn)口的地方沿著罐直徑的方向進(jìn)入到罐的另一端，圓周長(zhǎng)度的1/4設(shè)定為支管的長(zhǎng)度。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意：

（1）為了保證足夠大的沉降容積，需要盡可能的減少支管與罐壁的距離；

（2）噴油立管距罐底3.5m，設(shè)置8～9根噴油立管，總面積是進(jìn)液總管面積的1.5倍。噴油管的直徑應(yīng)該由中心向兩端慢增加，確保油水混合物的均勻分布；

（3）裝置集水匯管的時(shí)候，在每根管線裝置幾個(gè)喇叭口，直徑比水管大，集水支管總面積比集水匯管大；設(shè)置集水喇叭口底部與罐底距離為1.2m。

2.2 集油槽的構(gòu)造

集油槽自動(dòng)化進(jìn)行收油工作。布置的方式有很多，沉降罐的中間或者環(huán)繞罐壁。相對(duì)于把集油槽布置在沉降罐中間，把集油槽布置在沉降罐的邊緣可以均勻流動(dòng)，不容易造成死水區(qū)，能夠提高油水分離的效率與效果[1]。本院設(shè)計(jì)的立式沉降罐使用的集油槽的管道不夠長(zhǎng)，比較容易產(chǎn)生“死水區(qū)”就會(huì)影響水油混合物的分離效果。增加集油槽管道的長(zhǎng)度，可以在一定程度上增加分離的效果。

2.3 油水界面控制裝置

油水界面控制遵循靜水壓強(qiáng)，能量平衡方程式為Hwρw+ Hoρo=Hwzρw。式中:Hw表示水層厚度（油水界面高度）、Ho表示油層厚度、Hwz表示出水口的高度；ρw表示水密度；ρo表示原油密度。

由上述可知，設(shè)定HWZ之后，油、水層的界面高度Hw幾乎不變。水層高度大于Hw，就難以保持平衡，調(diào)節(jié)水箱內(nèi)的水位漫過內(nèi)調(diào)節(jié)筒上沿溢流到水箱外筒，放水管自動(dòng)放水；水層高度低于Hw，調(diào)節(jié)水箱水位比內(nèi)調(diào)節(jié)筒上沿低，放水管就會(huì)停止放水。

2.4 沉降罐的優(yōu)點(diǎn)

（1）進(jìn)液總管呈T型布置，在設(shè)置的過程中，布置簡(jiǎn)單、要求較低，避免因?yàn)槌两倒薜慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度太低而發(fā)生破裂引發(fā)安全事故；

（2）盡可能的減少出油支管與罐壁的距離進(jìn)行對(duì)稱布置，保證了沉降罐的容積，加長(zhǎng)沉降時(shí)間，能夠有效提高油水分離的效率與效果。

圖2 立式沉降罐的結(jié)構(gòu)

3 影響沉降罐脫水效果的因素

3.1 各組件的標(biāo)準(zhǔn)要求

（1）油水混合物在罐內(nèi)沉降的時(shí)間與效率成反比，沉降罐油水混合物停的時(shí)間越短，說明油水混合物分離速度越快、效率越高。

（2）沉降罐進(jìn)行分離時(shí)候的溫度與效率成反比；溫度越低，就可以降低原有的蒸發(fā)確保油水的分離效率。

（3）原油含水量與效率成反比，原油中的含水率越低說明油水分離的效果就越好。

（4）在分離出去的水分中含有的原油越少就說明油水分離的效果越好。

3.2 破乳劑

要選擇表面活性、凝結(jié)能力較強(qiáng)的破乳劑，同時(shí)考慮最安全、便宜、對(duì)溫度要求較低、不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生成垢腐蝕、不對(duì)人體造成傷害等因素[2]。在設(shè)定的操作溫度下，能夠讓原油達(dá)到脫水效果的破乳劑，使用的量越少就說明效果越好，兼顧經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 溶解氣

油水混合物進(jìn)行分離的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生溶解氣，如果溶解氣比較多，就會(huì)影響水滴的沉降，溶解氣呈上升狀態(tài)，會(huì)把水滴帶入油層中，就會(huì)增加油層中的含水量。

4 結(jié)語

立式沉降罐使用水洗和重力沉降把油水混合物進(jìn)行分離，結(jié)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、工作效率高，在原油開采的過程中得到應(yīng)用與普及，但是在分離的過程中仍然受到各方面的因素影響，從而使油水混合物的分離效率降低，分離效果減弱，需要對(duì)實(shí)際的分離過程進(jìn)行勘查與分析，從各方面進(jìn)行優(yōu)化改善，從而提高立式沉降罐的油水分離效率，確保油水分離的效果。

[1]靳光新,鐘漢昌,賴剛,等.稠油處理站立式沉降罐結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化[J].新疆石油科技,2015(2):51-55.

[2]關(guān)麗,劉德俊,周志強(qiáng).脫水沉降罐經(jīng)濟(jì)保溫層厚度的逆向優(yōu)化計(jì)算[J].遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào),2015,35(2):46-49.