复合式油气水分离器研究  

A study on the combined separator for oil/water/gas mixtures

作　　者：郑之初[1] 吴应湘[1] 李清平 张军[1] 郭军[1] 唐驰[1] 周永[1] 龚道童[1] 

机构地区：[1]中国科学院力学研究所,北京100080 [2]中海石油研究中心,北京100027

出　　处：《中国造船》2005年第B11期543-549,共7页Shipbuilding of China

基　　金：中科院与中国海洋石油总公司科技合作项目;中科院“十五”重大项目（KJCX2-SW-L03）.

摘　　要：油气水的高效分离是陆上和海上油田在油气生产、输送、存储中关注的问题，复合式分离方法是近期的发展方向。“十五”期间中国海洋石油总公司与中国科学院重大科技合作项目中列入了该研究课题。本文回顾了自2001年开始的五年来中国科学院力学研究所在新型复合式分离嚣研制方面开展的研究工作以及取得的进展。首先通过文献总结、专利调研和国内现场考察，提出了集重力、离心、膨胀于一体的复合式分离方法，采用以实验为主，结合数值模拟计算的研究路线．2003年力学所建成了模拟油气水分离的实验装置。2004年对离心和重力膨胀的关键部件——螺旋管、梯型管等进行了不同粘度、不同流速、不同油水配比条件下的油水分离实验．得到了螺旋管回转半径、开孔数量、孔径、方向，T型管垂直管的高度、数量、管径等对分离效果的影响。配合直管和螺旋管的数值模拟，得到了上述重要分离部件的设计准则，然后按工业使用分离嚣处理量的1／10缩尺比例，2005年设计制造了高效的复合式油水分离嚣。3月底，长4．5m、宽2．2m．高2．5m，全部由不锈钢制成的样机在力学所安装完毕。在粘度1－1500Mpa s，油水混合液流速变化范围为0．2～1．5m／s，油水配比为10％－90％范围内进行了分离嚣的实验室样机试验，达到了分离后油中含水率小于l％的当代国际先进水平。目前将设计全尺寸的复合式分离器，用于陆上油田工业现场试验以考核它的最终指标。The high-efficiency separation of Oil-gas-water mixtures is still a significant problem in the procesSes of oil-gas production, transportation and storage in onshore and offshore oil fields. A combined separator is developed in the Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences. This paper describes the achievements obtained since 2001 in utilizing the principles of gravity, expansion and centrifugation to work out the novel structure of separator and the related researches on oil-water separation experiments under conditions of different viscosities, velocities and oil-water ratios for the key components of centrifugation, gravity and expansion - helical pipes, T-shaped pipes, etc.. The influence of gyration radius of helical pipes, the number and diameter of apertures on the helical pipe, the height, amount and diameter of the T-shaped pipes on separating efficiency is gained under the conditions of viscosity： 1-1500mPas, oil-water mixture velocity： 0.2-1.5 m/s, oil-water ratio： 10%-90%. A new combined high-efficiency oil-gas-water separator prototype is designed and fabricated in 1/10 scale. The prototype with a size of 4.5 × 2.2 × 2.5 meters and stainless steel material is installed in the Institute of Mechanics. The full-scale combined separator is under design for the test of final performance at an onshore oil field.

关 键 词：油气水 三相分离 复合式分离器 

分 类 号：TE931.1[石油与天然气工程—石油机械设备] TD462.2[矿业工程—矿山机电]