井下油水分离装置现状与展望

油田进入开发中后期,采出液含水率急剧上升,如何降低含水率并提高采收率是开发后期需要解决的首要问题。井下油水分离技术利用水力旋流技术、重力分离技术或其他油水分离工艺实现在井下对采出液进行预分离,从而采出较低含水率的油水混合液,此项技术对于高含水油田具有很大应用前景。通过对井下油水分离装置的研究现状进行简要分析与总结,并指出目前井下油水分离装置存在的问题与挑战,同时做出展望,为其发展提供一定的参考。

水力旋流器提纯含滑石低品位菱镁矿实验研究

通过光薄片鉴定、XRD和化学分析等方法,对某低品位菱镁矿进行了矿石性质分析研究,确定了该矿石属于含有滑石和绿泥石的高硅高钙型低品位菱镁矿。针对该菱镁矿的性质,采用旋流器预先富集提纯。通过试验确定了旋流器底流口直径、矿浆浓度和给矿压力。在该工艺参数条件下进行试验,对得到的旋流器底流和溢流产品进行分析,底流产率为68.72%,MgO回收率为78.05%,MgO含量为41.33%,较原矿MgO含量提高了4.94%;溢流中滑石和绿泥石得到富集。为后续制备高品质菱镁矿和滑石、绿泥石提供实验依据。

旋流防阻机可行性试验

为解决污水源热泵中污水换热器堵塞、延缓和减轻结垢，提出旋流防阻机，通过连续底流和溢流回流带走分离污杂物，创造污杂物暂离、净水取热环境。搭建了可行性试验台，进行了针对砂水、高浓度生活污水、低浓度生活污水的可行性试验结果表明，旋流防阻机可实现污杂物的有效分离，在维持低分流比的前提下，砂水分离效率接近100％，高浓度生活污水分离效率在93％-97％之间，低浓度生活污水分离效率在57％～72％之间分离效率与污杂物的密度戊正比，而与入口压力基本无关，且总能量损失为10~20kPa。

石灰乳制备过程中的石灰渣分离方法及设备

为了避免在石灰乳的制备过程中石灰乳液夹带的不溶性杂质对整个系统危害,通过对石灰乳制备工艺的分析以及石灰渣分离装置的比较,得出利用旋流除渣器对石灰渣进行分离是比较适用的方法。旋流除渣器在中国石化巴陵石化公司8000 t/a环氧丙烷装置的应用结果表明,旋流除渣器的平均分离效率大于80%,石灰渣的平均脱除率达到了81.35%,皂化塔清洗周期延长到40～50天,实现了整套装置长周期稳定运转,降低了设备损坏率,减少了环境污染。

提高聚驱井水力旋流器适用性的机械降黏装置的研制与评价

为提高水力旋流器含聚适用性,设计出一种机械降黏装置,利用该装置能使聚合物分子链断裂,减小处理液的黏度,从而减小黏度对水力旋流器分离性能的影响。通过对不同工况条件下的降黏效果分析得出,降黏装置对聚合物溶液降黏效果明显。为验证在不同聚合物浓度条件下,水力旋流器串联降黏装置前后分离性能,开展了室内实验研究。实验结果表明,不同含水率、处理量条件下,水力旋流器串联降黏装置后,质量浓度在300 mg/L以内的聚合物溶液经水力旋流器分离后,油水分离效率均能达到99%以上;在部分工况质量浓度为400 mg/L的聚合物溶液条件下也达到了99%。可见,水力旋流器前端串入机械降黏装置能够拓宽其含聚适用性。

聚结耦合水力旋流组合设备的研制

水力旋流器的除油效果不仅与旋流管的结构尺寸有关,还与其预处理和提升泵的类型有关。针对传统水力旋流器除油效率低和运行不稳定的问题,研制了聚结耦合水力旋流组合设备。该设备利用螺杆泵增压,通过聚结器强化除油效果,经水力旋流器实现油水的分离。试验结果表明:当差压比为1.700时,在设备进口含油波动较大的条件下,出口含油质量浓度稳定在15mg/L左右,平均去除率达95%以上。聚结耦合水力旋流组合设备不仅除油效率高,而且运行性能稳定,在油田现场具有较好的应用前景。

固体轻分散相旋流分离的研究

通过试验研究了固体轻分散相和液体介质旋流分离的操作性能和分离性能,结果表明:固体轻分散分离用旋流器的压力降随入口流量增加而变大;溢流分率随压降比的增大而增大;分离效率随底流管长度的增加基本不变;分离效率随入口流量的增加而增大,并趋近某个<100%的值;分离效率随着分流比的变大先变大,到达一个最大值之后又变小。

降粘聚结一体化装置的优化设计及可行性分析

结合“降粘聚结一体”理念,设计一种降粘聚结一体化装置与旋流器串联使用。结果表明:经降粘聚结一体化装置处理后,含聚介质的平均粘度由13.11 mPa·s降低至4.19 mPa·s,平均油滴粒径由0.01 mm增大至0.37 mm。旋流器串联降粘聚结一体化装置后,分离效率明显升高。

利用充气旋流器净化含油污水的研究

充气旋流器是利用离心惯性力强化浮选效果的新型设备。利用φ５５ｍｍ充气旋流器研究了该设备的结构参数、工艺参数及试料性质对净化含油污水效果的影响。查明了充气旋流器和常规水力旋流器的根本差别。试验的最佳结果为：给水含油７５ｍｇ／Ｌ，选别后出水含油２０．６ｍｇ／Ｌ，除油率达７４．６％，油回收粒度下限为５μｍ。研究中还发现，疏水物质滑石粉对充气旋流器的除油效果有很大的改善作用。由于充气旋流器有很高的处理能力，因而在处理含油污水方面有良好的应用前景。