旋流器用于油田生產水處理的研究

   隨著油田的開發進入中后期，油田產出液中生產水所占的比例越來越大，在油田地面工程 中油水分離已成為一個不可缺少的環節,油水分離設備是除泵以外應用很多、很基本、 的工藝裝備之一。當前的矛盾是油田地面工程不能與之相適應,迫切需要解決大量采出液的髙效處理的新方法、新技術。

  幾十年來,外對油水分離設備進行了深入廣泛的研究。80年代開始，以油水分離水力旋淹器為代表的離心式油水分離系統在油田污水處理方面的成功應用，標志著油田地面分 離技術進入了一個重大發展時期。它具有分離效率高、處理量大、重量輕、占地面積小、無運動 部件、運行可靠、結構布置靈活、處理調節方梗和對運動不敏感等特點。隨著液-液旋流分離器結構的不斷改進,旋流管的多管串聯和并聯的模數化組合設計,使其處理能力和適應能力進一步增強，因而其使用范圍不斷擴大。除常用于含油污水處理外,還可用于采出液預分離和原油脫水。液-液旋流分離技術在生產中的應用，為油田采出液處理提供了新的技術裝備,極大地緩解了采出液含水量不斷增加與原有生產處理系統能力有限的矛盾。目前，液-液旋流分 離技術在世界各地油田,特別是海上油田的新的生產處理系統設計和舊的生產處理系統改造中已成為重要的選擇對象。

  脫油旋流器的分離原理是基于離心沉降原理，這比傳統的分離設備利用重力進行分離效率要髙。其工作過程是處理液沿切向進入旋流器，建立了高速渦旋流，產生很大的離心加速度，受離心力作用，密度較大相（水）向邊壁運動，通過下游底流出口排出旋流器體， 而密度較小相（油）向軸中心遷移，通過上游溢流出口排出旋流器體。

  隨著分流比的增加，分離效率也隨之增加^分流比再加大，分離效率呈平穩狀態并保持在較低的分流比時得到較高的分離效率是旋流器優于傳統分離設備的優點之一。在傳統的設備上，從底流口流出的液體還需要進一步的處理，而旋流器底流的出口可以很容易的分離成油和水，這一點更為重要。傳統分離設備上分離出的水流由于含有大量的化學物質，很 容易形成乳化液，很難進行進一步的處理。

  流量是影響旋流器分離特性的另一個重要參數。通過現場實驗得出：隨著流量的增 加，分離效率也隨之增加，當流量超過范圍時，分離效率不苒增加，流量的更進一步增 加則會導致效率的急劇下降。產生這種現象的原因如下：

  ①高速流動時，油品的剪切力增大使油滴變小，不易分離。

  ②隨著流速的加大，油芯部分的壓力接近大氣壓這就降低了驅動溢流口油品流出的驅動力，從而使分流比減小以致很終不能產生分離。

  為了得到所需的穩定的操作特性有必要確定一個流量范圍。根據效率轉折點的位置可以 確定很大和很小流量從而得到所需要的操作特性。

  由于分流比是影響效率的一個重要因素，所以在旋流器的安裝中，我們可以在溢流管線 上安裝流量控制閥以便得到所需要的分流比。

  因此，理論上的溢流口壓力可以根據現場測得的恒定的壓力進行計算，理論壓力與 分流比成比例，可以成為控制回路中的一個參考點。測得的溢流口壓力經過壓力控制閥進行調節，直到理論壓力與實測壓力的值相等為止。這一點可用來對溢流口流量實施控制。

  由于旋流器具有分離效率高、處理量大、重量輕、占地面積小、無運動部件、運行可 靠、結構布置靈活、處理調節方便和對運動不敏感等特點，它不僅能夠處理增長的產液量， 同時還改善了環境保護，其優良的操作特性使其成為理想的傳統分離設備替代產品。

  石油工業正致力于滿足更為嚴格的環保標準和不斷改善經濟效益，因此，旋流器將是經 濟的解決方法。它將在油田的含油污水處理上，特別在空間及重量受限的海上平臺及對 運動比較敏感的浮式平臺上實現一場革命。