立式原油沉降罐脱水效果优化分析

赵洪达 王朝勃(长庆油田第三采油厂大水坑采油作业区，宁夏 吴忠 751506）

立式原油沉降罐脱水效果优化分析

赵洪达 王朝勃(长庆油田第三采油厂大水坑采油作业区，宁夏 吴忠 751506）

为了能够降低生产成本，保证油田的高效生产，需要控制油田采出液的含水率。本文笔者针对在油田开采生产的时候，使用立式原油沉降罐的生产的情况进行了解与分析，对影响立式原油沉降罐脱水效果的原因进行分析，仅供大家参考。

立式；原油沉降罐；脱水效果；优化分析

目前我国大部分的油田已经进入后期注水开采期，油田开采原油时平均的含水率甚至超过80%。这就导致开采的成本不断的增多，经济效益减少。需要有效的降低立式沉降罐的脱水效果，需要优化与改善沉降罐的设计与结构工艺，从而提高油水分离的效果，降低原油的含水率，增加经济效益。

1 立式原油沉降罐的基本原理及结构

如图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进行分离的装置，是联合站对油水进行分离的过程中非常重要的一个部分，为后续进行油水分离的工作奠定基础，起到非常重要的作用。

1.1 基本工作原理

油水密度不同，利用油水密度差进行分离，其中包含两道工序，一是对底部的水层进行水洗，二是将上部油层中含有的水分进行降两大过程。加入破乳剂，通过进液管使其进入到进液分配管，在进液分配管中，采用喷射状的方式，进入沉降罐的底部水层中，水层具有水洗效果。受到油水密度差的影响，剩下颗粒比较小的水滴就会垂直下降，油滴会往上升，有效实现油水分离。

图1 立式原油沉降管

2 立式原油沉降罐的构造

2.1 进油管组件与集水管组件的构造

如图2所示，沉降罐的进油总管呈T形分布，从进口的地方沿着罐直径的方向进入到罐的另一端，圆周长度的1/4设定为支管的长度。在设计中应该注意：

（1）为了保证足够大的沉降容积，需要尽可能的减少支管与罐壁的距离；

（2）喷油立管距罐底3.5m，设置8～9根喷油立管，总面积是进液总管面积的1.5倍。喷油管的直径应该由中心向两端慢增加，确保油水混合物的均匀分布；

（3）装置集水汇管的时候，在每根管线装置几个喇叭口，直径比水管大，集水支管总面积比集水汇管大；设置集水喇叭口底部与罐底距离为1.2m。

2.2 集油槽的构造

集油槽自动化进行收油工作。布置的方式有很多，沉降罐的中间或者环绕罐壁。相对于把集油槽布置在沉降罐中间，把集油槽布置在沉降罐的边缘可以均匀流动，不容易造成死水区，能够提高油水分离的效率与效果[1]。本院设计的立式沉降罐使用的集油槽的管道不够长，比较容易产生“死水区”就会影响水油混合物的分离效果。增加集油槽管道的长度，可以在一定程度上增加分离的效果。

2.3 油水界面控制装置

油水界面控制遵循静水压强，能量平衡方程式为Hwρw+ Hoρo=Hwzρw。式中:Hw表示水层厚度（油水界面高度）、Ho表示油层厚度、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，设定HWZ之后，油、水层的界面高度Hw几乎不变。水层高度大于Hw，就难以保持平衡，调节水箱内的水位漫过内调节筒上沿溢流到水箱外筒，放水管自动放水；水层高度低于Hw，调节水箱水位比内调节筒上沿低，放水管就会停止放水。

2.4 沉降罐的优点

（1）进液总管呈T型布置，在设置的过程中，布置简单、要求较低，避免因为沉降罐的结构强度太低而发生破裂引发安全事故；

（2）尽可能的减少出油支管与罐壁的距离进行对称布置，保证了沉降罐的容积，加长沉降时间，能够有效提高油水分离的效率与效果。

图2 立式沉降罐的结构

3 影响沉降罐脱水效果的因素

3.1 各组件的标准要求

（1）油水混合物在罐内沉降的时间与效率成反比，沉降罐油水混合物停的时间越短，说明油水混合物分离速度越快、效率越高。

（2）沉降罐进行分离时候的温度与效率成反比；温度越低，就可以降低原有的蒸发确保油水的分离效率。

（3）原油含水量与效率成反比，原油中的含水率越低说明油水分离的效果就越好。

（4）在分离出去的水分中含有的原油越少就说明油水分离的效果越好。

3.2 破乳剂

要选择表面活性、凝结能力较强的破乳剂，同时考虑最安全、便宜、对温度要求较低、不会对设备产生成垢腐蚀、不对人体造成伤害等因素[2]。在设定的操作温度下，能够让原油达到脱水效果的破乳剂，使用的量越少就说明效果越好，兼顾经济效益。

3.3 溶解气

油水混合物进行分离的时候，会产生溶解气，如果溶解气比较多，就会影响水滴的沉降，溶解气呈上升状态，会把水滴带入油层中，就会增加油层中的含水量。

4 结语

立式沉降罐使用水洗和重力沉降把油水混合物进行分离，结构操作简单、工作效率高，在原油开采的过程中得到应用与普及，但是在分离的过程中仍然受到各方面的因素影响，从而使油水混合物的分离效率降低，分离效果减弱，需要对实际的分离过程进行勘查与分析，从各方面进行优化改善，从而提高立式沉降罐的油水分离效率，确保油水分离的效果。

[1]靳光新,钟汉昌,赖刚,等.稠油处理站立式沉降罐结构分析与优化[J].新疆石油科技,2015(2):51-55.

[2]关丽,刘德俊,周志强.脱水沉降罐经济保温层厚度的逆向优化计算[J].辽宁石油化工大学学报,2015,35(2):46-49.