原油乳状液处理.ppt

第五章第五章乳状液处理乳状液处理l l 乳状液处理一般是一个用于原油脱水使其达到商品指标乳状液处理一般是一个用于原油脱水使其达到商品指标的术语你的第一印象似乎是，矿场脱水不如炼厂脱水经的术语你的第一印象似乎是，矿场脱水不如炼厂脱水经济，其实不然；不论原油集输系统输送的是油还是水，它济，其实不然；不论原油集输系统输送的是油还是水，它的费用是相同的，但输送水是没有意义的此外，在采油的费用是相同的，但输送水是没有意义的此外，在采油过程中，水作为一种保持压力的介质却是起作用的，同时，过程中，水作为一种保持压力的介质却是起作用的，同时，原油中所含的水是含盐水，会对输送设备产生腐蚀作用和原油中所含的水是含盐水，会对输送设备产生腐蚀作用和不良影响正如我们所看到的，反复处理含水原油通常会不良影响正如我们所看到的，反复处理含水原油通常会加剧乳化作用，进而增加成本，更不用说还降低了输送能加剧乳化作用，进而增加成本，更不用说还降低了输送能力l l 第一节第一节第一节第一节 乳状液的形成乳状液的形成乳状液的形成乳状液的形成l l 乳状液是原油和水的混合物，几乎总是极细小的水滴分散或混乳状液是原油和水的混合物，几乎总是极细小的水滴分散或混合于原油之中，分散于乳状液中的水滴数量通常少于合于原油之中，分散于乳状液中的水滴数量通常少于1010％。

其它％其它常见乳状液的例子，还有牛奶、剃须霜、雾和蛋黄酱偶尔，也常见乳状液的例子，还有牛奶、剃须霜、雾和蛋黄酱偶尔，也会出现油滴分散于水中的乳状液，这种乳状液被称作水包油乳状会出现油滴分散于水中的乳状液，这种乳状液被称作水包油乳状液l l 乳状液正常情况下在地下生产层里是不存在的，但是在油气开乳状液正常情况下在地下生产层里是不存在的，但是在油气开采和生产过程中原油和水被剧烈地搅拌，就会形成乳状液当原采和生产过程中原油和水被剧烈地搅拌，就会形成乳状液当原油和水从油藏通过套管内的射孔进入油管，所产生的高压差使得油和水从油藏通过套管内的射孔进入油管，所产生的高压差使得采出原油和水剧烈地混合，这样便形成了乳状液在原油自油管采出原油和水剧烈地混合，这样便形成了乳状液在原油自油管提升的过程中，还会发生更多的混合和搅拌作用当液流沿油管提升的过程中，还会发生更多的混合和搅拌作用当液流沿油管提升，压力下降，原油中的溶解气随之析出，就更加强化了这种提升，压力下降，原油中的溶解气随之析出，就更加强化了这种作用原油到达地面后，当流体通过油嘴时，便产生了更加强烈作用原油到达地面后，当流体通过油嘴时，便产生了更加强烈的分散作用。

在抽油机井或气举井采油生产中，强烈的混合作用的分散作用在抽油机井或气举井采油生产中，强烈的混合作用更为显著更为显著l l 在外观上，乳状液既不同于原油，也不同于水例如，墨绿色在外观上，乳状液既不同于原油，也不同于水例如，墨绿色的纯原油乳化后通常呈现出土褐色一般来说，乳状液的粘度要的纯原油乳化后通常呈现出土褐色一般来说，乳状液的粘度要大于原油或水换句话说，乳状液更稠且不会象原油或水那样易大于原油或水换句话说，乳状液更稠且不会象原油或水那样易于流动，它可能会呈现出一种蓬松的外观和触感，这是由于气泡于流动，它可能会呈现出一种蓬松的外观和触感，这是由于气泡圈闭于乳状液中造成的圈闭于乳状液中造成的图图1-5-11-5-1 油包水型乳状液油包水型乳状液l l l l 这些水滴都是含盐水这些水滴都是含盐水( (如果你接触的是新鲜水乳状液，如果你接触的是新鲜水乳状液，那就完全是另外一回事了那就完全是另外一回事了) )这里我们所探讨的是原油这里我们所探讨的是原油生产中的常见情况生产中的常见情况——含盐水乳状液我们已经讨论过含盐水乳状液我们已经讨论过含水原油在生产过程中的搅拌是形成乳状液的根本原含水原油在生产过程中的搅拌是形成乳状液的根本原因。

这可能也是在油藏条件下不会形成乳状液的原因这可能也是在油藏条件下不会形成乳状液的原因原油的生成是一个历经几百万年的缓慢过程在这个原油的生成是一个历经几百万年的缓慢过程在这个过程中，没有任何搅拌等剧烈情况发生，从而也就没过程中，没有任何搅拌等剧烈情况发生，从而也就没有乳状液的生成有乳状液的生成l l 并非所有油水混合物中的含盐水都被乳化，未被乳并非所有油水混合物中的含盐水都被乳化，未被乳化的水称之为游离水游离水极易从原油中沉降出来，化的水称之为游离水游离水极易从原油中沉降出来，事实上，如果我们将采出液置于一个容器中，过一段事实上，如果我们将采出液置于一个容器中，过一段时间，将分为明显的三层底层是游离水，中间层是时间，将分为明显的三层底层是游离水，中间层是乳状液层，顶层是纯原油层乳状液层作为一种乳化乳状液层，顶层是纯原油层乳状液层作为一种乳化体系通常会长时间地存在由极其细小的液滴构成的体系通常会长时间地存在由极其细小的液滴构成的乳状液，如果他们表现出不能分离成油和水，这种乳乳状液，如果他们表现出不能分离成油和水，这种乳状液则被认为是牢固的或稳定的乳状液如果乳状液状液则被认为是牢固的或稳定的乳状液。

如果乳状液表现出具有分离的倾向，则这种乳状液被认为是松散表现出具有分离的倾向，则这种乳状液被认为是松散的或不稳定的乳状液的或不稳定的乳状液l l 第二节第二节 处理方法处理方法l l 破坏乳状液的方法有很多，任何能够削弱包裹水滴的油膜强破坏乳状液的方法有很多，任何能够削弱包裹水滴的油膜强度的方法都可破坏乳化体系某些化学药剂能够削弱油膜强度，度的方法都可破坏乳化体系某些化学药剂能够削弱油膜强度，加热也能削弱油膜强度破坏乳化体系常用的一个术语就是加热也能削弱油膜强度破坏乳化体系常用的一个术语就是“ “破破乳乳” ”，我们通过削弱油膜强度来进行破乳，从而使小水滴聚结成，我们通过削弱油膜强度来进行破乳，从而使小水滴聚结成大水滴，因为水比油重，进而沉降下来大水滴，因为水比油重，进而沉降下来l l一、一、 确定处理工艺的步骤确定处理工艺的步骤l l处理工艺最基本的要素是：加药、加热和沉降时间；最理想的处理工艺最基本的要素是：加药、加热和沉降时间；最理想的处理系统是：操作费用处理系统是：操作费用( (化学药剂费用加上加热炉的燃料费用化学药剂费用加上加热炉的燃料费用) )最低，处理设备的投资最少。

最低，处理设备的投资最少l l 在处理过程中，当乳状液中加入药剂，并进行加热后，完成在处理过程中，当乳状液中加入药剂，并进行加热后，完成最终的沉降分离，最大的制约因素则是设备增加药剂用量或最终的沉降分离，最大的制约因素则是设备增加药剂用量或提高加热温度都可以减小沉降设备的尺寸但是，提高加药量提高加热温度都可以减小沉降设备的尺寸但是，提高加药量和升高温度，操作费用也会增加和升高温度，操作费用也会增加l l 确定所加药剂的种类和数量、加热乳状液所必须达到的温度、确定所加药剂的种类和数量、加热乳状液所必须达到的温度、以及沉降设备的规格等是一个不断摸索的过程这项工作通常以及沉降设备的规格等是一个不断摸索的过程这项工作通常由一个代表药剂制造商的技术人员来完成该技术人员具有处由一个代表药剂制造商的技术人员来完成该技术人员具有处理过几百个不同类型乳状液的经验，并且拥有对多数乳状液破理过几百个不同类型乳状液的经验，并且拥有对多数乳状液破乳所需合适药剂和加热程度进行判定的设备和技能该技术人乳所需合适药剂和加热程度进行判定的设备和技能该技术人员将进行大量试验，以确定如下因素：员将进行大量试验，以确定如下因素：l l (1) (1) 所加药剂的种类；所加药剂的种类；l l (2) (2) 药剂用量，即药剂用量，即ml/mml/m3 3。

原油品脱原油品脱/ /百桶原油；百桶原油；l l (3) (3) 加热原油应该达到的温度：加热原油应该达到的温度：l l一些乳状液能通过加药和适当的沉降时间来实现破乳；另一些乳状液能通过加药和适当的沉降时间来实现破乳；另一些乳状液则可以通过加热，就可以使水滴沉降出来，从一些乳状液则可以通过加热，就可以使水滴沉降出来，从而实现破乳更为稳定的乳状液则需要通过加药、加热以而实现破乳更为稳定的乳状液则需要通过加药、加热以及适当的沉降时间，才能完成破乳选择适当的处理工艺及适当的沉降时间，才能完成破乳选择适当的处理工艺要以操作成本为依据要以操作成本为依据l l常规来讲，我们宁愿不加热乳状液，或将加热温度降至最常规来讲，我们宁愿不加热乳状液，或将加热温度降至最低有以下因素制约了乳状液的加热：低有以下因素制约了乳状液的加热：l l(1) (1) 加热设备昂贵；加热设备昂贵；l l(2) (2) 加热炉消耗宝贵的燃料气；加热炉消耗宝贵的燃料气；l l(3) (3) 原油中一些轻烃随着加热被汽化，因而在加热结束时，原油中一些轻烃随着加热被汽化，因而在加热结束时，我们得到的原油量减少；我们得到的原油量减少；l l(4) (4) 加热炉通常操作要求较高；加热炉通常操作要求较高；l l(5) (5) 燃气加热炉若操作、维护不当是很危险的。

燃气加热炉若操作、维护不当是很危险的l l归纳一下在这个过程当中我们都进行了哪些步骤乳状液归纳一下在这个过程当中我们都进行了哪些步骤乳状液处理步骤如下：处理步骤如下：l l(1) (1) 在井口分离器中脱除一次气体在井口分离器中脱除一次气体l l(2) (2) 脱除从井口分离器出来的液相中的游离水脱除从井口分离器出来的液相中的游离水l l(3) (3) 加药l l(4) (4) 如有必要，加热乳状液如有必要，加热乳状液l l(5) (5) 脱除处理过程中产生的二次气体脱除处理过程中产生的二次气体l l(6) (6) 沉降脱水沉降脱水l l 乳状液处理步骤乳状液处理步骤乳状液处理步骤乳状液处理步骤 乳状液处理步骤 l l二、游离水脱除二、游离水脱除l l游离水是与原油一起采出而未被乳化的水通常游离水在静置游离水是与原油一起采出而未被乳化的水通常游离水在静置一定时间后，便会从乳状液中沉降出来尽可能脱净游离水有一定时间后，便会从乳状液中沉降出来尽可能脱净游离水有以下好处：以下好处：l l(1) (1) 游离水的存在会增加管道和设备的负荷，有可能会达到整游离水的存在会增加管道和设备的负荷，有可能会达到整个生产负荷的个生产负荷的5050％或％或6060％。

％l l(2) (2) 游离水的存在会造成严重腐蚀通常乳状液本身不具有腐游离水的存在会造成严重腐蚀通常乳状液本身不具有腐蚀性，因为水分散于油中，这样，与钢制设备直接接触的只有蚀性，因为水分散于油中，这样，与钢制设备直接接触的只有油换句话说，油是连续相换句话说，油是连续相l l(3) (3) 当破乳需要加热乳状液时，加热水所耗费的热能是油的两当破乳需要加热乳状液时，加热水所耗费的热能是油的两倍l l但是游离水确实有其优点，当井流物通过油管上升被开采出来但是游离水确实有其优点，当井流物通过油管上升被开采出来时，原油、气体和水具有相同的初始温度，即油藏温度，通常时，原油、气体和水具有相同的初始温度，即油藏温度，通常油藏越深，温度越高由于水在加热时能耗是油的两倍，从而油藏越深，温度越高由于水在加热时能耗是油的两倍，从而单位重量的水具有两倍于油的热量这样，在沿油管到达地面单位重量的水具有两倍于油的热量这样，在沿油管到达地面的过程中，水会携带更多的油藏热量，因而最终会有助于破乳的过程中，水会携带更多的油藏热量，因而最终会有助于破乳 (你触摸一下井口管道，很容易感觉出来，有含盐水采出的油你触摸一下井口管道，很容易感觉出来，有含盐水采出的油井会比只生产原油或生产原油和天然气的井温度高。

井会比只生产原油或生产原油和天然气的井温度高) )l l三、三、 二次气体分离二次气体分离l l当油藏中同时有原油和天然气时，原油已经被天然气所饱和当油藏中同时有原油和天然气时，原油已经被天然气所饱和天然气主要由甲烷和少量略重的烃类组成甲烷在正常状况天然气主要由甲烷和少量略重的烃类组成甲烷在正常状况下以气态存在，只有在高压和极低温度下才会液化甲烷下以气态存在，只有在高压和极低温度下才会液化甲烷( (或或天然气天然气) )在油藏压力和温度条件下已经溶于原油中，降低压力在油藏压力和温度条件下已经溶于原油中，降低压力或升高温度都会使部分溶解气体析出或升高温度都会使部分溶解气体析出l l当我们试图使水静置沉降与原油分离时，溶解气的析出可能当我们试图使水静置沉降与原油分离时，溶解气的析出可能会引起一些扰动，这恰恰是我们所不希望的例如，当装有会引起一些扰动，这恰恰是我们所不希望的例如，当装有苏打水的瓶子盖被开启时，压力降低，溶解于苏打水的二氧苏打水的瓶子盖被开启时，压力降低，溶解于苏打水的二氧化碳气体会立即析出，有时还会很剧烈化碳气体会立即析出，有时还会很剧烈l l一次气体分离发生在井口分离器中，但该分离器的操作压力一次气体分离发生在井口分离器中，但该分离器的操作压力要高于处理系统，必须用高压是为了使原油和水能进入脱水要高于处理系统，必须用高压是为了使原油和水能进入脱水器。

所以，当压力下降时会有更多的气体从原油中析出，这器所以，当压力下降时会有更多的气体从原油中析出，这个过程发生在脱水器中，但此时它对处理过程所产生的影响个过程发生在脱水器中，但此时它对处理过程所产生的影响最小，这是脱水器的设计应能保证的，这种额外的气体析出最小，这是脱水器的设计应能保证的，这种额外的气体析出叫做二次气体分离，从三相分离器中出来的气体即为二次气叫做二次气体分离，从三相分离器中出来的气体即为二次气体l l四、加药四、加药l l破乳的三个基本过程：破乳的三个基本过程：(1)(1)加药，加药，(2)(2)加热，加热，(3)(3)沉降时间沉降时间在这三大要素中，沉降时间并不是可有可无的有时采用加在这三大要素中，沉降时间并不是可有可无的有时采用加药和沉降时间，有时采用加热和沉降时间，但通常是三者协药和沉降时间，有时采用加热和沉降时间，但通常是三者协同作用所用的药剂是专门的破乳剂其中有些是由专业油同作用所用的药剂是专门的破乳剂其中有些是由专业油田化学药剂生产商生产出来专供油田使用的选择合适的药田化学药剂生产商生产出来专供油田使用的选择合适的药剂与其说是一门科学，倒不如说是一门艺术，这项工作是由剂与其说是一门科学，倒不如说是一门艺术，这项工作是由专门训练出来的技术人员来完成的。

专门训练出来的技术人员来完成的l l破乳剂通过加药泵加入乳状液中，它是一种非常小巧的泵，破乳剂通过加药泵加入乳状液中，它是一种非常小巧的泵，可以用来自油一气分离器的天然气压力来驱动，或者由可以可以用来自油一气分离器的天然气压力来驱动，或者由可以得到的电源驱动加药泵应该能够将少量的破乳剂加入到输得到的电源驱动加药泵应该能够将少量的破乳剂加入到输送乳状液的带压管道中，确认这一点是非常重要的送乳状液的带压管道中，确认这一点是非常重要的l l尽管破乳剂的用量少，但它很昂贵，除非它能与乳状液彻底尽管破乳剂的用量少，但它很昂贵，除非它能与乳状液彻底混合均匀，否则它不会带来很大益处由于这个原因，通常混合均匀，否则它不会带来很大益处由于这个原因，通常有效的做法是用一种比破乳剂本身便宜的溶剂来稀释破乳剂，有效的做法是用一种比破乳剂本身便宜的溶剂来稀释破乳剂，获得更多的破乳剂溶液，然后将它们加入到乳状液中去如获得更多的破乳剂溶液，然后将它们加入到乳状液中去如有可能，破乳剂应该在井口油一气分离器的上游加入，这样，有可能，破乳剂应该在井口油一气分离器的上游加入，这样，在油气分离器中才能发挥药剂的混合作用在油气分离器中才能发挥药剂的混合作用。

l l五、加热五、加热l l我们已经探讨过加热对乳状液的影响：我们已经探讨过加热对乳状液的影响：(1)(1)削弱包裹水滴削弱包裹水滴的油膜强度；的油膜强度；(2)(2)影响油水采出液的相对密度；影响油水采出液的相对密度；(3)(3)影响原影响原油粘度油粘度( (粘稠或稀薄粘稠或稀薄) )基于上述原因基于上述原因( (有些原因已在前文有些原因已在前文提到过提到过) )，加热应该适度进行事实上，所有的乳状液处，加热应该适度进行事实上，所有的乳状液处理环节都应该是适度的适当地升温，不要太高；适宜的理环节都应该是适度的适当地升温，不要太高；适宜的剂量，不要太多；以最少的时间完成沉降；以最少量的设剂量，不要太多；以最少的时间完成沉降；以最少量的设备和最小的设备尺寸来胜任这一工作备和最小的设备尺寸来胜任这一工作l l乳状液处理加热所用燃料通常为天然气如果不能生产出乳状液处理加热所用燃料通常为天然气如果不能生产出足够的天然气，也可以使用商业燃料也有用原油自身作足够的天然气，也可以使用商业燃料也有用原油自身作燃料的，但从操作和经济的角度考虑这种做法通常是不可燃料的，但从操作和经济的角度考虑这种做法通常是不可取的，可能的最充足的热源是油田动力设施的余热。

取的，可能的最充足的热源是油田动力设施的余热l l六、热气体分离六、热气体分离l l如我们所见，原油是各种不同烃类的混合物这些烃类物质具有如我们所见，原油是各种不同烃类的混合物这些烃类物质具有不同的特性，并随着重度增加，其沸点相应增高在过高温度下不同的特性，并随着重度增加，其沸点相应增高在过高温度下进行处理，不仅会导致原油重度增加，还会导致体积损耗因为进行处理，不仅会导致原油重度增加，还会导致体积损耗因为在许多情况下处理过程必须进行加热，随之而来的便是，加热导在许多情况下处理过程必须进行加热，随之而来的便是，加热导致了一些轻组分损失如果我们让乳状液在加热之后静置沉降，致了一些轻组分损失如果我们让乳状液在加热之后静置沉降，使水脱出，我们就会发现，轻组分会从溶液中析出，并上升至溶使水脱出，我们就会发现，轻组分会从溶液中析出，并上升至溶液顶部，与此同时，水向溶液底部沉降气泡的冒出会搅动溶液，液顶部，与此同时，水向溶液底部沉降气泡的冒出会搅动溶液，并使水难以沉降下来并使水难以沉降下来l l所以，在处理系统中，先通过加热使气体脱除，然后我们才能营所以，在处理系统中，先通过加热使气体脱除，然后我们才能营造一个静置空间，经过一定的沉降时间，让水从原油中沉降出来。

造一个静置空间，经过一定的沉降时间，让水从原油中沉降出来气体脱除可以在一个单独容器中进行，或是与基本处理系统相结气体脱除可以在一个单独容器中进行，或是与基本处理系统相结合合( (通常是在进行沉降的同一容器内完成通常是在进行沉降的同一容器内完成) )l l七、七、 沉降沉降l l沉降是乳状液处理过程的第沉降是乳状液处理过程的第6 6步，也是最后一步一定还记得其步，也是最后一步一定还记得其它它5 5个步骤：个步骤：(1)(1)一次气体分离；一次气体分离；(2)(2)游离水脱除；游离水脱除；(3)(3)加药；加药；(4)(4)加热；加热；(5)(5)热气体分离沉降环节是处理过程中的一个阶段，在热气体分离沉降环节是处理过程中的一个阶段，在此第三大要素此第三大要素————时间时间————开始作用于乳状液记住其它两大要开始作用于乳状液记住其它两大要素：加破乳剂和加热素：加破乳剂和加热l l时间似乎是不可改变的唯一要素但是时间的影响能够改变，办时间似乎是不可改变的唯一要素但是时间的影响能够改变，办法是：法是：l l(1)(1)在沉降罐中设置聚结段，使水滴加速生成并继而向罐底沉降在沉降罐中设置聚结段，使水滴加速生成并继而向罐底沉降．．l l(2)(2)在卧式罐而不是在立式罐中建立沉降段。

混合液从卧式罐的在卧式罐而不是在立式罐中建立沉降段混合液从卧式罐的一端进入容器时，随着混合液从一端流到容器到另一端，水会向一端进入容器时，随着混合液从一端流到容器到另一端，水会向罐底沉降，油上浮至液面顶部而在立式罐中，在同一位置上，罐底沉降，油上浮至液面顶部而在立式罐中，在同一位置上，水要下沉，油要上浮，两种作用相互干扰，其最终结果是，将需水要下沉，油要上浮，两种作用相互干扰，其最终结果是，将需要更长的沉降时间，这意味着罐容增大和费用增加：要更长的沉降时间，这意味着罐容增大和费用增加：l l(3)(3)在沉降段施加电场，以加快水的沉降．在沉降段施加电场，以加快水的沉降．l l(4)(4)对混合液施加离心力，以加速油水分离：对混合液施加离心力，以加速油水分离： 1、立式沉降罐对上述现象的观察引发了技术上的开发人们设计出了用于此过程的加热炉和提供热气体分离的高架分离器，最终开发出带有导管的沉降罐由图1-5-2所示的沉降罐，乳状液处理过程的若干步骤是显而易见的首先，热气体从导管顶部排出；第二，进入导管的原油与水的混合物向下流动，并达到含盐水水面以下，这样可以对 油一水混合物进行非常有效的冲洗。

之后，油上浮，水则留在罐底脱水原油上升至出口管嘴，借助重力作用自流入储罐图1-5-2 立式沉降罐 在沉降罐中，控制点是油水界面不幸的是，在罐中我们找不到纯原油层和纯游离水层、油层的上部是纯原油，油层越往下则含有越来越多没有沉降下来的水滴水层亦然，在接近顶部的地方，有些油滴尚未来得及从水中脱离出来，底部是纯水 尽管处理的基本目的是要使原油中的含水量低于0.5％，可是你也不会让许多原油随脱出水流失因此，你想要得到的是纯油和纯水， 二者的纯度取决于它们在沉降罐中的沉降时间在沉降罐中，油水界面的位置决定了它们的沉降时间如果界位高，则油沉降时间缩短，水沉降时间延长，反之亦然 界位应设定为使原油纯度接近其允许值0.5％或当地的允许值，这样可使水相有最大的沉降时间，它意味着水中含原油量将达到最小值．2、加热脱水器或填料罐 沉降罐的一个变种就是加热脱水器或填料罐这是一种增加了填料段和加热炉的沉降罐所谓填料段通常是由木材刨花充填的)刨花用水浸湿以使其充填紧密用水浸湿刨花还起另外一个作用：由于刨花的作用是使原油中的水滴聚结，故浸水刨花的聚结作用强于浸油刨花。

加热脱水器通常用于处理沥青质原油这种脱水器对水位或者界位的变化非常敏感，如果水进入了聚结机构，会透过填料层向上流动，并与处理过的原油一同排出 加热炉的水位控制在位于火管之上、填料段之下的某一点在图1-5-3中，水位通过移动排水阀上的平衡块进行调节平衡块远离阀门将使水位升高，反之亦然 在每个矿区都配备各自的储罐的年代，立式填料脱水器是在常压或接近常压条件下操作的，原油借助重力作用从脱水器自流入储罐那时大多数储罐高4.9m[16英尺]故脱水器必须足够高，使原油能借助重力作用流入储罐那时脱水器大约高7.3m[24英尺]图1-5-3 加热脱水器或填料罐3、卧式脱水器 如今的油田，各个矿区基本不设储罐取而代之的是，一组矿区的原油集中进入一个设有储存和外输设施的中心集油站因此，脱水器必须在足够的压力下操作，以使原油流入中心集油站 带压操作的脱水器几乎都是卧式的，而不是立式的当流体水平流动而非垂直流动时，它所需要的处理空间更小，因此，卧式脱水器比立式脱水器便宜此外，卧式脱水器上的全部管线和控制系统都能预制好，并安装在撬块上，方便在油田快速安装 卧式脱水器在功能上相当于一个放倒了的立式脱水器。

二者具有相同的部件和功能二者的主要差异是，在卧式脱水器中，使用浮球式液位控制系统来调节油—水界面，而在立式脱水器中，则使用可调水封装置来控制油一水界面 立式脱水器逐渐被卧式脱水器取代，原因是多方面的首先，卧式脱水器可降低水滴沉降从油中分离出来所需的油柱高度在立式沉降罐中，油柱高2.5到3m[8到l 0英尺]而在卧式脱水器中，油柱只有0.6到1.2m[2到4英尺]高缩短油柱高度的效果是我们实际上撇去水上面的净化原油 同时，乳状液处理中的沉降效率与油—水界面面积密切相关正是净化原油脱离水面而将水留在后面的速度或者说快慢决定了沉降效率界面面积越大，容器处理能力就越大这就是为什么立式容器一般比卧式容器处理能力小的原因立式容器的界面面积受容器直径限制，而卧式容器的界面面积只受沉降段的长度限制 所以，界面面积效应似乎表明乳状液处理可能就是所谓的表面现象事实确实如此一些适用诸如过滤等表面现象的能力参数也同样适用干乳状液处理 这样的参数之一就是过滤器的处理能力过滤能力的经验值是60到100升／分-米!过滤器面积[1.5到2.5加仑/分-英尺] 1)电脱水器 乳状液电脱水器仅是加速重力沉降作用，使设备尺寸减小的另一种方法。

处理过程的三大要素仍是必要的：加热、加药和沉降电脱水不是靠电破坏乳状液的加入破乳剂仍是必须的一种更流行的电脱水器被其制造商称作电—化学脱水器前面所述6大处理步骤的机理全部都用上了一次气体分离、游离水脱除、加热、加药、二次气体分离和沉降但是，沉降过程不仅仅依靠重力作用，还需要在原油沉降罐的沉降空间内安装的两个网状电极之间施加上高压电场 该高压电场——10 000到20 000伏——使原油中的水滴振动，或快速向上或向下运动这种快速运动导致了水滴之间的相互碰撞，从而聚结成足够大的水滴沉降于罐底 加热室有三个功能：(1)游离水脱除；(2)气体分离；(3)乳状液加热 图1-5-4 电脱水器  在图1-5-4中，乳状液从加热室左段的顶部进入，然后向下流动穿过火管，进入加热室右段，再向上流动穿过火管游离水沉降于罐底，并由浮子式液位调节系统控制排出 加热室内的游离水的水位低于火管，火管周围的液体是乳状液使水位保持在火管以下，水便不会吸收太多热量，所以节省了加热炉燃料 被加热的乳状液从加热室端部的堰板溢出，进入接近罐底的聚结段，向上流动通过电极板，在顶部排除脱出水沉降于聚结段的底部，并由液位调节系统控制排出。

使用电极的目的是加快水从原油中脱除的速度，以缩小设备体积乳状液中的大部分水是在原油到达电极之前，通过加药和加热脱除了在到达电极的时候，原油中的水分已降至1.5％由于含水量少，原油又是不导电的，因此两个电极间的电流强度是很弱的所以，耗电量不是主要的成本支出 在仪表系统中设电流表来指示两个电极间的电流强度其读数是脱水器操作的关键参数由于原油不导电，两个电极间的电流强度便取决于原油中的含水量含水量高，电流强度大，反之亦然 电流表读数增大通常是由于： (1)加药泵停转，或加药过量； (2)乳状液在加热室内加热不足 如果水位失去控制上升到电极板，就会导致短路，电流强度陡然增大对于操作者来说，这是很容易判断的，因为电流表指针会突然跳到表的最大量程，容器中会发出嘶嘶声响这种问题的解决办法是，手动降低水位，也就是说打开排污口，或者使放水阀全开 这种类型的脱水器像所有处理系统一样，对水位相当敏感前面我们已经叙述过，可用水封的方法来控制水位水封装置由于多种原因不能应用于卧式容器卧式容器通常在高于大气压条件下操作，且其中水相和油相的沉降高度比立式容器低得多。

这意味着液压头非常小，液压头取决于水柱与油一水 液柱的重量差或高度差当然，还必须有一些措施来防止内部操作压力超高而使容器放空所以，卧式脱水器完全依靠某种类型的放水阀来维持一定的水位和保证密闭 人们还尝试使用其它方法来缩减沉降时间、空间乃至设备尺寸方法之一便是，采用能使乳状液做高速旋转运动的离心装置想象一下，水将与离心脱水实验相同的方式被分离出来离心装置工作得太好一一不仅将水脱除，而且也将泥沙、灰尘脱除，同时将石蜡分离出来，以至会迅速堵塞出口 对常规处理设备而言，除沙是经常遇到的问题所有脱水器都应有排污口，作为一种除沙的手段，位于容器的重要部位在有高含沙原油生产历史的油田，操作人员的惯例之一就是每天从脱水器各段的底部排放泥沙最好不要用放水阀排放泥沙，因为泥沙会迅速破坏阀座 在此提供一些操作经验，这些经验不仅适用于沉降罐，还适用于所有其它处理设备假定界位下降，而水封高度不变界位下降表明界面上的原油变重了，这可能是原油含水量增大的缘故你应该检查一下加药泵它可能停转而停止了加药，或者可能是加药过量致使原油老化或者可能是加热炉出了故障，导致热源中断，并致使污油侵犯到净化油空间。

注意观察玻璃液位计中的界位，通常是在水层之上有一个过渡段，过渡段上层是外观纯净的原油如果过渡段升高了，或充满了玻璃液位计，这表明出现了同样的加药或加热问题但是，如果过渡段在几周之后仍在缓慢增长，那么要与加药员联系此时乳状液性质可能已经改变，需要更换破乳剂l l八、玻璃液位计八、玻璃液位计l l玻璃液位计是指示容器中正在发生什么的主要仪表要使其玻璃液位计是指示容器中正在发生什么的主要仪表要使其保持清洁玻璃液位计是可拆式的，玻璃两侧都用小黄铜杆保持清洁玻璃液位计是可拆式的，玻璃两侧都用小黄铜杆加以保护，以方便清洁玻璃管加以保护，以方便清洁玻璃管l l典型的玻璃液位计安装如图典型的玻璃液位计安装如图2-5-172-5-17所示当玻璃液位计排污所示当玻璃液位计排污时，液位计上、下两阀关闭，排污阀打开这通常会导致玻时，液位计上、下两阀关闭，排污阀打开这通常会导致玻璃下部被过渡段的污物遮盖，致使我们难以找到液位璃下部被过渡段的污物遮盖，致使我们难以找到液位l l第三节第三节 卧式脱水器设计卧式脱水器设计l l让我们回顾一下乳状液处理的步骤，这些基本步骤是：让我们回顾一下乳状液处理的步骤，这些基本步骤是：l l( (1)1)一次气体脱除；一次气体脱除；(2)(2)游离水脱除；游离水脱除；(3)(3)加药；加药；(4)(4)加热；加热；(5)(5)二次气体分离；二次气体分离；(6)(6)沉降。

沉降l l在我们将各个步骤联合起来之前，必须做出一个基本的决在我们将各个步骤联合起来之前，必须做出一个基本的决断，即脱水器是采用立式的，还是卧式的断，即脱水器是采用立式的，还是卧式的l l记住，立式容器的优点是：它能在很低的压力下操作，这记住，立式容器的优点是：它能在很低的压力下操作，这是因为容器内液体流动是借助于重力作用；卧式容器的优是因为容器内液体流动是借助于重力作用；卧式容器的优点是：它能先预制好，安装简便，沉降室内的油层比立式点是：它能先预制好，安装简便，沉降室内的油层比立式容器要薄得多，因此，水从油层中沉降出来所经过的距离容器要薄得多，因此，水从油层中沉降出来所经过的距离更短如果脱水器在带压条件下操作，卧式容器比立式容更短如果脱水器在带压条件下操作，卧式容器比立式容器便宜 卧式脱水器和立式脱水器操作的主要区别在于液位控制装置的不同立式脱水器使用可调水封装置控制油一水界位，油位的高度由于油出口接管固定在容器顶部而不能改变 在卧式脱水器中，液位由浮子式液位调节器控制，根据需要开大或关小放水阀，使脱水器内的液位维持恒定该液位调节器比水封装置要麻烦得多，尤其是如果乳状液以段塞流方式进入到脱水器时。

由浮子控制油—气界面高度也是这种情况如果浮子被原油淹没，或油层降至浮子底部，液位调节器均不能正常工作总结一下液位调节器的学习内容：(1)当液体流量改变时，脱水器的液位相应改变如果流量增加，液位上升，反之亦然这种变化可能只有2或3厘米[l英寸]2)只有界面位于浮子顶部和底部之间时，液位调节器才能设定3)玻璃液位计是观察脱水器液位的唯一措施，它们必须保持清洁 第四节第四节 脱水操作脱水操作一、启动一、启动 脱水器首次启动时，一定要小心操作以避免火灾新脱水器首次启动时，一定要小心操作以避免火灾新的脱水器内部充满了空气当井口采出流体第一次进入脱的脱水器内部充满了空气当井口采出流体第一次进入脱水器时，一定量气体也随之进入脱水器当它与脱水器内水器时，一定量气体也随之进入脱水器当它与脱水器内原有的空气相混合，就形成了可燃气体混合物在脱水器原有的空气相混合，就形成了可燃气体混合物在脱水器出口周围或附近，任何火花或明火都能导致回火，继而可出口周围或附近，任何火花或明火都能导致回火，继而可能引发爆炸启动步骤如下：能引发爆炸启动步骤如下： (1)(1)如有可能，将足够多的水如有可能，将足够多的水————任何水，盐水，海水，渠任何水，盐水，海水，渠水注入到脱水器中，浸没火管或燃烧室。

关闭所有液体出水注入到脱水器中，浸没火管或燃烧室关闭所有液体出口关闭调节阀与脱水器之间的手动阀门，以确保没有液口关闭调节阀与脱水器之间的手动阀门，以确保没有液体流出关闭点火燃烧器供气关闭点火燃烧器供气 (2)(2)在脱水器部分充满水后，打开井口采出流体去脱水器正在脱水器部分充满水后，打开井口采出流体去脱水器正常进口管线的阀门这一步要缓慢和循序渐进地进行，以常进口管线的阀门这一步要缓慢和循序渐进地进行，以避免液体和气体突然波动撞击容器避免液体和气体突然波动撞击容器 l l(3)(3)打开去火炬或放空的气体出口管线阀门，直至空气从脱打开去火炬或放空的气体出口管线阀门，直至空气从脱水器中被置换出来水器中被置换出来l l( (4)4)在容器部分充满井口采出液之后，打开仪表和控制系统在容器部分充满井口采出液之后，打开仪表和控制系统气源阀门气源阀门 l l( (5)5)当脱水器被井口采出液全都充满或几乎全部壳满之后当脱水器被井口采出液全都充满或几乎全部壳满之后打开加热炉燃料气供给阀，点燃点火燃烧器打开加热炉燃料气供给阀，点燃点火燃烧器l l( (6)6)根据预计采出量没定各种液位和界位控制系统。

太多数根据预计采出量没定各种液位和界位控制系统太多数浮子控制系统都有外部调节装置，能将液位和界位大致设定浮子控制系统都有外部调节装置，能将液位和界位大致设定在合适的位置上杠杆式液位控制装置可通过调节杠杆联动在合适的位置上杠杆式液位控制装置可通过调节杠杆联动装置和平衡块来进行设定，可保持液位在要求的控制点上装置和平衡块来进行设定，可保持液位在要求的控制点上要求的控制点大约在脱水器每个室的玻璃液位计的中间位置要求的控制点大约在脱水器每个室的玻璃液位计的中间位置如果该液位未处于玻璃液位计中问位置三分之一范围内，那如果该液位未处于玻璃液位计中问位置三分之一范围内，那么它很难被观测出来，导致在故障排查时无法判断么它很难被观测出来，导致在故障排查时无法判断l l( (7)7)如果进展一切顺利，就可以将控温器设定为预定的处理如果进展一切顺利，就可以将控温器设定为预定的处理温度，并打开燃烧器燃料阀燃烧器点火温度，并打开燃烧器燃料阀燃烧器点火 (注意，使处理注意，使处理温度尽可能最低可得到最大量原油去生产和销售，轻组分损温度尽可能最低可得到最大量原油去生产和销售，轻组分损失去气体出口的量最少失去气体出口的量最少。

) )二、停车如果由于关井要求脱水器停车时，停车后脱水器应充满液体脱水器的停车步骤如下： (1)关闭燃料气阀，停掉加热炉 (2)关闭液体入口管阀门，停止脱水器液体进料 (3)关闭每个出液管的手动阀门，以避免液体通过调节阀泄漏出去 如果由于设备内部维修必须停掉加热炉，必须先排除加热炉内的烃类液体和气体以防止火灾的可能性最容易和最简单的做法是用大量的水源水(新鲜水或含盐水)来完成停车在所有含盐水出口阀关闭，原油出口阀打开的情况下，简单地用泵将水打入脱水器即可脱水器内的原油被置换出来进入到原油储罐这样可避免原油进入到含盐水中，并且还完成了脱气的大部分工作如果要在脱水器内进行焊接，排出气体绝对是必不可少的 第五节第五节 故障排查故障排查l l操作故障的原因经常是太显而易见以至于被人忽视排查脱操作故障的原因经常是太显而易见以至于被人忽视排查脱水器故障所要记住的重要事情是：水器故障所要记住的重要事情是：l l (1)(1)使用脱水器的目的是以最少的热量和药剂量，生产出净使用脱水器的目的是以最少的热量和药剂量，生产出净化原油和水，而不是必须维持玻璃液位计的液位恒定。

化原油和水，而不是必须维持玻璃液位计的液位恒定l l (2)(2)乳状液处理需要破乳剂、加热和沉降时间三者中任一乳状液处理需要破乳剂、加热和沉降时间三者中任一者出现问题，都能引起原油或水的品质变差者出现问题，都能引起原油或水的品质变差l l (3)(3)最重要的事情是，发现问题的原因，并将其消除最重要的事情是，发现问题的原因，并将其消除————而而不是等出现了症状之后再处理不是等出现了症状之后再处理l l (4)(4)故障排查是一个不断摸索的过程，在这个过程当中，引故障排查是一个不断摸索的过程，在这个过程当中，引发问题的各种因素被逐一排查，直至找到症结所在一次只发问题的各种因素被逐一排查，直至找到症结所在一次只能实施一个纠正措施，看其效果如何，再决定是否实施第二能实施一个纠正措施，看其效果如何，再决定是否实施第二步措施当同时采取两个或三个措施时，一件事的收益可能步措施当同时采取两个或三个措施时，一件事的收益可能被另一件事的恶果抵消掉，整体效应可能是你原来的问题被被另一件事的恶果抵消掉，整体效应可能是你原来的问题被另一个问题所取代另一个问题所取代。

l l (5)(5)观察液位、温度或流量的变化而不是仪表的实际读观察液位、温度或流量的变化而不是仪表的实际读数液位或流量过高并无多大意义，除非它们相对于上次数液位或流量过高并无多大意义，除非它们相对于上次观察增高观察增高( (大大) )当你观察仪表读数的变化时，并不要求仪当你观察仪表读数的变化时，并不要求仪表必须给出精确的读数，但玻璃液位计除外，它必须保持表必须给出精确的读数，但玻璃液位计除外，它必须保持清洁并读数准确清洁并读数准确l l (6)(6)脱水器最明显的问题是原油中含水率增加然而，脱水器最明显的问题是原油中含水率增加然而，含水率降低可能也具有同等的重要性，因为它代表着操作含水率降低可能也具有同等的重要性，因为它代表着操作费用增加，并且原油生产的收入可能也要遭受损失费用增加，并且原油生产的收入可能也要遭受损失l l (7)(7)尽管加热是乳状液处理的必要步骤，可也是最花尽管加热是乳状液处理的必要步骤，可也是最花钱的部分它需要宝贵的燃料，还使成品原油的体积减少钱的部分它需要宝贵的燃料，还使成品原油的体积减少了因此，我们要做的最后一件事才是升高加热段的温度。

了因此，我们要做的最后一件事才是升高加热段的温度 界位变化的原因一、液位改变的故障排查当出现下述情况时，沉降段内的水位将下降当出现下述情况时，沉降段内的水位将下降 纠正措施纠正措施1、加热炉温度过低 升高加热炉温度2、加药量过少 增大加药量3、刨花填料段出现故障 检查填料段内水位是否升高 检查填料段压力降，判断是否 有污物沉积更换填料4、电极断电，或者一根或多根电极脱落 检查是否是电源故障 检查是否变压器出现故障 停掉脱水器，更换损坏的电极5、水的流率降低 重新设定液位调节器6、放水阀被卡住，关闭不严 快速开关阀门数次，直至其开关灵活自如7、原油变重这通常是由于上述第 化验原油中的含水量采取第l、2、 1、 2、3或4项造成含水量增大的缘故。

3 、4项相应措施l l二、二、二、二、 原油含水率增加的故障排查原油含水率增加的故障排查原油含水率增加的故障排查原油含水率增加的故障排查l l含水率增加的原因含水率增加的原因含水率增加的原因含水率增加的原因 纠正措施纠正措施纠正措施纠正措施l ll l、加药剂量过低加药剂量过低加药剂量过低加药剂量过低 检查药剂注入流率若降低了，将其提高检查药剂注入流率若降低了，将其提高l l2 2、、加热段的温度过低加热段的温度过低加热段的温度过低加热段的温度过低 检查加热段的温度重新设定控温器检查加热段的温度重新设定控温器l l3 3、加热炉熄火加热炉熄火加热炉熄火加热炉熄火 检查加热炉火焰重新点火检查加热炉火焰重新点火l l4 4、、填料段内的填料不起作用填料段内的填料不起作用填料段内的填料不起作用填料段内的填料不起作用 l l a a．检查填料段内水位是否过高。

降低液位．检查填料段内水位是否过高降低液位l l b b．根据差压计读数判断填料段是否结垢．根据差压计读数判断填料段是否结垢l l c c．更换填料．更换填料l l5 5、电极故障电极故障电极故障电极故障 l l a a．检查电源．检查电源l l b b．检查变压器．检查变压器l l c c．检查脱水器内的电极是否损坏并修理。

．检查脱水器内的电极是否损坏并修理l l6 6、沉降段内的水位偏高、沉降段内的水位偏高、沉降段内的水位偏高、沉降段内的水位偏高 检查水位重新设定水位调节器，降低水位检查水位重新设定水位调节器，降低水位l l7 7、、脱水器的入口流量增大脱水器的入口流量增大脱水器的入口流量增大脱水器的入口流量增大检查脱水器的出油流量，确定其增大的原因检查脱水器的出油流量，确定其增大的原因l l三、原油含水率减少的故障排查三、原油含水率减少的故障排查l l当当含含水水率率减减少少时时，，说说明明加加药药过过量量，，或或者者加加热热炉炉正正在在浪浪费费燃燃料料，，操作费用将高于正常情况故障排查步骤如下：操作费用将高于正常情况故障排查步骤如下：l l含水率减少原因含水率减少原因含水率减少原因含水率减少原因 纠正措施纠正措施纠正措施纠正措施l ll l、加热炉温度过高检查加热段温度降低加热炉控温器、加热炉温度过高检查加热段温度降低加热炉控温器l l 设定温度。

设定温度l l2 2、加药量过大加药量过大 检查加药量降低加药量检查加药量降低加药量l l3 3、沉降段水位下降检查油一水界位重新设定液位沉降段水位下降检查油一水界位重新设定液位乳状液脱水器。