油水砂三相旋流分離器的研制及其井下應用特征分析

李家丞（東北石油大學，黑龍江 大慶 163000）

油水砂三相旋流分離器的研制及其井下應用特征分析

李家丞（東北石油大學，黑龍江 大慶 163000）

在井下作業中，存在井內返油污、泥沙以及污油污水等，這些有害物質面對溢流問題。在文章中，基于一定的設計思路，分析設備和工藝流程、主要原理等，重點研究油水砂三相旋流分離器，保證能基于重復利用，對地層水進行分離，以達到有效的回收作用。這樣不僅能有效控制污染現象，也能降低成本，以獲得更為有效效果。

油水砂；三相旋流分離器；研制；井下應用

在對天然氣石油等進行開采期間，將產生大量含油污水。這些含油污水具備高濃度，其產生的懸浮物也更多。只有對其凈化處理，實現水資源的回收再利用，才能滿足當前的行業標準，才能對我們面對的環保壓力進行緩解。

1 油水砂三相旋流分離器研制期間存在的問題

在井下作業中，重點實施壓井、洗井以及沖砂施工工作期間，發現井內會產生大量液體。但是，其液體的存在將產生大量油污、泥砂等，無法實現循環利用，這些液體只能排進廢油池內。因為污油污水中存在的有害物質更多，將在很大程度上給空氣、土壤等造成較大危害。當這些液體溢出后，其產生的損失也會更大。所以，需要對油水砂三相旋流分離器進行研究，保證能對地層水進行充分利用，實現有效分離，并將其存在的原油進行回收與分離，這樣不僅能達到污染的防治工作，維護周邊環境，也能降低成本，促使其經濟效益的有效獲取。

2 油水砂三相旋流分離器的設計思路

在對油水砂三相旋流分離器進行設計期間，各個設備以及工藝流程都需要為其提出一些思路，保證整個工作的優化執行。在實際設計期間，首先，要利用液固分離器，對混合液中存在的固體物質進行分離，如：泥砂。同時，使用油水砂三相旋流分離器對原油和水進行分離。為了在現場使用期間為其提供方便，可以實現兩個分離器的結合應用，并利用儲液罐、集砂罐等將其安裝在卡車上，以保證各個設備的完善使用，促進機動性與實用性的充分獲取[1]。

3 油水砂三相旋流分離器的工作原理

第一，針對油井或者水井返出來的油水砂混合液，可以基于自身壓力，進入到油水砂三相旋流分離器中，期間，將實現第一個主要設備，其為旋流除砂器。基于設備的帶動和旋轉，混合液將在逐漸旋流下產生離心力。同時，受離心力作用的影響，發現液體內產生的密度較大，產生的固相顆粒產生到旋流器上。在該執行下，受重力作用的影響，在圓錐旋流向上運動，將分布到集砂罐，也會在排砂口逐漸排出。對于油水混合液來說，當經過旋流器頂部的時候，會在溢流管進入油水旋流分離器，以更為合理的實現混合液中液體和固體之間的有效分離。

第二，在除砂器中，也會對油水混合液進行分離，并在離心泵進行加速的情況下，完成第二個設備，期間，為油水旋流分離器。基于對兩個不相溶液體密度的分析，使用液體旋流管，并在高速運轉下產生離心力，保證油滴會從水中進行的分離，以實現更為有效的除油目的。在具體實施工作中，油水混合液會在壓力作用影響下，從進水口方向進入到分路器內，并基于旋流進入到縮頸段[2]。隨著對流道截面的逐漸變化，其產生的液流旋轉速度在逐漸增加，形成具備螺旋的流態。同時，油水混合液體在壓力狀態下，在油水砂三相旋流分離器旋流后，也會在縮徑段產生。隨著對流道截面的逐漸改變，發現液流旋轉速度也在不斷增加，產生具備螺旋型的流態。當水、油的密度較差的時候，受離心力作用的影響，發現混合液中的水與旋鈕管內壁緊貼流動，其中的油滴也會在旋流中心逐漸聚集。當在細錐段，進入到流體后，會縮短流體截面，旋流速度、離心力也會逐漸增加。期間，可以在錐管的中心位置增加小油滴，使之形成油芯，保證能夠在集油腔排出。對于凈化水，也可以沿著旋流管壁，呈現螺旋狀流，保證能在直管段進入到集水腔內，實現重復使用。所以說，在井內，將實現油水砂的有效分離[3]。

4 油水砂三相旋流分離器在井下的實際應用情況

當完成油水砂三相旋流分離器研制工作后，將其使用到實踐中將促使其作用的實現。發現油水砂三相旋流分離器具備更多優點。如：能在分離中實現連續性，增強其密封性和安全、可靠性。當發現排出砂中不含油污的時候，可以對其掩埋與利用，以免對環境造成污染。同時，利用油水砂三相旋流分離器凈化后的水也能實現再利用。油水砂三相旋流分離器裝置主要分為兩個部分，在對其組裝與安裝后，將實現一個整體，在操作期間，不僅更簡單、方便，也能對其有效轉移。設備在使用期間，整個結構也更為簡單，有利于對其維護和保養。所以說，油水砂三相旋流分離器在實際的應用具備更高效益，如果單井平均使用壓井液按照40平方立米對其計算，能在使用該裝置節后達到良好的節約性。當返出液分離后，也能將部分的原油進行回收。同時，對油水砂三相旋流分離器的使用，也能對污染治理費用進行節約，保證在整體上獲得更大效果[4]。

5 結語

基于以上的分析和研究發現，對油水砂三相旋流分離器進行研制，分析其在井下的實際應用，發現在實際發展中，不僅能達到環境保護作用，也能促使其積極發展與進步。

[1]賈財華.無接箍油管連續沖砂技術的研究與試驗[J].中國化工貿易,2016,8(2):111.

[2]王改紅,廖樂軍,郭艷萍等.一種可回收清潔壓裂液的研制和應用[J].鉆井液與完井液,2016,33(6):101-105.

[3]王德偉,賈財華.三向沖砂一體導錐的研制與試驗[J].化工管理,2015(29):37.

[4]方建祥,皮振乾,吳迎軍等.掏砂沖管的探討與應用[J].油氣井測試,2012,21(3):60-62.