油水砂三相旋流分离器的研制及其井下应用特征分析

李家丞（东北石油大学，黑龙江 大庆 163000）

油水砂三相旋流分离器的研制及其井下应用特征分析

李家丞（东北石油大学，黑龙江 大庆 163000）

在井下作业中，存在井内返油污、泥沙以及污油污水等，这些有害物质面对溢流问题。在文章中，基于一定的设计思路，分析设备和工艺流程、主要原理等，重点研究油水砂三相旋流分离器，保证能基于重复利用，对地层水进行分离，以达到有效的回收作用。这样不仅能有效控制污染现象，也能降低成本，以获得更为有效效果。

油水砂；三相旋流分离器；研制；井下应用

在对天然气石油等进行开采期间，将产生大量含油污水。这些含油污水具备高浓度，其产生的悬浮物也更多。只有对其净化处理，实现水资源的回收再利用，才能满足当前的行业标准，才能对我们面对的环保压力进行缓解。

1 油水砂三相旋流分离器研制期间存在的问题

在井下作业中，重点实施压井、洗井以及冲砂施工工作期间，发现井内会产生大量液体。但是，其液体的存在将产生大量油污、泥砂等，无法实现循环利用，这些液体只能排进废油池内。因为污油污水中存在的有害物质更多，将在很大程度上给空气、土壤等造成较大危害。当这些液体溢出后，其产生的损失也会更大。所以，需要对油水砂三相旋流分离器进行研究，保证能对地层水进行充分利用，实现有效分离，并将其存在的原油进行回收与分离，这样不仅能达到污染的防治工作，维护周边环境，也能降低成本，促使其经济效益的有效获取。

2 油水砂三相旋流分离器的设计思路

在对油水砂三相旋流分离器进行设计期间，各个设备以及工艺流程都需要为其提出一些思路，保证整个工作的优化执行。在实际设计期间，首先，要利用液固分离器，对混合液中存在的固体物质进行分离，如：泥砂。同时，使用油水砂三相旋流分离器对原油和水进行分离。为了在现场使用期间为其提供方便，可以实现两个分离器的结合应用，并利用储液罐、集砂罐等将其安装在卡车上，以保证各个设备的完善使用，促进机动性与实用性的充分获取[1]。

3 油水砂三相旋流分离器的工作原理

第一，针对油井或者水井返出来的油水砂混合液，可以基于自身压力，进入到油水砂三相旋流分离器中，期间，将实现第一个主要设备，其为旋流除砂器。基于设备的带动和旋转，混合液将在逐渐旋流下产生离心力。同时，受离心力作用的影响，发现液体内产生的密度较大，产生的固相颗粒产生到旋流器上。在该执行下，受重力作用的影响，在圆锥旋流向上运动，将分布到集砂罐，也会在排砂口逐渐排出。对于油水混合液来说，当经过旋流器顶部的时候，会在溢流管进入油水旋流分离器，以更为合理的实现混合液中液体和固体之间的有效分离。

第二，在除砂器中，也会对油水混合液进行分离，并在离心泵进行加速的情况下，完成第二个设备，期间，为油水旋流分离器。基于对两个不相溶液体密度的分析，使用液体旋流管，并在高速运转下产生离心力，保证油滴会从水中进行的分离，以实现更为有效的除油目的。在具体实施工作中，油水混合液会在压力作用影响下，从进水口方向进入到分路器内，并基于旋流进入到缩颈段[2]。随着对流道截面的逐渐变化，其产生的液流旋转速度在逐渐增加，形成具备螺旋的流态。同时，油水混合液体在压力状态下，在油水砂三相旋流分离器旋流后，也会在缩径段产生。随着对流道截面的逐渐改变，发现液流旋转速度也在不断增加，产生具备螺旋型的流态。当水、油的密度较差的时候，受离心力作用的影响，发现混合液中的水与旋钮管内壁紧贴流动，其中的油滴也会在旋流中心逐渐聚集。当在细锥段，进入到流体后，会缩短流体截面，旋流速度、离心力也会逐渐增加。期间，可以在锥管的中心位置增加小油滴，使之形成油芯，保证能够在集油腔排出。对于净化水，也可以沿着旋流管壁，呈现螺旋状流，保证能在直管段进入到集水腔内，实现重复使用。所以说，在井内，将实现油水砂的有效分离[3]。

4 油水砂三相旋流分离器在井下的实际应用情况

当完成油水砂三相旋流分离器研制工作后，将其使用到实践中将促使其作用的实现。发现油水砂三相旋流分离器具备更多优点。如：能在分离中实现连续性，增强其密封性和安全、可靠性。当发现排出砂中不含油污的时候，可以对其掩埋与利用，以免对环境造成污染。同时，利用油水砂三相旋流分离器净化后的水也能实现再利用。油水砂三相旋流分离器装置主要分为两个部分，在对其组装与安装后，将实现一个整体，在操作期间，不仅更简单、方便，也能对其有效转移。设备在使用期间，整个结构也更为简单，有利于对其维护和保养。所以说，油水砂三相旋流分离器在实际的应用具备更高效益，如果单井平均使用压井液按照40平方立米对其计算，能在使用该装置节后达到良好的节约性。当返出液分离后，也能将部分的原油进行回收。同时，对油水砂三相旋流分离器的使用，也能对污染治理费用进行节约，保证在整体上获得更大效果[4]。

5 结语

基于以上的分析和研究发现，对油水砂三相旋流分离器进行研制，分析其在井下的实际应用，发现在实际发展中，不仅能达到环境保护作用，也能促使其积极发展与进步。

[1]贾财华.无接箍油管连续冲砂技术的研究与试验[J].中国化工贸易,2016,8(2):111.

[2]王改红,廖乐军,郭艳萍等.一种可回收清洁压裂液的研制和应用[J].钻井液与完井液,2016,33(6):101-105.

[3]王德伟,贾财华.三向冲砂一体导锥的研制与试验[J].化工管理,2015(29):37.

[4]方建祥,皮振乾,吴迎军等.掏砂冲管的探讨与应用[J].油气井测试,2012,21(3):60-62.