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6686体育集团官网:我校“十三五”期间自主研发的高效油气水多相分离系列技术与设备全部顺利通过验收

1月22日上午,6686体育集团官网环保多相流高效分离技术与设备研究团队承担的“老化油处理设备设计及配套电源系统研制”课题顺利通过了中海油研究总院有限责任公司组织的专家组验收。至此,环保多相流高效分离技术与设备研究团队在“十三五”期间承担的包括国家科技重大专项子课题等多项应用研究类课题全部顺利通过结题验收,涉及科研项目经费合计超过1000万元,自主设计研制的油井采出液高效气-液分离器、旋流预分水器、管式静电聚结分离器、低压损管式动态涡流分离器、紧凑型电场破乳器等多套工程样机自2020年下半年以来先后圆满完成了现场工业化应用试验。

依托“十三五”国家科技重大专项子课题“高效原油处理技术研究”自主研制的油井产出液高效气-液分离器、油井采出液旋流预分离器、管式静电聚结分离器三套工程样机,因受2020年上半年新冠肺炎疫情的影响,不得已将实验场地从海上油田改为陆上油田。经过参与各方前期的协作努力,三套工程样机于2020年8月20日被运吊入驻华北油田分公司第一采油厂高阳工区高四十四站,产学研三方克服重重困难,在国庆节来临前安全、有序地完成了现场试验。经中海油能源发展股份有限公司渤海实验中心进行第三方化验确认,来液含气量在10%~90%大范围内变化时,通过调整高效气-液分离器排气口和排液口压差,可以将液出口的含气量和气出口的含液量都控制在5%以下,实现了含气量大范围变化油井采出液的管式紧凑分离;来液含水量在70%~90%范围内变化时,在确保分水比大于50%的前提下,单管处理量10立方/小时的旋流预分离器可以将水出口的含油浓度控制在2000mg/L以下;来液含水量在60%~80%范围内变化时,管式静电聚结分离器水出口的含油浓度可以降低到1000mg/L,油出口的含水量可降至5%。上述三项技术着力解决原油集输处理流程中相关设备长期存在的分离效率较低、水力停留时间较长、设备总体重量较大等问题,有望满足深水浮式平台的特点要求,降低浮式平台上部载荷和建设投资,同时可以直接推广应用于陆上高含水油田采出液集输处理。按照非洲下刚果盆地Haute Mer A区块象油田开发15年内的最大液量和最大气量测算,采用“油井采出液高效气液分离器+旋流分离预脱水器+管式静电聚结分离器”工艺对比海上油田常规“高压三相分离器+低压三相分离器”工艺时,在相同处理条件和处理效果情况下,设备重量和操作重量分别降低了87%和86%。2020年11月20日,“高效原油处理技术研究”通过了国家科技重大专项子课题综合绩效评价答辩评审,任务绩效、财务绩效和档案绩效的评价得分均在91分以上。

为了解决海上油田浮式生产储油卸油装置(FPSO)存在大量老化油挤占宝贵舱容的问题,在中海油研究总院工程研究设计院的牵头组织下,环保多相流高效分离技术与设备团队自2019年10月以来,依托“老化油处理设备设计及配套电源系统研制”课题,联合中海油能源发展股份有限公司,设计研制了额定处理量为20立方/小时的紧凑型电场破乳器等工程样机,并取得了法国国际检验局(Bureau Veritas,BV)认证。2020年12月26日-2021年1月13日,工程样机在中海油深圳分公司流花(H)11-1油田“南海胜利号”FPSO上成功进行了性能测试试验。现场试验结果表明,在入口老化油含水率为20%-25%、不使用破乳剂、分离罐的水力停留时间为20min左右时,仅紧凑型电场破乳器就可以实现老化油的脱水率达79.6%,脱水率提升了约55%。配合破乳剂使用时,老化油的脱水率可提升至85.7%。相比使用“加热升温+破乳剂”工艺,老化油脱水率提升了约25%。上述数据充分展示了“加热升温+高频电场破乳+化学破乳+重力沉降”协同作用对于海上油田老化油处理具有显著效果,课题于2021年1月22日顺利通过验收。

油井产出液高效气-液分离器、旋流预分水器、管式静电聚结分离器、低压损管式动态涡流分离器、紧凑型电场破乳器等设备在油田现场工业试验的先后顺利完成,连同十多年来团队自主设计研发的紧凑型气旋浮装置(CFU)、紧凑型立式浅层气浮装置、电场强化型三相分离器,标志着团队在高效油气水多相分离技术领域已经自主拥有了系列产品,能够根据油气田开发的实际情况,相应提供以特色高新技术产品为核心的油井采出液和采出水处理工艺流程和设备组合,同时相关技术已经拓展应用于炼油化工领域。

展望“十四五”,团队一方面将认真完成国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点支持项目、国家自然科学基金青年基金、北京市教育委员会-北京市自然科学基金委员会联合资助项目等相关工作,围绕管式高通量微细气泡产生、管式动态旋流分离、水包油乳化液电场破乳、微界面强化传质等开展高水平的应用基础研究。另一方面,将进一步改进优化高效油气水多相分离设备的结构设计,继续提升产品分离性能指标,推动高新技术产品实现工业化应用,为“十四五”期间石油6686体育集团官网行业实施节能减排、降本增效发展战略提供“北6686体育集团官网”方案,同时助力保障国家油气能源安全。

(机械工程学院)

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