图1立式溢流沉降罐结构示意1—钢制拱顶储罐；2—进液分配管；3—防堵塞集水管；4—集油漏斗；5—气平衡管；6—溢流水箱（可调节）；7—虹吸管；8—脱出水放水管立式溢流沉降罐参数确定及脱水效果影响因素李永军董艳国高红西安长庆科技工程有限责任公司摘要：立式溢流沉降罐是以常压拱顶钢制储罐为主体，辅助进液分配、集油、集水及油水界面控制等构件，采用静水压强原理进行油水界面控制，依靠重力沉降原理实现油水分离的一种原油脱水设备。立式溢流沉降罐的直径根据处理量及水滴沉降速度来确定。油层厚度主要随流量和沉降时间的不同而不同。原油含水量较大时，水洗脱水效果明显，操作时应在罐内保持较高的水层；含水量较小时，沉降脱水效果较为明显，则应适当增加油层厚度。在破乳、温度等生产条件均良好的条件下，油水界面的高度对脱出油及脱出水指标有很关键的影响。关键词：立式溢流沉降罐；原油脱水；参数确定；沉降；油水混合物；气体；流量doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2012.1.020井口加药、管路破乳、大罐溢流沉降脱水是我国油田原油脱水的一种经典工艺流程，立式溢流沉降罐则是这一工艺中的关键设备。采用立式溢流沉降罐脱水，虽然无法做到流程密闭，但因其具有结构简单、操作管理方便、无需仪表控制即可进行连续性运行等多方面优点，至今仍是原油脱水的主要设备之一。在沉降罐内，理论上主要为油、水两层，实际生产中常产生上、中、下三层。上层为原油中水滴的沉降区；中层为水中油滴的上浮区和水中机械杂质的下沉区；下层为泥砂沉积区。2.1水洗过程如图1所示，加药破乳后的油水混合物由进口管进入进液分配管，经进液分配管以喷散状流入沉降罐底部的水层内，油滴的上浮和水滴的下沉过程在水层随即产生，当这一过程一直发生至油水界面处时，原油中大量的水已被脱出，习惯上将油水界面以下的油水分离过程称为水洗。水洗在油水沉降分离中的作用很重要。当油水混合物向上通过水层时，由于水的表面张力较大，这种力产生聚结水滴作用，原油中的游离水、破乳后粒径较大的水滴、盐类和亲水性固体杂质等在水洗过程中大量并入水层，水洗过程至油水界面处终止。由于大部分水从原油中分出，原油从油水界面处沿沉降罐截面上流动的流速减慢，为原油中较小粒径的水滴沉降创造了有利条件。另外，乳状液在活性水中上浮，由于乳状液与水层的剪切和摩擦作用，有利于W/O（油包水）型乳状液的破解，从而加速水滴的聚结和沉降。水洗的结果是，油相在设备内有很短的停留时间就可达到油中含水少的效果，剩下的是水中分离出油滴，一般需要较长的停留时间，除非在设备内加装相应的填料。2.2沉降过程水洗后的原油通过油水界面进入沉降段。这时大部分水已被分出，原油自油水界面沿罐截面向上流动的速度越来越小，原油及其携带的较小的水滴在密度差的作用下，连续相油不断上浮，分散相粒径较小的水滴不断从油中沉降下来；当原油上浮到1结构立式溢流沉降罐是以常压拱顶钢制储罐为主体，辅助进液分配、集油、集水及油水界面控制构件。图1是长庆油田典型的一种立式溢流沉降罐结构示意图。2工作原理立式溢流沉降罐的油水分离主要包括底部水层的水洗过程和上部油层中水滴的沉降两大过程，油水密度差是油水分离的主要动力。-46-油气田地面工程（wwyqtdmgc)第31卷第2期（2012.02）〈集输处理〉沉降罐上部液面时，以溢流方式维持恒液面运行，含水率很小的原油进入上部的集油槽并从脱出油出口管线排出；沉降罐底部的脱出水，经溢流水箱的虹吸上行管吸至一定高度后，经水箱内的堰板溢流至虹吸下行管通过排水管线排出。为了充分发挥破乳剂的作用，通常将沉降罐内排出的部分脱出水回掺到油水混合物入口管线内，来增加沉降罐来液含水率，以利于水洗过程中加快水滴的聚结速度。速度来确定，由公式（2）求出QwD=1.13（2）式中D为沉降罐的直径（m）；Q为含水原油流量（m3/s）；w为水滴沉降速度（由斯托克斯定律计算，m/s）。立式溢流沉降罐的直径还可以用表面负荷率进行计算。表面负荷率表示的是单位时间内在单位沉降面积上所处理的液量，其概念由沉降分离的浅池理论而来，1904年Hazen根据实践经验提出：在重力沉降中...