随着油田的不断开发，油田的综合含水越来越高，为了提液上产，采取了各种各样的增产措施，使得原油的油品性质发生了很大变化。采出液都进入沉降罐和电脱水器，运用传统的重力沉降、热化学沉降、电化学脱水工艺已显得力不从心；注水站回收的老化油、站外回收的落地油、注聚合物驱产生的三采液也进入了集输系统，这些乳化严重的老化油一进入电脱水器就破坏电场，造成外输原油含水超标。因此，研究新的脱水方法，尤其是适应特高含水期采出液的油水分离技术，是当前生产的急需。

大量的文献表明，离心机在液-液-固三相分离上有独特的分离效果，是一种成熟的方法。离心机的生产和应用在国外已有多年的历史，并已应用于污水处理、原油脱水等方面，取得了很好的效果，但价格昂贵。如应用于国内油田的电脱水和含油污水处理工艺，则运行费用要增高许多。而国内生产应用离心机还处于起步阶段，且主要用于医药、化工等行业。为了验证离心机用于油田原油脱水的效果，借用了辽阳制药机械股份有限公司生产的具有国内领先水平的碟片离心机（处理量为10m³/h）样机在胜利油田进行了原油脱水试验，并取得了预期的效果，为今后合作开发适应油田的大处理量的离心机奠定了一定的基础。

1 DRY-500碟片式离心机的结构与工作原理

1.1 技术参数

内径：500mm

转鼓：4450r/min

分离因数：5760

处理能力：10m³/h

电机功率：15kW

整机重量：1500kg

外形尺寸：1200×1100×1780mm

1.2 结构

DRY-500碟片式离心机主要是由碟片、转鼓、主轴、摩擦离合器螺旋齿轮副、电动机、重液泵、轻液泵等组成。

1.3 工作原理

电机通过摩擦离合器螺旋齿轮副驱动转鼓绕主轴心做高速回转，料液由上部中心进料管流至转鼓底部，经碟片座下缘及座上的分流孔进入碟片间隙。在离心力场的作用下，比液体重的固相物沉向转鼓内壁，形成沉渣，待停机后由人工去除。

在转鼓内部非均一相液体，在离心力场的作用下分离，水相沿碟片内锥壁由中心孔向下流动，经重液泵排出机外；油沿碟片外锥壁向上流动，经轻液泵排出机外。由于此机碟片的特定结构，因而有利于含水较多的料液分离，即非常适用于重液相大于60%以上的原料。

2 现场试验

2.1 试验点概况及试验情况

试验地点选在胜利油田东辛采油厂102联合站的老化油池和两相分离器附近。102站的脱水能力为250×10⁴t/a，处理液量19340m³/d，其中电脱2170t/d，原油密度为0.8870g/cm³，原油粘度为43.6mm²/s，老化油粘度为107.3mm²/s。进行了为期12天的试验，离心机累计运行48h，累计处理原油230t。

2.2 试验目的

（1）验证离心机能否代替现有的脱水工艺和装置进行原油脱水。

（2）验证离心机对高含水原油的分离效果。

（3）验证离心机对高度乳化油的分离效果。

2.3 试验流程

站内污水处理后回收的污油、注水站回收的长期乳化油和作业过程中的落地油，长期放置在污油池内，待蓄满后用提升泵打到沉降罐。

（1）对污油池内的老化油进行脱水处理。将离心机安装在污油池附近，试验前先对池内污油进行加热，待污油温升到45℃左右时，用污油泵将油泵入离心机，经脱水分离后，经出口取样阀取样化验后再回到污油池。处理后的污水经取样阀取样化验后，由出口管回到污油池。

（2）对进站高含水油进行离心脱水处理。将离心机安装在两相分离器出口。高含水原油经流量计计入离心机，处理后的原油经出口取样阀取样化验后和脱出污水一并进入低含水油罐（离心机出口压力高达1.6MPa）。

3 试验结果分析

（1）通过不同流量、不同含水、不同温度的原油脱水试验表明，采用DRY-500碟片式离心机对高含水原油进行分离脱水时效果很好，技术指标基本达到了预期目标。当来油平均含水为93.8%时，处理后平均含水为0.44%，脱水率为99.6%。

（2）处理效果稳定，不受原油温度和含水的影响。油温在35.5～60℃、含水在70%～98%变化时，原油含水基本能达到小于0.5%的部颁标准。

（3）运行平稳，负荷变化小，电流平稳，当流量在3.7～9.3m³/h之间变化时，电流一般在15～19A之间变化，脱水实际电耗为1.019kW·h/m³。

（4）原油脱出水中含油平均为89mg/L。机械杂质含量210mg/L，能满足污水处理指标的要求。

（5）从试验结果可看出，对“老化油”的处理效果不够理想，较好的也只能达到50%。主要原因是：①针对性不强；②该机不是自动除渣（砂）机型，由于污油含砂量较高，碟片没有修改（碟片间隙只有0.5mm，碟片中层进油通道堵塞之后，分离作用即大大降低；③污油池中的“老化油”不具备加热与加药的条件。

4 结论

（1）DRY-500碟片式离心机整体为不锈钢材质，制造精密，运行平稳，重量轻，体积小（仅1500kg），搬运安装方便。

（2）脱水效果好，不受温度和含水的影响，特别适用于边远小区块油田和海上平台。可选取小区块油田，设计一套以离心机原油脱水、水力旋流器污水处理为主要工艺流程的原油脱水新工艺，配套变频调速装置，对其进行全面的考核，拿出准确的实验数据，为能否代替现有工艺流程设备提供准确依据，也为工业推广应用打好基础。

（3）离心机占地面积小，分离效率高，可以大大简化联合站内的工艺流程、设备，节省投资，操作方便，维护简单，可大大减轻工人的操作管理强度。

（4）在本次试验的基础上对生产油田用大型碟片式离心机提以下几点建议：

①对机型进行有针对性改造，参考国外离心机技术，采用不同的比重环，使之适应高中低含水原油的分离脱水要求和污水处理要求。

②针对油田油气水砂并存的实际情况，必须研制自动除砂机型，在不停机的情况下，自动连续清除固相。

③针对油田所处的环境条件，除了关键的运转零部件用不锈钢材料外，其余非转动部件均可用国产普通钢材代替，如外壳、配管、底座等，这样可以降低设备造价。

④开发研制大型碟片式离心机，其能力可先考虑在25～30m³/h范围内，继续进行工业性试验，看其能否替代现用的电脱水设备。