隨著油田的不斷開發，油田的綜合含水越來越高，為了提液上產，采取了各種各樣的增產措施，使得原油的油品性質發生了很大變化。采出液都進入沉降罐和電脫水器，運用傳統的重力沉降、熱化學沉降、電化學脫水工藝已顯得力不從心；注水站回收的老化油、站外回收的落地油、注聚合物驅產生的三采液也進入了集輸系統，這些乳化嚴重的老化油一進入電脫水器就破壞電場，造成外輸原油含水超標。因此，研究新的脫水方法，尤其是適應特高含水期采出液的油水分離技術，是當前生產的急需。

大量的文獻表明，離心機在液-液-固三相分離上有獨特的分離效果，是一種成熟的方法。離心機的生產和應用在國外已有多年的歷史，并已應用于污水處理、原油脫水等方面，取得了很好的效果，但價格昂貴。如應用于國內油田的電脫水和含油污水處理工藝，則運行費用要增高許多。而國內生產應用離心機還處于起步階段，且主要用于醫藥、化工等行業。為了驗證離心機用于油田原油脫水的效果，借用了遼陽制藥機械股份有限公司生產的具有國內領先水平的碟片離心機（處理量為10m3/h）樣機在勝利油田進行了原油脫水試驗，并取得了預期的效果，為今后合作開發適應油田的大處理量的離心機奠定了一定的基礎。

1 DRY-500碟片式離心機的結構與工作原理

1.1 技術參數

內徑：500mm

轉鼓：4450r/min

分離因數：5760

處理能力：10m3/h

電機功率：15kW

整機重量：1500kg

外形尺寸：1200×1100×1780mm

1.2 結構

DRY-500碟片式離心機主要是由碟片、轉鼓、主軸、摩擦離合器螺旋齒輪副、電動機、重液泵、輕液泵等組成。

1.3 工作原理

電機通過摩擦離合器螺旋齒輪副驅動轉鼓繞主軸心做高速回轉，料液由上部中心進料管流至轉鼓底部，經碟片座下緣及座上的分流孔進入碟片間隙。在離心力場的作用下，比液體重的固相物沉向轉鼓內壁，形成沉渣，待停機后由人工去除。

在轉鼓內部非均一相液體，在離心力場的作用下分離，水相沿碟片內錐壁由中心孔向下流動，經重液泵排出機外；油沿碟片外錐壁向上流動，經輕液泵排出機外。由于此機碟片的特定結構，因而有利于含水較多的料液分離，即非常適用于重液相大于60%以上的原料。

2 現場試驗

2.1 試驗點概況及試驗情況

試驗地點選在勝利油田東辛采油廠102聯合站的老化油池和兩相分離器附近。102站的脫水能力為250×10⁴t/a，處理液量19340m3/d，其中電脫2170t/d，原油密度為0.8870g/cm3，原油粘度為43.6mm²/s，老化油粘度為107.3mm²/s。進行了為期12天的試驗，離心機累計運行48h，累計處理原油230t。

2.2 試驗目的

（1）驗證離心機能否代替現有的脫水工藝和裝置進行原油脫水。

（2）驗證離心機對高含水原油的分離效果。

（3）驗證離心機對高度乳化油的分離效果。

2.3 試驗流程

站內污水處理后回收的污油、注水站回收的長期乳化油和作業過程中的落地油，長期放置在污油池內，待蓄滿后用提升泵打到沉降罐。

（1）對污油池內的老化油進行脫水處理。將離心機安裝在污油池附近，試驗前先對池內污油進行加熱，待污油溫升到45℃左右時，用污油泵將油泵入離心機，經脫水分離后，經出口取樣閥取樣化驗后再回到污油池。處理后的污水經取樣閥取樣化驗后，由出口管回到污油池。

（2）對進站高含水油進行離心脫水處理。將離心機安裝在兩相分離器出口。高含水原油經流量計計入離心機，處理后的原油經出口取樣閥取樣化驗后和脫出污水一并進入低含水油罐（離心機出口壓力高達1.6MPa）。

3 試驗結果分析

（1）通過不同流量、不同含水、不同溫度的原油脫水試驗表明，采用DRY-500碟片式離心機對高含水原油進行分離脫水時效果很好，技術指標基本達到了預期目標。當來油平均含水為93.8%時，處理后平均含水為0.44%，脫水率為99.6%。

（2）處理效果穩定，不受原油溫度和含水的影響。油溫在35.5～60℃、含水在70%～98%變化時，原油含水基本能達到小于0.5%的部頒標準。

（3）運行平穩，負荷變化小，電流平穩，當流量在3.7～9.3m3/h之間變化時，電流一般在15～19A之間變化，脫水實際電耗為1.019kW·h/m3。

（4）原油脫出水中含油平均為89mg/L。機械雜質含量210mg/L，能滿足污水處理指標的要求。

（5）從試驗結果可看出，對“老化油”的處理效果不夠理想，較好的也只能達到50%。主要原因是：①針對性不強；②該機不是自動除渣（砂）機型，由于污油含砂量較高，碟片沒有修改（碟片間隙只有0.5mm，碟片中層進油通道堵塞之后，分離作用即大大降低；③污油池中的“老化油”不具備加熱與加藥的條件。

4 結論

（1）DRY-500碟片式離心機整體為不銹鋼材質，制造精密，運行平穩，重量輕，體積小（僅1500kg），搬運安裝方便。

（2）脫水效果好，不受溫度和含水的影響，特別適用于邊遠小區塊油田和海上平臺。可選取小區塊油田，設計一套以離心機原油脫水、水力旋流器污水處理為主要工藝流程的原油脫水新工藝，配套變頻調速裝置，對其進行全面的考核，拿出準確的實驗數據，為能否代替現有工藝流程設備提供準確依據，也為工業推廣應用打好基礎。

（3）離心機占地面積小，分離效率高，可以大大簡化聯合站內的工藝流程、設備，節省投資，操作方便，維護簡單，可大大減輕工人的操作管理強度。

（4）在本次試驗的基礎上對生產油田用大型碟片式離心機提以下幾點建議：

①對機型進行有針對性改造，參考國外離心機技術，采用不同的比重環，使之適應高中低含水原油的分離脫水要求和污水處理要求。

②針對油田油氣水砂并存的實際情況，必須研制自動除砂機型，在不停機的情況下，自動連續清除固相。

③針對油田所處的環境條件，除了關鍵的運轉零部件用不銹鋼材料外，其余非轉動部件均可用國產普通鋼材代替，如外殼、配管、底座等，這樣可以降低設備造價。

④開發研制大型碟片式離心機，其能力可先考慮在25～30m3/h范圍內，繼續進行工業性試驗，看其能否替代現用的電脫水設備。