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第1章 生产设备1

简介1

设备运行6

设备类型7

第2章 工艺选择10

简介10

控制工艺10

控制阀的操作10

压力控制10

液位控制13

温度控制13

流量控制14

基本系统构成14

井口和管汇14

分离14

起始分离压力14

多级分离14

分离级数选择16

不同自喷油压的油田17

分离器运行压力确定17

两相与三相分离器18

工艺流程18

原油处理和储存19

矿场原油自动接受、取样、计量、转输系统（LACT）21

泵23

水处理23

压缩机23

气体脱水24

试井27

气举27

有关海上平台30

综述30

模块化施工30

设备布置30

第3章 基本原理32

简介32

油田化学基础32

元素、化合物和混合物32

相对原子质量和相对分子质量32

烃的命名33

石蜡烃（CnH2n+2）33

石蜡烃化合物34

酸和碱34

流体分析34

物理性质35

相对分子质量和表观相对分子质量36

气体相对密度和密度37

非理想气体状态方程39

对比性质40

液体密度和相对密度48

黏度51

气体黏度52

液体黏度52

油-水混合物黏度52

相态55

体系组分56

单组分体系56

多组分体系58

贫气体系58

富气体系58

反凝析体系59

相包络线的应用60

黑油油藏60

相图性质60

矿场性质60

实验室分析61

挥发油油藏61

相图性质61

矿场性质61

实验室分析61

反凝析气油藏62

相图性质62

矿场性质62

实验室分析62

湿气油藏63

相图性质63

矿场性质63

干气油藏63

相图性质63

设计所需资料64

闪蒸计算64

流体性质描述79

气体相对分子质量80

气体流量80

液体相对分子质量81

液体相对密度81

液体流量82

流体83

近似闪蒸计算83

其他性质84

习题87

参考文献92

第4章 油气两相分离93

简介93

相平衡93

影响分离的因素94

气液分离器功能性部分94

入口分流区94

集液区94

重力沉降区95

捕雾器区95

设备描述96

卧式分离器96

立式分离器96

球形分离器97

离心分离器98

文丘里分离器98

双筒卧式分离器99

带“立式筒体”或称“集水器”的卧式分离器100

过滤分离器100

涤气器101

液体段塞捕集器101

关于设备选型101

容器内部构件103

入口分流器103

防波板105

消泡板106

防涡器106

蒸馏井106

喷砂嘴和排砂管106

捕雾器107

简介107

作用在液滴上的重力和拖曳力108

冲击型108

阻挡式109

丝网式110

微纤维式113

其他构型114

最终选型115

潜在运行问题116

泡沫原油116

石蜡117

砂子117

液体携带117

气窜118

液体段塞118

设计理论119

沉降119

液滴大小123

停留时间124

液体再捕集124

分离器设计124

卧式分离器的尺寸确定——半满式124

气体容量约束125

液体容量约束127

缝间长度129

长细比129

确定卧式分离器尺寸的步骤——半满式130

非半满式卧式分离器尺寸的确定130

气体容量约束131

液体容量约束132

立式分离器尺寸确定133

气体容量约束134

液体容量约束136

缝间长度137

长细比138

确定立式分离器尺寸的步骤139

示例139

符号说明144

综合练习146

习题148

参考文献152

第5章 油气水三相分离153

简介153

设备描述154

卧式分离器154

式（5-1）的推导157

游离水脱除器157

导流器157

带有“立式筒体”的卧式三相分离器158

立式分离器159

有关设备选型162

容器内部设置163

聚结板163

湍流聚结器163

潜在运行问题164

乳状液164

设计原理164

气体分离164

油-水沉降164

油中水滴尺寸165

水中油滴尺寸165

停留时间166

分离器设计166

确定卧式分离器尺寸——半满法166

气体容量约束166

停留时间约束167

式（5-4a）和式（5-4b）的推导167

油相中水滴的沉降169

式（5-5a）和式（5-5b）的推导169

式（5-7）的推导171

水相中油滴的分离172

缝间长度172

长细比173

确定卧式三相分离器尺寸的方法——半满法173

非半满法确定卧式分离器的方法174

气体容量约束174

停留时间约束175

沉降方程约束176

立式分离器的尺寸计算177

气体容量约束178

油相中水滴的沉降分离179

式（5-21a）和式（5-21b）的推导179

水相中油滴的沉降分离180

停留时间约束181

式（5-24a）和式（5-24b）的推导181

缝间长度182

长细比183

确定立式三相分离器尺寸的方法183

示例185

符号说明192

综合练习195

习题197

第6章 压力容器的机械设计201

简介201

设计参数201

温度设计201

压力设计201

允许压力最大值203

壁厚确定203

耐腐蚀度207

检查方法208

容器重量估算209

压力容器的规格与设计210

压力容器规格210

装配图213

喷嘴214

防涡器215

检修孔216

容器底座216

梯子和平台216

压力安全阀217

防腐措施217

综合练习221

习题222

参考文献224

第7章 原油处理及脱盐系统225

原油处理系统简介225

设备描述225

游离水脱除器225

带有内置和外置集气立管的油水分离沉降罐226

卧式液体处理器229

加热器231

间接加热器232

直接加热器232

余热回用232

加热器尺寸计算233

加热处理器233

立式加热处理器233

聚结介质236

卧式加热处理器236

静电加热处理器240

原油脱水器243

热处理器尺寸设计245

乳状液处理理论245

简介245

乳状液245

密度差246

水滴尺寸246

黏度246

界面张力246

乳化剂的存在和浓度247

水的矿化度247

乳状液的老化247

搅动作用247

乳化剂248

破乳剂249

瓶试法250

现场试验251

现场优化251

破乳剂更换251

破乳剂问题解决途径251

乳状液处理方法252

概述252

加药方式252

化学剂用量252

关于瓶试法252

脱水速度253

乳化层253

界面253

水相浊度253

油色253

离心作用253

化学剂筛选253

沉降罐或“油水分离罐”253

立式热处理器253

卧式热处理器254

沉降时间254

聚并254

黏度255

热作用257

电聚并261

水滴大小及停留时间262

处理设备尺寸设计262

概述262

所需热量263

式（7-5a）和式（7-5b）的推导263

关于重力分离264

沉降方程264

卧式容器265

式（7-8a）和式（7-8b）的推导265

立式容器266

油水分离器266

横向流处理器266

式（7-10a）、式（7-10b）、式（7-11a）和式（7-11b）的推导267

停留时间方程268

卧式容器268

立式容器268

油水分离器269

横向流处理器269

式（7-12a）和式（7-12b）的推导269

水滴尺寸270

设计步骤271

设计步骤概述271

立式加热处理器及油水分离器（带有内／外集气立管的水洗罐）的设计步骤272

卧式加热处理器的设计步骤272

横向流处理器的设计步骤272

示例275

实际应用280

带有内／外集气立管的油水分离器280

热处理器280

热静电处理器280

原油脱盐系统280

简介280

设备描述281

脱盐器281

混合设备281

球形阀281

喷雾嘴281

静态混合器281

过程描述282

一级脱盐283

二级脱盐283

符号说明284

综合练习285

习题288

参考文献291

第8章 原油稳定292

简介292

基本原理292

相平衡292

闪蒸计算293

流程293

多级分离293

原油热处理器293

液态烃稳定器294

冷却进料稳定器295

回流式稳定器296

设备描述297

稳定塔297

塔板和填料298

塔板298

填料300

塔板或填料的选择301

稳定塔再沸器302

稳定塔冷却器302

稳定塔回流系统302

稳定塔进料冷却器302

稳定塔加热器302

稳定塔设计303

用作气体处理装置的稳定塔305

第9章 采出水处理系统306

简介306

处理标准306

海上作业306

陆上作业307

采出水的特点307

溶解固体307

沉淀固体（垢）307

碳酸钙（CaCO3）307

硫酸钙（CaSO4）308

二硫化亚铁（FeS2）308

硫酸钡和硫酸锶（BaSO4和SrSO4）308

除垢308

用化学阻垢剂控制垢的形成308

砂和其他悬浮固体309

溶解气体309

水包油乳状液310

溶解油浓度310

分散油311

有毒物质312

自然存在的放射性物质313

细菌314

系统描述314

原理316

重力分离316

聚结316

分散317

浮选317

过滤319

设备描述和计算320

撇油罐和撇油容器320

结构320

立式320

卧式320

压力与常压容器322

停留时间322

性能考虑323

撇油器计算式323

卧式圆筒形容器：半满型323

式（9-7）的推导324

卧式矩形截面撇油器326

式（9-12）的推导326

式（9-13）的推导327

立式圆筒形撇油器328

式（9-15）的推导328

式（9-17）的推导329

聚结器330

板式聚结器330

平行板隔油池（PPI）331

波纹板隔油池（CPI）332

交叉流设备334

性能考虑335

选择标准337

聚结器尺寸计算方程339

式（9-18）的推导339

式（9-19）的推导340

CPI尺寸计算341

交叉流设备的尺寸计算342

油／水／沉淀物聚结分离器343

油／水／沉淀物计算344

性能考虑344

撇油器／聚结器344

基质类型346

松散介质346

性能考虑346

沉降器／聚结过滤器347

自由湍流聚结器348

性能考虑349

浮选设备352

溶气气浮352

分散气浮设备353

水力诱导设备355

机械诱导设备356

其他设备357

分散气浮设备的计算357

性能考虑359

水力旋流器362

概述362

工作原理362

静态水力旋流器363

动态水力旋流器365

选择标准和应用指南365

计算和设计366

排放管柱366

排放管柱尺寸计算367

式（9-26）的推导367

式（9-27）的推导369

撇油管柱369

撇油管柱尺寸计算369

式（9-28）的推导370

排放系统371

设计所需的资料371

排放污水水质371

来水水质372

采出污水372

溶解油373

甲板污水373

设备选择步骤373

设备技术规格374

撇油罐374

盘管组件系统374

CPI分离器374

交叉流设备375

浮选池375

排放管柱375

符号说明382

综合练习384

参考文献385

第10章 注水系统386

简介386

固体去除理论387

去除水中悬浮固体387

重力沉降387

浮选设备388

过滤389

惯性碰撞389

扩散截留389

直接截留390

过滤器类型390

非固定孔结构的介质390

固定孔结构的介质391

表层过滤介质392

过滤器类型总结392

去除等级392

标准等级392

绝对等级393

Beta（β）等级系统393

选择适当的过滤器394

流体性质394

流量394

温度394

压降395

表面积395

有效体积396

过滤程度396

初过滤397

混凝剂和絮凝397

测定水的配伍性397

固体去除设备描述399

重力沉降罐400

卧式圆筒重力沉降器402

卧式矩形截面重力沉降器404

立式圆筒形重力沉降器404

板式聚结器405

水力旋流器405

离心机407

浮选设备407

简便筒式过滤器407

可反冲洗的筒式过滤器409

颗粒介质过滤器409

硅藻土过滤器414

化学除氧设备416

符号说明417

附录A 水处理主要术语定义419

附录B 水样取样技术422

附录C 油含量分析技术425

附录D 术语汇编428

附录E 常用单位换算表438