CN101619805A - 用在油气输送管道上的径流式流体涡流发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油气混合物流体的输送装置：用在油气输送管道上的径流式流体涡流发生器，由进口端、进口导管、外壳、端盖板、出口端连接成一体；在外壳内有一组由进口分流板、中间体、出口导流锥连接而成的装置；中间体与端盖板连接，端盖板与外壳连接；进口导管是一个曲形管，其末端与外壳的一侧呈垂直连接；中间体和外壳上可以固定有螺旋叶片；进口分流板与进口导管固定连接。和螺旋叶片的一端固定连接。本发明能使混合物流体在管道内以螺旋和分层方式流动，使管道输送的石蜡和结垢沉积量和传统的纯轴向输送相比减少90％以上。也减少了清理结蜡积垢的工作量，减少了输送动能损失，提高了输送效率，减少了输送成本。同时，本发明也可以适用于化工、医药、食品等领域的混合物流体的输送。

Description

用在油气输送管道上的径流式流体涡流发生器

技术领域

本发明涉及一种油气混合物流体的输送装置。

背景技术

通过管道输送的油气，含有原油、天然气、水等物质，其中原油中还存在大量的石蜡和结垢物，这些石蜡和结垢物在输送中会沉淀在输送管道的内壁上，持续一定时间后，沉淀物会越积越厚，输送管道的有效通径就会越来越小，管道的输送能力就大大下降。为了增强输送能力，传统的办法是用高温蒸汽溶解或者机械扩张等方式定期对管道进行除蜡除垢处理，这些方法工作强度大，清除效率低，清除后又容易再次积蜡结垢，清除效果不明显，就导致油气输送成本的升高。并且，油气混合物中包含的物质成分多，密度不一，在输送中，各物质混杂在一起，在同样的动能作用下，输送速度各不一致，势必增大了各物质之间的摩擦力，降低了管道整体的输送效率。

发明内容

本发明的目的是克服传统油气管道输送中积蜡结垢等问题，，提供一种可以有效提高油气输送能力、降低输送成本的装置——径流式流体涡流发生器。

本发明的技术方案是：由进口端(8)、进口导管(7)、外壳(2)、端盖板(9)、出口端(1)组成并前后连接成一体；在外壳(2)内有一组由进口分流板(6)、中间体(4)、出口导流锥(3)连接而成的装置；中间体(4)与端盖板(9)连接，端盖板(9)与外壳(2)连接；进口导管(7)是一个曲形管，其末端与外壳(2)的一侧呈垂直连接；螺旋叶片(5)固定莽中间体(4)和外壳(2)之间；进口分流板(6)伸入进口导管(7)内并与进口导管(7)固定连接，并与螺旋叶片(5)的一端固定连接。

使用时，将该径流式流体涡流发生器连接在输送管道上。油气输送中的混合物流体的组成物质主要包括油、天然气、水，石蜡和垢物等，其密度从大到小的排列顺序是：水＞油＞石蜡和垢物＞天然气。当混合物流体带压从输送管道进入涡流发生器时，通过曲形的进口导管，可以使混合物流体以径向方式进入外壳内部。进口导管连接在外壳一侧，导入的混合物流体通过进口分流板分流到了螺旋叶片的两侧面，使流动方向变为螺旋流动。在一定的工况和介质条件下，混合物流体通过进口导管、进口分流板和中间体，能直接产生涡流螺旋的效应，此时可取消螺旋叶片。进口分流板为螺旋叶片一端的延长面板，充分利用了螺旋叶片的有效截面，更顺利的将混合物流体导入螺旋空间，减少了动能损失。进口分流板、螺旋叶片、中间体、外壳内壁和端盖板组成了螺旋空间，在混合物流体进入后，部分动能转化成离心能量。在离心力作用下，因为混合物流体各种物质的密度差，混合物的螺旋流动就出现了分层，并且是按密度大小沿外壳内壁到轴心呈现水——油——石蜡和垢物——天然气的分层排列。在后续压力作用下，混合物流体将按照螺旋流动和分层排列的方式通过出口导流锥、出口端进入下一段输送管道。在分层排列方式的输送中，混合物流体中的石蜡和垢物处于中间层，与管内壁因为水层和油层的分隔而相互不接触，这样避免了其黏附和沉淀在管道内壁上，导致管道堵塞而造成输送能力下降。而且，混合物流体的分层流动，其各组成物质即形成相对独立的流动层，和纯轴向流动相比，减少了因各物质混杂输送产生的较大摩擦力，提高了输送效率。在长距离的管道输送中，会出现动能的衰减，为了减少积蜡结垢，每2Km——5Km设置一个轴流式流体涡流发生器。另外，出口处设置的导流锥，可以有效缓解因为混合物流体螺旋流动形成的其中间部分的紊流，紊流会造成动能的损失，这样混合物流体在管道内的流动就能保持相对稳定的旋转速度和轴向速度，减少了给管道带来的压力，提高了输送效率。并且，根据混合物组成物质和各物质在混合物中所占比例的不同及其他工况条件，通过调整外壳和中间体的尺寸，把螺旋叶片做成等螺旋或者变螺旋等方式，来保证进入径流式流体涡流发生器内的混合物流体有需要的旋转速度和轴向速度，这样也就提高了输送效率。同时，按照不同制造、安装和维修条件下的要求，该发明的中间体和端盖板，螺旋叶片、中间体和外壳，外壳和端盖板可以做成不可拆卸的一体化结构，也可以做成可拆的分体结构。而且，本发明不需要在混合物流动后附加任何动力，靠起初的动能和分离出的离心力即可实现轴向和螺旋流动，减少了途中对外来动力的依赖。最后，本发明全部部件密封在壳内，并和管道密闭相连，装修简单，运行安全可靠。

本发明能使管道输送中的石蜡和结垢沉积量和传统的纯轴向输送相比减少90％以上。也减少了清理结蜡积垢的工作量，减少了输送动能损失，提高了输送效率，减少了输送成本。同时，本发明也可以适用于化工、医药、食品等领域的混合物流体的输送。

附图说明

图1：本实用新型的整体结构示意图。

图2：图1的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图叙述本发明的两个实施例。

实施例1.带有螺旋叶片的径流式流体涡流发生器

图1为用在油气输送管道上的径流式流体涡流发生器。包括：进口端(8)、进口导管(7)、外壳(2)、端盖板(9)、出口端(1)、进口分流板(6)、螺旋叶片(5)、中间体(4)、出口导流锥(3)。由进口端(8)、进口导管(7)、外壳(2)、端盖板(9)、出口端(1)焊接接成一个管道；在外壳(2)内有一组由进口分流板(6)、螺旋叶片(5)、中间体(4)、出口导流锥(3)焊接而成的装置；中间体(4)与端盖板(9)连接，端盖板(9)与外壳(2)连接；进口导管(7)是一个曲形管，其末端与外壳(2)的一侧呈垂直连接；螺旋叶片(5)内端固定在中间体(4)上，外端固定在外壳(2)上，一端与进口分流板(6)固定连接；如图2所示：进口分流板(6)伸入进口导管(7)内并与进口导管(7)固定连接。使用时，将该径流式流体涡流发生器直接连接到油气管道上，每3Km设置一个径流式流体涡流发生器。

实施例2.没有螺旋叶片的径流式流体涡流发生器

该实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：中间体(4)上没有螺旋叶片(5)。进口分流板(6)伸入进口导管(7)内并与进口导管(7)固定连接。

Claims (3)

1.一种用在油气输送管道上的径流式流体涡流发生器，其特征在于：由进口端(8)、进口导管(7)、外壳(2)、端盖板(9)、出口端(1)连接成一体；在外壳(2)内有一组由进口分流板(6)、中间体(4)、出口导流锥(3)连接而成的装置；中间体(4)与端盖板(9)连接，端盖板(9)与外壳(2)连接；进口导管(7)是一个曲形管，其末端与外壳(2)的一侧呈垂直连接；进口分流板(6)伸入进口导管(7)内并与进口导管(7)固定连接。

2.按照权利要求1所述的用在油气输送管道上的径流式流体涡流发生器，其特征在于：中间体(4)和外壳(2)上固定有螺旋叶片(5)。

3.按照权利要求1或者2所述的用在油气输送管道上的径流式流体涡流发生器，其特征在于：进口分流板(6)和螺旋叶片(5)的一端固定连接。

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