CN108518202B - 一种井筒用多功能管式润滑元件 - Google Patents
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Abstract
一种井筒用多功能管式润滑元件，包括设置在油管内的轴流式旋流分离器，在其上下两侧分别设有与油管密封连接的防水隔板和来油端隔板，在其侧壁的进油口处连接有进油管，该进油管穿过来油端隔板与油管连通，该分离器下部的底流水管通过单向阀连接有水管；在防水隔板上侧设有环状流发生器，所述水管穿过防水隔板与环状流发生器连通；分离器顶部设置带有溢流油管的分离器盖板，该溢流油管穿过防水隔板与环状流发生器上方的内油管连通，所述内油管与油管通过均匀分布的数个分隔垫板相连接。本发明可以有效生成CAF起到管壁润滑的作用，并能解决停输或同心环偏心破坏后CAF再修复问题，降低油流阻力、提高输送效率、降低后续原油处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种井筒用多功能管式润滑元件，属于原油井筒举升节能减阻领域。
背景技术
目前深水石油开发已成为国际石油巨头竞相布局的焦点，深水石油尤其是易凝高黏原油的开发面临很多挑战，其流动改进是深水原油流动保障与降本增效的有效途径，目前多采用加热、稀释与加剂等方法，但普遍存在处理量大、能耗高或外加介质多等问题。
水环是稠油流动润滑减阻的有效手段之一，在管道内壁注入水环，控制一定的运行操作条件，可形成中心环状流CAF(Core Annular Flow)或波状中心环状流WCAF(WavyCore Annular Flow)，水环将削弱管壁和流体之间的剪切应力，从而降低油流阻力。国内外学者的大量实验研究都充分证实了水环的减阻作用显著。但是，润滑元件设计相对比较滞后，且多局限于油水分相入管的CAF发生装置，鲜见CAF破坏后再修复的润滑装置设计报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种井筒用多功能管式润滑元件，不仅可以有效生成CAF起到管壁润滑的作用，而且可以很好解决停输或同心环偏心破坏后CAF再修复问题，能够有效降低油流阻力、提高海管输送效率、降低后续原油处理成本。
本发明采取的技术方案是：
一种井筒用多功能管式润滑元件，包括设置在油管内的轴流式旋流分离器，该轴流式旋流分离器沿油管轴线方向设置，在轴流式旋流分离器上下两侧分别设有与油管密封连接的防水隔板和来油端隔板，在轴流式旋流分离器侧壁的进油口处连接有进油管，该进油管向下穿过来油端隔板与油管的来油端连通，轴流式旋流分离器下部的底流水管通过单向阀连接有水管；在防水隔板的上侧，由下向上顺序设有环状流发生器、防油隔板和内油管，所述水管穿过防水隔板并与环状流发生器连通；轴流式旋流分离器顶部设有分离器盖板，在分离器盖板上设有溢流油管，该溢流油管依次穿过防水隔板、防油隔板并与所述内油管相连通，所述内油管与油管通过均匀分布的数个分隔垫板相连接。
进一步的，所述轴流式旋流分离器的长度与直径之比不低于30。
进一步的，所述轴流式旋流分离器的进油口为切向入口。
进一步的，所述轴流式旋流分离器内壁涂有亲水疏油涂层。
进一步的，所述分隔垫板设有四个。
本发明的有益效果：
本发明将井下轴流式旋流分离器与水环生成器有机集成为管式润滑元件，集多种功能于一体，可完成深水原油采输过程中的油水初步分离，再结合设置的内油管，使得水环生成器生成均匀稳定的环状流，不仅可以有效生成CAF起到管壁润滑的作用，而且可以很好解决停输或同心环偏心破坏后CAF再修复问题，能够有效降低油流阻力、提高海管输送效率、降低后续原油处理成本。
本发明元件可以在深水原油采输管路中需要润滑的管段就地安装，灵活方便。
本发明元件采用水力旋流分离原理，无需耗电或增加额外介质，即可实现来油的油水分离，分离后的水直接用于环状流水环的生成，可实现资源合理利用。
附图说明
图1为本发明的井筒用多功能管式润滑元件结构示意图；
图2为图1中的A-A断面图；
图3为图1中的B-B断面图；
图4为图1中的C-C断面图；
图5为图1中的D-D断面图；
图1中，1-油管、2-分隔垫板、3-内油管、4-防油隔板、5-环状流发生器、6-防水隔板、7-分离器盖板、8-水管、9-单向阀、10-来油端隔板、11-溢流油管、12-进油口、13-轴流式旋流分离器、14-进油管、15-底流水管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种井筒用多功能管式润滑元件，包括设置在油管1内的轴流式旋流分离器13，该轴流式旋流分离器13沿油管1轴线方向设置，其长度与直径之比不低于30，以保证轴流式旋流分离器液液分离效率，在其内壁上涂有亲水疏油涂层，以保证油品不易粘附于轴流式旋流分离器内壁。
在轴流式旋流分离器13上下两侧分别设有与油管1密封连接的防水隔板6和来油端隔板10，通过密封，以保证油、水无法渗入；在轴流式旋流分离器13侧壁的进油口12处连接有进油管14(参见图4)，该进油管14向下穿过来油端隔板10与油管1的来油一端连通(参见图5)，使得油管1内的油水混合物依次通过进油管14、进油口12进入轴流式旋流分离器13，轴流式旋流分离器13下部的底流水管15通过单向阀9连接有水管8；
在防水隔板6的上侧，由下向上顺序设有环状流发生器5、防油隔板4和内油管3，防油隔板4的作用是将环状流发生器5和内油管3隔离开；所述水管8穿过防水隔板6并与环状流发生器5连通(参见图3)；轴流式旋流分离器13顶部设有分离器盖板7，在分离器盖板7上设有溢流油管11，该溢流油管11依次穿过防水隔板6、防油隔板4并与所述内油管3相连通，所述内油管3与油管1通过均匀分布的四个分隔垫板2相连接，以保证所形成水环的稳定性。
所述轴流式旋流分离器13的进油口12为切向入口，以保证粘油沿切向方向进入。
实际应用时，油管1中来油通过进油管14，并由进油口12进入轴流式旋流分离器13，经油水分离后，油流通过溢流油管11进入内油管3，再流进油管1，水流依次通过底流水管15、单向阀9、水管8进入环状流发生器5后形成水环，水环通过内油管3与油管1之间的环形空间流入油管1(参见图2)，最终形成环状流，达到管道润滑的目的。
Claims (5)
1.一种井筒用多功能管式润滑元件，其特征在于，包括设置在油管(1)内的轴流式旋流分离器(13)，该轴流式旋流分离器(13)沿油管(1)轴线方向设置，在轴流式旋流分离器(13)上下两侧分别设有与油管(1)密封连接的防水隔板(6)和来油端隔板(10)，在轴流式旋流分离器(13)侧壁的进油口(12)处连接有进油管(14)，该进油管(14)向下穿过来油端隔板(10)与油管(1)来油端连通，轴流式旋流分离器(13)下部的底流水管(15)通过单向阀(9)连接有水管(8)；在防水隔板(6)的上侧，由下向上顺序设有环状流发生器(5)、防油隔板(4)和内油管(3)；所述水管(8)穿过防水隔板(6)并与环状流发生器(5)连通；轴流式旋流分离器(13)顶部设有分离器盖板(7)，在分离器盖板(7)上设有溢流油管(11)，该溢流油管(11)依次穿过防水隔板(6)、防油隔板(4)并与所述内油管(3)相连通，所述内油管(3)与油管(1)通过均匀分布的数个分隔垫板(2)相连接。
2.如权利要求1所述的一种井筒用多功能管式润滑元件，其特征在于，所述轴流式旋流分离器(13)的长度与直径之比不低于30。
3.如权利要求1所述的一种井筒用多功能管式润滑元件，其特征在于，所述轴流式旋流分离器(13)的进油口(12)为切向入口。
4.如权利要求1所述的一种井筒用多功能管式润滑元件，其特征在于，所述轴流式旋流分离器(13)内壁涂有亲水疏油涂层。
5.如权利要求1所述的一种井筒用多功能管式润滑元件，其特征在于，所述分隔垫板(2)设有四个。
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