CN108868737B - 一种水下原油除砂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明专利涉及海上油田开采技术领域，适用于海底油井产出物除砂，具体涉及一种水下原油除砂装置。该装置包括化学清洗液注入模块，一级分离模块，二级分离模块，三级分离模块，海水注入模块，底座，其中，一级分离模块、二级分离模块、三级分离模块及海水注入模块通过输送管线依次连接，固定在海底出油管汇附近的底座上，化学清洗液注入模块的一端连接在海上采油平台，另一端与一级分离模块相连接，海水注入模块与二级分离模块、三级分离模块相连接，处理后的固相砂由三级射流泵排入外海。本发明在海底出油管汇即可进行原油除砂作业，无需通过增压泵将固相砂输送至海上平台；降低了增压泵及输油管道中固相砂的含量，延长了使用寿命，提高了原油产量。
Description
技术领域
本发明专利涉及海上油田开采技术领域，适用于海底油井产出物除砂，具体涉及一种水下原油除砂装置。
背景技术
在海上油田开采过程中，原油经水下混输泵增压后，通过水下输油管线输送到海上平台或船只进行各相分离处理，原油中含有的固相砂等杂质会对水下混输泵及输油管线产生冲蚀作用，影响泵外特性和管路特性，进而产生磨损降低水下混输泵的性能和使用寿命，最终影响原油产量。降低原油中的含砂率对于提高水下混输泵及输油管线使用寿命、原油产量十分重要，因此，需要一种水下原油除砂装置，降低海底产出原油中的固相杂质含量，延长水下混输泵及输油管线的使用寿命，提高产量。
发明内容
针对当前一些海上油田原油含砂率高，影响水下混输泵及输油管线使用寿命、原油产量的问题，本发明提供了一种水下原油除砂装置，旨在降低增压泵及输油管线中固相砂的含量，延长水下混输泵及输油管线的使用寿命，提高原油产量，实现环保性无害排放。
本发明采用的技术方案如下：一种水下原油除砂装置，该装置包括化学清洗液注入模块，一级分离模块，二级分离模块，三级分离模块，海水注入模块，底座，其中，一级分离模块、二级分离模块、三级分离模块及海水注入模块通过输送管线依次连接，固定在海底出油管汇附近的底座上，化学清洗液注入模块的一端连接在海上采油平台，另一端与一级分离模块相连接，海水注入模块与二级分离模块、三级分离模块相连接，处理后的固相砂由三级射流泵排入外海。
所述的化学清洗液注入模块包括陆上动力泵，清洗液输送管线，一级射流泵，排出管线，其中，陆上动力泵为化学清洗液提供动力，化学清洗液由碱性水洗剂组成，经清洗液输送管线至一级爪形喷嘴和一级射流泵，化学清洗液作为一级射流泵的动力液，将一级分离模块的混合物吸出，经排出管线输送至二级分离模块。
所述的一级分离模块包括一级输入端，一级罐体，一级出砂口，一级出油口，一级上隔板，一级旋流除砂分离器，一级下隔板，一级爪形喷嘴，其中，一级罐体为耐压容器，外部呈圆筒形，内部被一级上隔板、一级下隔板分成上中下三层，一级罐体中层圆形空间内均匀布置了6个一级旋流除砂分离器，一个在中心处，周围环绕着其他5个，可以充分利用有限的圆形空间，保证除砂效率，海底出油管汇的原油由一级输入端进入一级罐体内部中层空间，由一级旋流除砂分离器进行除砂作业，完成除砂的原油进入一级罐体内部上层空间，由一级出油口排出，附着有少量原油的固相砂进入一级罐体内部下层空间，一级爪形喷嘴布置在一级罐体内部下层空间，其上端的弯管与清洗液输送管线相连接，下端的爪形圆管下端面均匀布置了喷嘴，化学清洗液经一级爪形喷嘴进入一级罐体内部下层空间，与含有少量原油的固相砂混合，使固相砂与附着的原油互相脱离，一级爪形喷嘴还具有搅拌的作用，向下喷射的化学清洗液可防止固相砂聚集在底部，堵塞一级出砂口，一级出砂口在一级罐体的底部，与一级射流泵相连接，由陆上动力泵注入的化学清洗液作为动力液进入一级射流泵，进而将一级罐体内部下层空间的砂、少量原油、化学清洗液等混合物经一级出砂口吸出，完成原油与固相砂的一级分离。
所述的二级分离模块包括二级输入端，二级罐体，二级出砂口，二级出油口，二级上隔板，二级旋流除砂分离器，二级下隔板，二级爪形喷嘴，其中，二级罐体内部被二级上隔板、二级下隔板分成上中下三层，二级罐体中层圆形空间内均匀布置了6个二级旋流除砂分离器，由一级分离模块排出的砂、少量原油、化学清洗液等混合物经排出管线进入二级罐体内部中层空间，由二级旋流除砂分离器进行除砂作业，完成除砂的原油、化学清洗液等液相混合物进入二级罐体内部上层空间，由二级出油口排出，附着有少量化学清洗液及微量原油的固相砂进入二级罐体内部下层空间，二级爪形喷嘴布置在二级罐体内部下层空间，其上端的弯管与海水注入管线相连接，下端的爪形圆管下端面均匀布置了喷嘴，海水由水下动力泵提供动力，经海水注入管线和二级爪形喷嘴进入二级罐体内部下层空间，与附着有少量化学清洗液及微量原油的固相砂混合，清洗砂粒，使固相砂与附着的化学清洗液分离，二级爪形喷嘴还具有搅拌的作用，向下喷射的海水防止固相砂聚集在底部，堵塞二级出砂口，二级出砂口在二级罐体的底部，与二级射流泵相连接，由水下动力泵注入的海水作为动力液进入二级射流泵，进而将二级罐体内部下层空间的砂、海水、少量化学清洗液、微量原油等混合物经二级出砂口吸出，完成固相砂与附着原油的二级分离。
所述的三级分离模块，包括三级输入端，三级罐体，三级出砂口，三级出油口，三级上隔板，三级旋流除砂分离器，三级下隔板，三级爪形喷嘴，其中，三级罐体内部被三级上隔板、三级下隔板分成上中下三层，三级罐体中层圆形空间内均匀布置了6个三级旋流除砂分离器，由二级分离模块排出的砂、海水、少量化学清洗液、微量原油等混合物经三级输入端进入三级罐体内部中层空间，由三级旋流除砂分离器进行除砂作业，完成除砂的海水、少量化学清洗液、微量原油等液相混合物进入三级罐体内部上层空间，由三级出油口排出，固相砂进入三级罐体内部下层空间，三级爪形喷嘴布置在三级罐体内部下层空间，其上端的弯管与海水注入管线相连接，下端的爪形圆管下端面均匀布置了喷嘴，海水经三级爪形喷嘴进入三级罐体内部下层空间，与固相砂混合，三级爪形喷嘴还具有搅拌的作用，喷射的海水防止固相砂聚集在底部，堵塞三级出砂口，三级出砂口在三级罐体的底部，与三级射流泵相连接，由水下动力泵注入的海水作为动力液进入三级射流泵，进而将三级罐体内部下层空间的砂与海水的混合物经三级出砂口吸出，排入外海，完成清洗后固相砂的无害排放。
所述的海水注入模块包括水下动力泵，海水注入管线，二级射流泵，三级射流泵，其中，海水由水下动力泵提供动力，通过海水注入管线向二级射流泵、三级射流泵提供动力液，二级射流泵、三级射流泵并联接入海水注入管线，分别吸出二级罐体、三级罐体下层的混合物。
所述的底座包括罐体支撑架，平板，支撑柱，井形底座，其中，罐体支撑架分别将一级分离模块、二级分离模块、三级分离模块、海水注入模块固定在平板上，4个支撑柱固定在井形底座上，对平板提供支持力，井形底座插入海底的淤泥中，实现对整个装置的固定。
本发明的创新性及优点：
（1）与现有的海上油田原油除砂装置相比，本发明在海底出油管汇即可进行原油除砂作业，无需通过增压泵将固相砂输送至海上平台，减小了能耗。
（2）本发明降低了增压泵及输油管道中固相砂的含量，延长了使用寿命；降低了使用成本，提高了原油产量。
（3）本发明通过三级分离模块，在水下实现了油、砂、化学清洗液的分离，经过海水清洗后的砂排入外海，兼顾了除砂效率与环保性无害排放。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1为本发明整体三维示意图；
附图2为本发明整体除砂原理示意图；
附图3为本发明化学清洗液注入模块正视图；
附图4为本发明一级分离模块正视图；
附图5为本发明一级分离模块罐体剖视图；
附图6为本发明二级分离模块正视图；
附图7为本发明二级分离模块罐体剖视图；
附图8为本发明三级分离模块正视图；
附图9为本发明三级分离模块罐体剖视图；
附图10为本发明海水注入模块示意图；
附图11为本发明底座示意图。
符号说明：
1.化学清洗液注入模块、2.一级分离模块、3.二级分离模块、4.三级分离模块、5.海水注入模块、6.底座、101. 陆上动力泵、102. 清洗液输送管线、103.一级射流泵、104.排出管线、201.一级输入端、202. 一级罐体、203.一级出砂口、204.一级出油口、205. 一级上隔板、206. 一级旋流除砂分离器、207. 一级下隔板、208. 一级爪形喷嘴、301.二级输入端、302. 二级罐体、303. 二级出砂口、304. 二级出油口、305. 二级上隔板、306. 二级旋流除砂分离器、307. 二级下隔板、308. 二级爪形喷嘴、401.三级输入端、402. 三级罐体、403. 三级出砂口、404. 三级出油口、405. 三级上隔板、406. 三级旋流除砂分离器、407.三级下隔板、408. 三级爪形喷嘴、501.水下动力泵、502.海水注入管线、503.二级射流泵、504.三级射流泵、601.罐体支撑架、602.平板、603.支撑柱、604.井形底座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”和“第八”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如图1-11所示，本发明一种水下原油除砂装置，包括化学清洗液注入模块（1），一级分离模块（2），二级分离模块（3），三级分离模块（4），海水注入模块（5），底座（6），其中，一级分离模块（2）、二级分离模块（3）、三级分离模块（4）及海水注入模块（5）通过输送管线依次连接，固定在海底出油管汇附近的底座（6）上，化学清洗液注入模块（1）的一端连接在海上采油平台，另一端与一级分离模块（2）相连接，海水注入模块（5）与二级分离模块（3）、三级分离模块（4）相连接，处理后的固相砂由三级射流泵（504）排入外海。
所述的化学清洗液注入模块（1）包括陆上动力泵（101），清洗液输送管线（102），一级射流泵（103），排出管线（104），其中，陆上动力泵（101）为化学清洗液提供动力，化学清洗液由碱性水洗剂组成，经清洗液输送管线（102）至一级爪形喷嘴（208）和一级射流泵（103），化学清洗液作为一级射流泵（103）的动力液，将一级分离模块（2）的混合物吸出，经排出管线（104）输送至二级分离模块（3）。
所述的一级分离模块（2）包括一级输入端（201），一级罐体（202），一级出砂口（203），一级出油口（204），一级上隔板（205），一级旋流除砂分离器（206），一级下隔板（207），一级爪形喷嘴（208），其中，一级罐体（202）为耐压容器，外部呈圆筒形，内部被一级上隔板（205）、一级下隔板（207）分成上中下三层，一级罐体（202）中层圆形空间内均匀布置了6个一级旋流除砂分离器（206），一个在中心处，周围环绕着其他5个，可以充分利用有限的圆形空间，保证除砂效率，海底出油管汇的原油由一级输入端（201）进入一级罐体（202）内部中层空间，由一级旋流除砂分离器（206）进行除砂作业，完成除砂的原油进入一级罐体（202）内部上层空间，由一级出油口（204）排出，附着有少量原油的固相砂进入一级罐体（202）内部下层空间，一级爪形喷嘴（208）布置在一级罐体（202）内部下层空间，其上端的弯管与清洗液输送管线（102）相连接，下端的爪形圆管下端面均匀布置了喷嘴，化学清洗液经一级爪形喷嘴（208）进入一级罐体（202）内部下层空间，与含有少量原油的固相砂混合，使固相砂与附着的原油互相脱离，一级爪形喷嘴（208）还具有搅拌的作用，向下喷射的化学清洗液可防止固相砂聚集在底部，堵塞一级出砂口（203），一级出砂口（203）在一级罐体（202）的底部，与一级射流泵（103）相连接，由陆上动力泵（101）注入的化学清洗液作为动力液进入一级射流泵（103），进而将一级罐体（202）内部下层空间的砂、少量原油、化学清洗液等混合物经一级出砂口（203）吸出，完成原油与固相砂的一级分离。
所述的二级分离模块（3）包括二级输入端（301），二级罐体（302），二级出砂口（303），二级出油口（304），二级上隔板（305），二级旋流除砂分离器（306），二级下隔板（307），二级爪形喷嘴（308），其中，二级罐体（302）内部被二级上隔板（305）、二级下隔板（307）分成上中下三层，二级罐体（302）中层圆形空间内均匀布置了6个二级旋流除砂分离器（306），由一级分离模块（2）排出的砂、少量原油、化学清洗液等混合物经排出管线（104）进入二级罐体（302）内部中层空间，由二级旋流除砂分离器（306）进行除砂作业，完成除砂的原油、化学清洗液等液相混合物进入二级罐体（302）内部上层空间，由二级出油口（304）排出，附着有少量化学清洗液及微量原油的固相砂进入二级罐体（302）内部下层空间，二级爪形喷嘴（308）布置在二级罐体（302）内部下层空间，其上端的弯管与海水注入管线（502）相连接，下端的爪形圆管下端面均匀布置了喷嘴，海水由水下动力泵（501）提供动力，经海水注入管线（502）和二级爪形喷嘴（308）进入二级罐体（302）内部下层空间，与附着有少量化学清洗液及微量原油的固相砂混合，清洗砂粒，使固相砂与附着的化学清洗液分离，二级爪形喷嘴（308）还具有搅拌的作用，向下喷射的海水防止固相砂聚集在底部，堵塞二级出砂口（303），二级出砂口（303）在二级罐体（302）的底部，与二级射流泵（503）相连接，由水下动力泵（501）注入的海水作为动力液进入二级射流泵（503），进而将二级罐体（302）内部下层空间的砂、海水、少量化学清洗液、微量原油等混合物经二级出砂口（303）吸出，完成固相砂与附着原油的二级分离。
所述的三级分离模块（4），包括三级输入端（401），三级罐体（402），三级出砂口（403），三级出油口（404），三级上隔板（405），三级旋流除砂分离器（406），三级下隔板（407），三级爪形喷嘴（408），其中，三级罐体（402）内部被三级上隔板（405）、三级下隔板（407）分成上中下三层，三级罐体（402）中层圆形空间内均匀布置了6个三级旋流除砂分离器（406），由二级分离模块（3）排出的砂、海水、少量化学清洗液、微量原油等混合物经三级输入端（401）进入三级罐体（402）内部中层空间，由三级旋流除砂分离器（406）进行除砂作业，完成除砂的海水、少量化学清洗液、微量原油等液相混合物进入三级罐体（402）内部上层空间，由三级出油口（404）排出，固相砂进入三级罐体（402）内部下层空间，三级爪形喷嘴（408）布置在三级罐体（402）内部下层空间，其上端的弯管与海水注入管线（502）相连接，下端的爪形圆管下端面均匀布置了喷嘴，海水经三级爪形喷嘴（408）进入三级罐体（402）内部下层空间，与固相砂混合，三级爪形喷嘴（408）还具有搅拌的作用，喷射的海水防止固相砂聚集在底部，堵塞三级出砂口（403），三级出砂口（403）在三级罐体（402）的底部，与三级射流泵（504）相连接，由水下动力泵（501）注入的海水作为动力液进入三级射流泵（504），进而将三级罐体（402）内部下层空间的砂与海水的混合物经三级出砂口（403）吸出，排入外海，完成清洗后固相砂的无害排放。
所述的海水注入模块（5）包括水下动力泵（501），海水注入管线（502），二级射流泵（503），三级射流泵（504），其中，海水由水下动力泵（501）提供动力，通过海水注入管线（502）向二级射流泵（503）、三级射流泵（504）提供动力液，二级射流泵（503）、三级射流泵（504）并联接入海水注入管线（502），分别吸出二级罐体（302）、三级罐体（402）下层的混合物。
所述的底座（6）包括罐体支撑架（601），平板（602），支撑柱（603），井形底座（604），其中，罐体支撑架（601）分别将一级分离模块（2）、二级分离模块（3）、三级分离模块（4）、海水注入模块（5）固定在平板（602）上，4个支撑柱（603）固定在井形底座（604）上，对平板（602）提供支持力，井形底座（604）插入海底的淤泥中，实现对整个装置的固定。
本发明的工作过程分为油砂分离、砂表面附着原油分离、排砂三个阶段。
第一阶段：油砂分离阶段；海底出油管汇处采集的原油进入一级分离模块（2），由一级输入端（201）进入一级罐体（202）内部中层空间，由一级旋流除砂分离器（206）进行除砂作业，完成除砂的原油进入一级罐体（202）内部上层空间，由一级出油口（204）排出，附着有少量原油的固相砂进入一级罐体（202）内部下层空间，一级爪形喷嘴（208）布置在一级罐体（202）内部下层空间，其上端的弯管与清洗液输送管线（102）相连接，下端的爪形圆管下端面均匀布置了喷嘴，含碱性水洗剂成分的化学清洗液由陆上动力泵（101）提供动力，经清洗液输送管线（102）、一级爪形喷嘴（208）进入一级罐体（202）内部下层空间，与含有少量原油的固相砂混合，使固相砂与附着的原油互相脱离，一级爪形喷嘴（208）还具有搅拌的作用，向下喷射的化学清洗液可防止固相砂聚集在底部，堵塞一级出砂口（203），一级射流泵（103）以化学清洗液作为动力液，将一级罐体（202）内部下层空间的砂、少量原油、化学清洗液等混合物经一级出砂口（203）吸出，进入砂表面附着原油分离阶段。
第二阶段：砂表面附着原油分离阶段；一级射流泵（103）将一级分离模块（2）的砂、少量原油、化学清洗液等混合物输送到二级分离模块（3），经二级输入端（301）进入二级罐体（302）内部中层空间，由二级旋流除砂分离器（306）进行除砂作业，完成除砂的原油、化学清洗液等混合液进入二级罐体（302）内部上层空间，由二级出油口（304）排出，附着有少量化学清洗液及微量原油的固相砂进入二级罐体（302）内部下层空间，二级爪形喷嘴（308）布置在二级罐体（302）内部下层空间，其上端的弯管与海水注入管线（502）相连接，下端的爪形圆管下端面均匀布置了喷嘴，海水由水下动力泵（501）提供动力，经海水注入管线（502）和二级爪形喷嘴（308）进入二级罐体（302）内部下层空间，与附着有少量化学清洗液及微量原油的固相砂混合，清洗砂粒，使固相砂与附着的化学清洗液分离，二级爪形喷嘴（308）还具有搅拌的作用，向下喷射的海水防止固相砂聚集在底部，堵塞二级出砂口（303），二级射流泵（503）以水下动力泵（501）注入的海水为动力液，将二级罐体（302）内部下层空间的砂、海水、少量化学清洗液、微量原油等混合物经二级出砂口（303）吸出，进入排砂阶段。
第三阶段：排砂阶段；二级射流泵（503）将二级分离模块（3）的砂、海水、少量化学清洗液、微量原油等混合物输送到三级分离模块（4），经三级输入端（401）进入三级罐体（402）内部中层空间，由三级旋流除砂分离器（406）进行除砂作业，完成除砂的原油、化学清洗液、海水等混合液进入三级罐体（402）内部上层空间，由三级出油口（404）排出，经过海水清洗后的固相砂进入三级罐体（402）内部下层空间，三级爪形喷嘴（408）布置在三级罐体（402）内部下层空间，其上端的弯管与海水注入管线（502）相连接，下端的爪形圆管下端面均匀布置了喷嘴，海水由水下动力泵（501）提供动力，经海水注入管线（502）和三级爪形喷嘴（408）进入三级罐体（402）内部下层空间，三级爪形喷嘴（408）具有搅拌的作用，向下喷射的海水防止固相砂聚集在底部，堵塞三级出砂口（403），三级射流泵（504）以水下动力泵（501）注入的海水为动力液，将三级罐体（402）内部下层空间的砂、海水的混合物经三级出砂口（403）吸出，排入外海，完成除砂作业。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (3)
1.一种水下原油除砂装置，其特征在于：该装置包括化学清洗液注入模块(1)，一级分离模块(2)，二级分离模块(3)，三级分离模块(4)，海水注入模块(5)，底座(6)，其中，一级分离模块(2)、二级分离模块(3)、三级分离模块(4)及海水注入模块(5)通过输送管线依次连接，固定在海底出油管汇附近的底座(6)上，化学清洗液注入模块(1)的一端连接在海上采油平台，另一端与一级分离模块(2)相连接，海水注入模块(5)与二级分离模块(3)、三级分离模块(4)相连接，处理后的固相砂由三级射流泵(504)排入外海；
所述的化学清洗液注入模块(1)包括陆上动力泵(101)，清洗液输送管线(102)，一级射流泵(103)，排出管线(104)，其中，陆上动力泵(101)为化学清洗液提供动力，化学清洗液由碱性水洗剂组成，经清洗液输送管线(102)至一级爪形喷嘴(208)和一级射流泵(103)，化学清洗液作为一级射流泵(103)的动力液，将一级分离模块(2)的混合物吸出，经排出管线(104)输送至二级分离模块(3)；
所述的一级分离模块(2)包括一级输入端(201)，一级罐体(202)，一级出砂口(203)，一级出油口(204)，一级上隔板(205)，一级旋流除砂分离器(206)，一级下隔板(207)，一级爪形喷嘴(208)，其中，一级罐体(202)为耐压容器，外部呈圆筒形，内部被一级上隔板(205)、一级下隔板(207)分成上中下三层，一级罐体(202)中层圆形空间内均匀布置了6个一级旋流除砂分离器(206)，一个在中心处，周围环绕着其他5个，海底出油管汇的原油由一级输入端(201)进入一级罐体(202)内部中层空间，由一级旋流除砂分离器(206)进行除砂作业，完成除砂的原油进入一级罐体(202)内部上层空间，由一级出油口(204)排出，附着有少量原油的固相砂进入一级罐体(202)内部下层空间，一级爪形喷嘴(208)布置在一级罐体(202)内部下层空间，其上端的弯管与清洗液输送管线(102)相连接，下端的爪形圆管下端面均匀布置了喷嘴，化学清洗液经一级爪形喷嘴(208)进入一级罐体(202)内部下层空间，与含有少量原油的固相砂混合，使固相砂与附着的原油互相脱离，一级爪形喷嘴(208)还具有搅拌的作用，向下喷射的化学清洗液可防止固相砂聚集在底部，堵塞一级出砂口(203)，一级出砂口(203)在一级罐体(202)的底部，与一级射流泵(103)相连接，由陆上动力泵(101)注入的化学清洗液作为动力液进入一级射流泵(103)，进而将一级罐体(202)内部下层空间的砂、少量原油、化学清洗液的混合物经一级出砂口(203)吸出，完成原油与固相砂的一级分离；
所述的二级分离模块(3)包括二级输入端(301)，二级罐体(302)，二级出砂口(303)，二级出油口(304)，二级上隔板(305)，二级旋流除砂分离器(306)，二级下隔板(307)，二级爪形喷嘴(308)，其中，二级罐体(302)内部被二级上隔板(305)、二级下隔板(307)分成上中下三层，二级罐体(302)中层圆形空间内均匀布置了6个二级旋流除砂分离器(306)，由一级分离模块(2)排出的砂、少量原油、化学清洗液的混合物经排出管线(104)进入二级罐体(302)内部中层空间，由二级旋流除砂分离器(306)进行除砂作业，完成除砂的原油、化学清洗液的液相混合物进入二级罐体(302)内部上层空间，由二级出油口(304)排出，附着有少量化学清洗液及微量原油的固相砂进入二级罐体(302)内部下层空间，二级爪形喷嘴(308)布置在二级罐体(302)内部下层空间，其上端的弯管与海水注入管线(502)相连接，下端的爪形圆管下端面均匀布置了喷嘴，海水由水下动力泵(501)提供动力，经海水注入管线(502)和二级爪形喷嘴(308)进入二级罐体(302)内部下层空间，与附着有少量化学清洗液及微量原油的固相砂混合，清洗砂粒，使固相砂与附着的化学清洗液分离，二级爪形喷嘴(308)还具有搅拌的作用，向下喷射的海水防止固相砂聚集在底部，堵塞二级出砂口(303)，二级出砂口(303)在二级罐体(302)的底部，与二级射流泵(503)相连接，由水下动力泵(501)注入的海水作为动力液进入二级射流泵(503)，进而将二级罐体(302)内部下层空间的砂、海水、少量化学清洗液、微量原油的混合物经二级出砂口(303)吸出，完成固相砂与附着原油的二级分离；
所述的三级分离模块(4)，包括三级输入端(401)，三级罐体(402)，三级出砂口(403)，三级出油口(404)，三级上隔板(405)，三级旋流除砂分离器(406)，三级下隔板(407)，三级爪形喷嘴(408)，其中，三级罐体(402)内部被三级上隔板(405)、三级下隔板(407)分成上中下三层，三级罐体(402)中层圆形空间内均匀布置了6个三级旋流除砂分离器(406)，由二级分离模块(3)排出的砂、海水、少量化学清洗液、微量原油的混合物经三级输入端(401)进入三级罐体(402)内部中层空间，由三级旋流除砂分离器(406)进行除砂作业，完成除砂的海水、少量化学清洗液、微量原油的液相混合物进入三级罐体(402)内部上层空间，由三级出油口(404)排出，固相砂进入三级罐体(402)内部下层空间，三级爪形喷嘴(408)布置在三级罐体(402)内部下层空间，其上端的弯管与海水注入管线(502)相连接，下端的爪形圆管下端面均匀布置了喷嘴，海水经三级爪形喷嘴(408)进入三级罐体(402)内部下层空间，与固相砂混合，三级爪形喷嘴(408)还具有搅拌的作用，喷射的海水防止固相砂聚集在底部，堵塞三级出砂口(403)，三级出砂口(403)在三级罐体(402)的底部，与三级射流泵(504)相连接，由水下动力泵(501)注入的海水作为动力液进入三级射流泵(504)，进而将三级罐体(402)内部下层空间的砂与海水的混合物经三级出砂口(403)吸出，排入外海，完成清洗后固相砂的无害排放。
2.根据权利要求1所述的一种水下原油除砂装置，其特征在于：所述的海水注入模块(5)包括水下动力泵(501)，海水注入管线(502)，二级射流泵(503)，三级射流泵(504)，其中，海水由水下动力泵(501)提供动力，通过海水注入管线(502)向二级射流泵(503)、三级射流泵(504)提供动力液，二级射流泵(503)、三级射流泵(504)并联接入海水注入管线(502)，分别吸出二级罐体(302)、三级罐体(402)下层的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种水下原油除砂装置，其特征在于：所述的底座(6)包括罐体支撑架(601)，平板(602)，支撑柱(603)，井形底座(604)，其中，罐体支撑架(601)分别将一级分离模块(2)、二级分离模块(3)、三级分离模块(4)、海水注入模块(5)固定在平板(602)上，4个支撑柱(603)固定在井形底座(604)上，对平板(602)提供支持力，井形底座(604)插入海底的淤泥中，实现对整个装置的固定。
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