CN112316500B - 一种超声波旋流分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波旋流分离装置，其中，一种超声波旋流分离装置，包括：旋流分离器、超声波振动器以及固定座。所述固定座安装在所述旋流分离器的外部，所述超声波振动器安装在所述固定座上。当泥沙混合液进入所述旋流分离器内部时，启动所述超声波振动器，所述超声波振动器用于产生超声波振动，使所述泥沙混合液中的油水与泥沙剥离。以解决以往的旋流分离器在分离泥沙与油水混合物时，由于泥沙与油水混合物粘度高，无法将油水与泥沙进行完全固液分离，分离出的泥沙中含油无法直接排放或者使用需要进行加热裂解处理，严重污染环境，且浪费资源，也增加了工作时间和强度问题。

Description

一种超声波旋流分离装置

技术领域

本发明涉及石油勘探开发领域，具体说是一种超声波旋流分离装置。

背景技术

现有的旋流分离器用于分离沉沙和清水的混合液，分离效果良好，但在油田处理油水与泥沙混合物过程中，由于泥沙与油水的混合物具有一定粘度，在管道中以相同的速度裹挟在一起移动，无法实现在旋流作用下完全固液分离，分离出的泥沙中依然含有大量油污，分离后的泥沙需要进行加热裂解再处理，严重污染环境，且浪费资源，也增加了工作时间和强度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种超声波旋流分离装置，以解决以往的旋流分离器在分离泥沙与油水混合物时，由于泥沙与油水混合物粘度高，无法将油水与泥沙进行完全固液分离，需要进行加热裂解处理，严重污染环境，且浪费资源，也增加了工作时间和强度问题。

本发明提供一种超声波旋流分离装置，包括：旋流分离器、超声波振动器以及固定座；

所述固定座安装在所述旋流分离器的外部，所述超声波振动器安装在所述固定座上；

当泥沙混合液进入所述旋流分离器的内部时，启动所述超声波振动器，所述超声波振动器用于产生超声波振动，使所述泥沙混合液中的油水与泥沙剥离。

优选地，所述超声波振动器包括：超声波振子以及超声波发生器；

所述超声波振子的一端与所述固定座连接，另一端通过线路与所述超声波发生器连接；

所述超声波发生器用于发出高频超声波，并传输给所述超声波振子，所述超声波振子用于在所述高频超声波的作用下产生超音频振动，并将所述超音频振动释放进入所述旋流分离器内部。

优选地，所述超声波振子外部具有壳体，所述壳体的本体为圆锥体，内部为中空，两端为开口，所述超声波振子处于所述壳体内部；

所述圆锥体的底面与所述固定座连接，另一端连接有接线盒。

优选地，所述固定座的本体为长方形，内部为中空，两端为开口；

所述固定座一端的端面为向内凹陷的弧形，所述弧形的一端与所述旋流分离器的外壁连接；

所述固定座的另一端与所述超声波振动器通过螺纹结构连接。

优选地，所述旋流分离器包括直管段以及分离腔，所述固定座与所述超声波振动器在所述旋流分离器的直管段以及所述分离腔的外壁上沿轴向等距离安装2~10个，并且所述固定座与所述超声波振动器按所述直管段与所述分离腔的圆周均匀分布。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供一种超声波旋流分离装置，解决了以往的旋流分离器在分离泥沙与油水混合物时，由于泥沙与油水混合物粘度高，无法将油水与泥沙进行完全固液分离，分离出的泥沙中含油无法直接排放或者使用,需要进行加热裂解处理，严重污染环境，且浪费资源，也增加了工作时间和强度问题。

附图说明

通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：

图1是本发明实施例一种超声波旋流分离装置的结构示意图。

图2是本发明实施例直管段的剖视图。

在图中：1-固定座，2-壳体，3-接线盒，4-直管段，5-分离腔。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。

此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。

同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

图1是本发明实施例一种超声波旋流分离装置的结构示意图。图2是本发明实施例直管段的剖视图。如图1、图2所示，一种超声波旋流分离装置，包括：旋流分离器、超声波振动器以及固定座1。固定座1安装在旋流分离器的外部，超声波振动器安装在固定座1上。当泥沙混合液进入旋流分离器的内部时，启动超声波振动器，超声波振动器用于产生超声波振动，使泥沙混合液中的油、水与泥沙剥离。

其中，泥沙混合液中含有油水，油水与泥沙的混合物具有一定粘度，且油水是包裹在泥沙细小颗粒的表面，难以分离。

在本发明实施例中，超声波振动器安装在旋流分离器的外部，当泥沙混合液进入旋流分离器时，启动超声波振动器，超声波振动器发出超音频振动，并以超音频纵波的形式沿旋流分离器的外壁进入其内部，内部的油水与泥沙混合液受到超音频纵波的正压和负压交替作用，产生数以万计的小气泡循环爆破，形成对含油水泥沙细微局部的高压轰击，破坏含油水的泥沙表面张力，使泥沙表面及缝隙中的油水迅速剥离，从而实现含油水泥沙的初步剥离。

在本发明及图1、图2中，超声波振动器包括：超声波振子以及超声波发生器。超声波振子的一端与固定座1连接，另一端通过线路与超声波发生器连接。超声波发生器用于发出高频超声波，并传输给超声波振子，超声波振子用于在高频超声波的作用下产生超音频振动，并将超音频振动释放进入旋流分离器内部。

在本发明实施例中，当泥沙混合液进入旋流分离器时，启动超声波发生器，超声波发生器发出超声波信号并通过线路传输给超声波振子，超声波振子包括换能器与变幅杆，换能器用于在超声波信号的作用下按固定频率产生超音频振动，变幅杆用于增大超音频振动的振幅，增大振幅后的超音频振动以超音频纵波的形式进入旋流分离器内部，内部的油水与泥沙混合液受到超音频纵波的正压和负压交替作用，产生数以万计的小气泡循环爆破，形成对含油水泥沙细微局部的高压轰击，破坏含油水的泥沙表面张力，使泥沙表面及缝隙中的油水迅速剥离。

在本发明及图1、图2中，超声波振子外部具有壳体2，壳体2的本体为圆锥体，内部为中空，两端为开口，超声波振子处于壳体2内部。圆锥体的底面与固定座1连接，另一端连接有接线盒3。

在本发明实施例中，壳体2的形状为圆锥体能够减少超音频纵波的分散，使其能够充分对旋流分离器内的油水与泥沙混合物产生作用。接线盒3的内部为电缆线，电缆线的一端连接超声波发生器，另一端连接超声波振子。当泥沙混合液进入旋流分离器时，启动超声波发生器，超声波发生器发出超声波信号并通过电缆线传输给超声波振子，超声波振子产生超音频振动，超音频振动通过壳体2内部传播进入旋流分离器内部，使内部油水与泥沙剥离。

在本发明及图1、图2中，固定座1的本体为长方形，内部为中空，两端为开口。固定座1一端的端面为向内凹陷的弧形，弧形的一端与旋流分离器的外壁连接。固定座1的另一端与超声波振动器通过螺纹结构连接。

在本发明实施例中，固定座1的一端的弧形的弧度与旋流分离器外部的的形状相匹配，用于更好的贴合旋流分离器的外壁。固定座1的另一端具有内螺纹，壳体2的直径较大的一端具有与固定座1的内螺纹相匹配的外螺纹，固定座1与壳体2通过螺纹结构连接。当泥沙混合液进入旋流分离器时，启动超声波发生器，超声波发生器发出超声波信号并通过电缆线传输给换能器与变幅杆，换能器产生超音频振动，超音频振动通过壳体2内部与固定座1的内部传播进入旋流分离器内部，对内部的油水与泥沙混合液产生作用，使内部油水与泥沙剥离。

在本发明及图1、图2中，旋流分离器包括直管段4以及分离腔5，固定座1与超声波振动器在旋流分离器的直管段4以及分离腔5的外壁上沿轴向等距离安装2~10个，并且固定座1与超声波振动器按直管段4与分离腔5的圆周均匀分布。

在本发明实施例中，直管段4与分离腔5连接，旋流分离器的直管段4外部安装有3个固定座1，3个固定座1上分别安装有超声波振动器，3个固定座1按直管段4管柱的圆周均匀分布，以直管段4为轴，其任意2个超声波振动器之间的夹角为120°。在旋流分离器的分离腔5的外部安装有3个固定座1，3个固定座1上分别安装有超声波振动器，3个固定座1按分离腔5的圆周均匀分布，以分离腔5为轴，其任意2个超声波振动器之间的夹角为120°，按圆周等距离分布使得超音频振动能够完全覆盖直管段4以及分离腔5，对旋流分离器内部的泥沙混合液充分产生作用，经过反复试验得出，在直管段4管道外部以及分离腔5外壁分别安装3个超声波振动器能够达到的油水与泥沙剥离效率为最高，且消耗功率最小。

在本发明实施例中，在油水和泥沙混合液进入旋流分离器的直管段4时，启动超声波发生器，处于直管段4外壁的3个超声波发生器发出超声波信号并通过电缆线传输给换能器与变幅杆，换能器按固定频率产生超音频振动，变幅杆增大超音频振动的振幅，增大振幅后的超音频振动以超音频纵波的形式沿壳体2与固定座1的内部进入直管段4管道内部，直管段4内部的油水与泥沙混合液受到超音频纵波的正压和负压交替作用，产生数以万计的小气泡循环爆破，形成对含油水泥沙细微局部的高压轰击，破坏含油水的泥沙表面张力，使泥沙表面及缝隙中的油水迅速剥离打散，打散后的油水与泥沙进入旋流分离器的分离腔5中，启动处于分离腔5外部的3个超声波发生器，通过分离腔5外部的3个换能器与变幅杆对分离腔5内部经过直管段4第一次剥离打散的油水和泥沙混合液进行二次剥离打散，使得油水与泥沙能够充分剥离，充分剥离后的油水与泥沙在分离腔5中进行固液分离，能够分离的更加彻底。

本发明的结构简单，操作方便，利用超声波振动原理，将包裹在泥沙细小颗粒外部的油水与泥沙打散，再进入旋流分离器进行分离，实现了对含油水泥沙的充分分离处理，大大提高了旋流分离器的分离效果。

以上实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种超声波旋流分离装置，其特征在于，包括：旋流分离器、超声波振动器以及固定座(1)；

所述固定座(1)安装在所述旋流分离器的外部，所述超声波振动器安装在所述固定座(1)上；

所述旋流分离器：包括直管段(4)以及分离腔(5)，所述超声波振动器分别在所述旋流分离器的直管段(4)以及所述分离腔(5)的外壁上沿轴向安装的数目至少为2个；

当油水与泥沙混合液进入所述旋流分离器内部的直管段(4)时，启动所述超声波振动器，所述超声波振动器用于产生超声波振动，所述直管段(4)内部的油水与泥沙混合液受到超音频纵波的正压和负压交替作用，产生的气泡循环爆破，形成对含油水泥沙细微局部的高压轰击，破坏含油水泥沙表面张力，使油水泥沙表面及缝隙中的油水迅速剥离打散；

打散后的油水与泥沙进入所述旋流分离器的分离腔(5)时，启动处于分离腔(5)外部的超声波发生器，对所述分离腔(5)内部经过第一次剥离打散的油水和泥沙混合液进行二次剥离打散，使所述泥沙混合液中的油水与泥沙剥离。

2.根据权利要求1所述超声波旋流分离装置，其特征在于，所述超声波振动器包括：超声波振子以及超声波发生器；

所述超声波振子的一端与所述固定座(1)连接，另一端通过线路与所述超声波发生器连接；

所述超声波发生器用于发出高频超声波，并传输给所述超声波振子，所述超声波振子用于在所述高频超声波的作用下产生超音频振动，并将所述超音频振动释放进入所述旋流分离器内部。

3.根据权利要求2所述超声波旋流分离装置，其特征在于：

所述超声波振子外部具有壳体(2)，所述壳体(2)的本体为圆锥体，内部为中空，两端为开口，所述超声波振子处于所述壳体(2)内部；

所述圆锥体的底面与所述固定座(1)连接，另一端连接有接线盒(3)。

4.根据权利要求1所述超声波旋流分离装置，其特征在于：所述固定座(1)的本体为长方形，内部为中空，两端为开口；

所述固定座(1)一端的端面为向内凹陷的弧形，所述弧形的一端与所述旋流分离器的外壁连接；

所述固定座(1)的另一端与所述超声波振动器通过螺纹结构连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述超声波旋流分离装置，其特征在于：

所述超声波振动器在所述旋流分离器的直管段(4)以及所述分离腔(5)的外壁上沿轴向等距离安装，其数目为2～10个，并且所述超声波振动器按所述直管段(4)与所述分离腔(5)的圆周均匀分布。

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