CN112322344B - 管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置，应用于含气含水原油的高效分离。该三级脱气脱水装置采用立式、卧式和仰角式T型管组合的管网式三级脱气脱水技术及杆状电极构建的鼠笼阵型高频高压动态电场脱水技术，第一级脱气器实施第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业，脱除含气含水原油的部分气体和水后形成一级原油，第二级脱气器实施第二级仰角式高效脱气作业，脱除一级原油的剩余气体后形成二级原油，杆状电极构建高频高压动态电场并结合仰角脱水器实施第三级鼠笼阵型高频高压快速脱水作业，脱除原油乳化液的剩余水后形成合格原油，排油器将合格原油调整为均匀流，同时排水器将二级污水调整流向并整合成平稳流而防止产生漩涡。

Description

管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置

技术领域

本发明涉及一种油气田开发与开采工程领域高效分离装置，特别是涉及一种多个T型管组合的管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置。

背景技术

目前，陆上油气田开采已经进入中后期，我国原油产量的增量部分主要来自于海洋油气，海上油气井的采出液通常先被电潜泵举升至平台而后进行油气水三相分离，海上油气开采用的脱气脱水器需具备结构简单、体积小、重量轻、分离效率高、安全可靠等特点，同时可适应各种多相流态、抑制段塞产生的剧烈扰动及高效处理原油乳化液的能力。

油气水三相分离技术国内外调研结果表明，组合式卧式脱气脱水器应用最为普遍，其工作原理是在现有重力沉降分离器内重新组合利于油气水三相分离的内部构件，其入口部件对采出液的气体进行预分离，整流部件减小油液波动和扰动，聚结部件主要采用聚结填料，并利用油水两相与聚结材料表面不同的润饰作用，而使离散相小粒径油滴在聚结部件表面不断附着且油滴粒径逐渐变大，由此加快采出液脱水流程，同时设计的防涡罩、除雾器、分液器等内部构件将各种分离技术有机组合在一起，并进行结构优化，从而达到提高油气水三相分离性能的目的。国外提出了将水颗粒聚结长大与重力沉降两个过程分开的脱水方案，即紧凑型原油脱水技术，对应的代表性产品包括美国FMC Technologies公司的内联电聚结器(InLine ElectroCoalescer)、挪威Kvaerner Process Systems公司的紧凑型电聚结器(Compact Electrostatic Coalescer)等，该技术的缺陷是紧凑型脱水罐体通常采用卧式，电场中聚结变大的水颗粒可能会因剪切作用而再次破裂，从而影响了后面的重力沉降等分离过程和分离效果。此外，国内极少数科研院所近几年才开始关注高效紧凑型油气水三相分离技术，其中对紧凑型脱气脱水装备和技术的研究尚处于试验阶段。

发明内容

为了克服现有油气田开发与开采工程组合式卧式原油脱气脱水处理设施存在的缺陷和不足，并改善国内紧凑型原油高效脱气脱水分离技术尚处于试验阶段的研究现状，本发明的目的是提供一种适合油气田开发与开采工程领域含气含水原油高效分离用的管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置。该三级脱气脱水装置采用立式、卧式和仰角式T型管组合的管网式三级脱气脱水技术以及杆状电极构建的鼠笼阵型高频高压动态电场脱水技术，依次实施第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业、第二级仰角式高效脱气作业和第三级鼠笼阵型高频高压快速脱水作业，具备油气水三相高效分离、油中含水率和含气率低、水中含油率低等特点，有效解决含气含水原油高效分离问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是开发一种管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置，主要由第一级脱气器、第二级脱气器、仰角脱水器、杆状电极、排油器和排水器组成，第一级脱气器、第二级脱气器和仰角脱水器主体部件的材质均采用超级双向不锈钢，第一级脱气器和第二级脱气器通过上排液管和下排液管以及上进液管和下进液管连成一体且整体呈现类H形，第二级脱气器通过混流管与仰角脱水器相连接且整体呈现类Y形，排油器和排水器通过法兰盘分别固定于仰角脱水器的上端和底端，杆状电极通过电极端盖与仰角脱水器相连接且其高压绝缘复合电极和裸电极内置于倾斜式电脱水管的腔体。

第一级脱气器依据梯形缝锥管和碰撞溢流板实施第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业中的第一级脱气流程，并通过柱状缓冲管实现含气含水原油的缓冲和第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业中的第一级脱水流程，脱除含气含水原油中的部分气体和水后形成一级原油，第一级脱气器内衬环氧树脂，它包括梯形缝锥管、碰撞溢流板、柱状缓冲管、上排液管、下排液管、一级排水管和一级排气管。

梯形缝锥管采用联通式变径细管，梯形缝锥管与柱状缓冲管之间同轴心布置，梯形缝锥管由一级直管段和一级锥管段组合而成，一级直管段作为含气含水原油进入第一级脱气器的入口通道，一级锥管段的管壁铣有沿周向均布的梯形缝，各梯形缝沿其长度方向与梯形缝锥管的轴线保持平行，且各梯形缝沿梯形缝锥管径向内细外粗，部分含气含水原油经梯形缝锥管的各梯形缝流入柱状缓冲管的碰撞脱气管腔。

碰撞溢流板采用拱状曲面钢板，碰撞溢流板通过圆周焊方式固定于柱状缓冲管的管壁，碰撞溢流板的上部钢板沿柱状缓冲管径向呈扇形且其上部钢板沿柱状缓冲管周向钻有均匀排列的溢流孔，溢流孔采用圆形流道，碰撞溢流板的下部钢板沿柱状缓冲管轴向呈半圆形，且碰撞溢流板的下部钢板轴线与梯形缝锥管的一级锥管段中心线相重合，同时梯形缝锥管的一级锥管段大端圆面半径小于碰撞溢流板的上部钢板沿柱状缓冲管径向的高度，以保证经碰撞溢流板飞溅的含气含水原油全部落回柱状缓冲管的碰撞脱气管腔。

柱状缓冲管采用两端封闭式粗长管且倾斜布置，柱状缓冲管的一端采用盲法兰而其另一端的法兰设置圆孔并通过圆周焊的方式实现梯形缝锥管与柱状缓冲管之间的固定，柱状缓冲管经由碰撞溢流板封隔成碰撞脱气管腔和缓冲脱水管腔两个管腔，柱状缓冲管的碰撞脱气管腔分别与梯形缝锥管和一级排气管保持联通，而缓冲脱水管腔则与上排液管、下排液管和一级排水管保持联通。

上排液管和下排液管均采用三通式等径粗短管，上排液管和下排液管用来将第一级脱气和第一级脱水后的一级原油送入第二级脱气器，一级排水管采用三通式等径细长管，一级排水管用于汇集和排出第一级脱水后的一级污水，一级排气管采用三通式变径细长管，一级排气管用于汇集和排出第一级脱气后的一级气体。一级排气管的轴线、上排液管的轴线、下排液管的轴线以及一级排水管的轴线相互间保持平行并同时与柱状缓冲管的轴线相交，一级排气管位于柱状缓冲管的碰撞脱气管腔中部，上排液管和下排液管分别位于柱状缓冲管的缓冲脱水管腔上部和中部，一级排气管、上排液管和下排液管的管径依次增大且均沿垂向朝上布置，一级排水管位于柱状缓冲管的底部并沿垂向朝下布置。

第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业流程为，含气含水原油进入第一级脱气器，部分含气含水原油经梯形缝锥管的各梯形缝朝外流动过程中缝隙逐渐变大，由此使得梯形缝内的油压不断下降而实现初步脱气；另一部分含气含水原油则由梯形缝锥管的右侧射出并碰撞汇集至碰撞溢流板，而后这部分含气含水原油迅速改变流动方向和流动速度而实现二次脱气，并完成第一级脱气作业；第一级脱气后的一级气体经由一级排气管排出，同时第一级脱气后的油液经由碰撞溢流板的各溢流孔进入柱状缓冲管的缓冲脱水管腔内进行缓冲，缓冲脱水管腔内油液中比重较大的大颗粒水滴在重力作用下进行沉降，并沿柱状缓冲管的管壁朝下滑移至一级排水管而汇集成一级污水，一级污水经一级排水管排出后完成第一级脱水作业，第一级脱水后的一级原油分别由上排液管和下排液管流入第二级脱气器。

第二级脱气器依据上进液管和下进液管将一级原油送入倾斜式脱气管并实施第二级仰角式高效脱气作业，脱除一级原油中的剩余气体后形成二级原油，第二级脱气器内衬环氧树脂，它包括倾斜式脱气管、上进液管、下进液管和二级排气管。

倾斜式脱气管采用上端封闭式粗长管且倾斜布置，倾斜式脱气管的上侧端采用盲法兰，倾斜式脱气管的容积小于柱状缓冲管的容积，且倾斜式脱气管的轴线与水平面间的夹角大于柱状缓冲管的轴线与水平面间的夹角，倾斜式脱气管沿其轴向自上而下依次分为二级脱气管腔、二级进液管腔和二级排液管腔三个管腔，倾斜式脱气管的二级脱气管腔与二级排气管保持联通，二级进液管腔经上进液管和下进液管并由上排液管和下排液管与柱状缓冲管的缓冲脱水管腔保持联通，二级排液管腔则与混流管保持联通。

二级排气管采用三通式变径细长管，上进液管和下进液管均采用三通式等径粗短管，二级排气管位于二级脱气管腔的顶部并沿垂向朝上布置，上进液管和下进液管位于二级进液管腔的两侧并沿垂向朝下布置。二级排气管的轴线、上进液管的轴线和下进液管的轴线相互间保持平行并同时与倾斜式脱气管的轴线相交，且柱状缓冲管、上排液管和下排液管的轴线与倾斜式脱气管、上进液管和下进液管的轴线均位于同一平面内，上进液管的管径等于上排液管的管径，同时下进液管的管径等于下排液管的管径。

第二级仰角式高效脱气作业流程为，一级原油经上进液管和下进液管进入倾斜式脱气管的二级进液管腔进行缓冲，二级脱气管腔内一级原油中比重较小的大颗粒气泡受浮力作业而朝上浮动，并沿倾斜式脱气管的管壁运移至二级排气管而汇集成二级气体，最后二级气体经二级排气管排出，第二级脱气后的二级原油则沉降至二级排液管腔，并沿倾斜式脱气管的管壁朝下滑移至混流管。

杆状电极采用同心环式层状鼠笼阵型，并构建高频高压动态电场，高频高压动态电场内原油乳化液的油包水滴进行动态静电聚结并快速变大，由此实施鼠笼阵型高频高压快速电脱水处理，杆状电极包括接线端柱、电极端盖、高压绝缘复合电极、接地裸电极和分隔环板。

接线端柱采用主干铜质圆管和多分支铜质圆管，多分支铜质圆管的数量和排列方式与高压绝缘复合电极相同，多分支铜质圆管的各分支管汇集于主干铜质圆管并与高压电缆相连。

高压绝缘复合电极由高压电极杆和绝缘涂层复合而成，高压电极杆采用铜质长圆杆且其外涂覆绝缘涂层，高压绝缘复合电极的绝缘涂层选用绝缘非金属材质，接地裸电极采用裸露式铜质长圆杆。高压绝缘复合电极和接地裸电极均沿径向等间距分层排列，每层高压绝缘复合电极和接地裸电极沿周向均匀分布，同时高压绝缘复合电极和接地裸电极层间同轴心交错布置且高压绝缘复合电极位于最外层和最内层，由此分层排列的高压绝缘复合电极和接地裸电极形成同心环式层状鼠笼阵型。

绝缘涂层的上部设有锥状卡箍并实现高压绝缘复合电极的轴向定位，绝缘涂层的锥状卡箍剖面呈直角梯形，绝缘涂层的下部设有柱状卡环并实现高压电极环板的轴向定位，柱状卡环的下部加工有螺纹并配置非金属绝缘材质的螺母，实现高压绝缘复合电极与高压电极环板间的绝缘和连接，绝缘涂层的底端设有电极定位端，电极定位端采用半球形，用于高压绝缘复合电极与高压电极环板间的定位，并保证高压绝缘复合电极的底端形成连续而稳定的高压电场。绝缘涂层的锥状卡箍顶端配置绝缘衬套，高压绝缘复合电极的绝缘衬套材质与其绝缘涂层的材质相同，绝缘衬套嵌入电极端盖的圆形孔眼并实现高压绝缘复合电极和电极端盖间的绝缘。高压电极杆的顶端车制螺纹并固定于电极端盖，且高压电极杆通过非金属材质的绝缘螺母与接线端柱相连。

接地裸电极的一端车制螺纹并与电极端盖的各盲端螺纹孔相配合，由此接地裸电极的一端通过螺纹与电极端盖相连，同时接地裸电极经电极端盖并由仰角脱水器接地。接地裸电极的另一端采用半球状构造，接地裸电极与分隔环板的接地电极圆孔间采用过盈配合，由此接地裸电极的另一端通过过盈配合与接地电极环板相连。

电极端盖采用铜质法兰盘并作为高压绝缘复合电极和接地裸电极的母板，同时实现仰角脱水器端部的密封，电极端盖上钻有与高压绝缘复合电极相同数量和规格的圆形孔眼，同时电极端盖的下端面车制与接地裸电极相同数量和规格的盲端螺纹孔。

分隔环板采用绝缘非金属材质并包含高压电极环板和接地电极环板，高压电极环板和接地电极环板沿径向依次同轴心分层排列，且分隔环板位于最外层的高压电极环板外环面与倾斜式进液管上端的管壁紧密贴合，高压电极环板和接地电极环板上分别设有沿周向均布的高压电极圆孔和接地电极圆孔，高压电极环板的高压电极圆孔与高压绝缘复合电极的绝缘涂层底部相配合。高压电极环板和接地电极环板层间形成环形流道，同时高压电极环板和接地电极环板沿径向的外部环面和内部环面上均加工有拱形孔流道，避免电脱水作业中各高压绝缘复合电极和接地裸电极由于温度变化而相互间发生接触，并最大程度地加大原油乳化液流动通道的有效截面积。高压电极环板和接地电极环板的拱形孔流道沿周向均匀分布，且高压电极环板的拱形孔流道与高压绝缘复合电极间隔布置，接地电极环板的拱形孔流道与接地裸电极间隔布置。

仰角脱水器结合杆状电极实施第三级鼠笼阵型高频高压快速脱水作业，脱除原油乳化液中的剩余水后形成合格原油，仰角脱水器内衬金属陶瓷，它包括倾斜式电脱水管、倾斜式进液管、倾斜式沉降管、混流管、药剂管和出油管。

倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管均采用两端联通式粗管并通过法兰盘连为一体，倾斜式电脱水管、倾斜式进液管以及倾斜式沉降管的管径和壁厚均相等，且倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管自上而下同轴心倾斜布置，倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管的轴线与倾斜式脱气管和柱状缓冲管的轴线位于同一垂向平面。

倾斜式电脱水管的中部管壁钻有圆孔并通过圆周焊与出油管相连，倾斜式电脱水管经由出油管与排油器保持联通，且其内置高压绝缘复合电极和接地裸电极而形成鼠笼阵型电脱水区。倾斜式进液管的中部管壁钻有圆孔并通过圆周焊与混流管相连，倾斜式进液管经由混流管与倾斜式脱气管的二级排液管腔保持联通并形成乳化液缓冲区，倾斜式沉降管则与排水器保持联通并形成仰角沉降区。

倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管同时与倾斜式脱气管反向交叉布置，且倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管的轴线与水平面间的仰角大于倾斜式脱气管轴线与水平面间的仰角，同时倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管的管径均大于倾斜式脱气管和柱状缓冲管的管径，倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管的容积之和大于倾斜式脱气管容积的六倍。

混流管采用等径粗长弯管并实现二级原油与化学药剂之间的充分混合，混流管由入口排液管段、原油变向管段和出口混流管段三部分组成，混流管的管径等于倾斜式脱气管的管径并大于药剂管的管径，混流管沿垂向位于上部的入口排液管段轴线与倾斜式脱气管的轴线之间同轴心布置，原油变向管段用于改变混流管中二级原油的流动方向，且入口排液管段的轴线与出口混流管段轴线间的夹角呈钝角，混流管沿垂向位于下部的出口混流管段轴线与倾斜式进液管轴线间的夹角呈锐角。

药剂管采用等径细直管，药剂管的轴线与混流管的出口混流管段轴线垂直相交，且药剂管位于出口混流管段的上部。出油管采用等径短直管，出油管的轴线与倾斜式电脱水管的轴线垂直相交。

第三级鼠笼阵型高频高压快速脱水作业流程为，混流管入口处的二级原油与药剂管输入的化学药剂在出口混流管段内充分混合而形成原油乳化液，而后原油乳化液进入倾斜式进液管的乳化液缓冲区进行缓冲后，朝上流入倾斜式电脱水管的鼠笼阵型电脱水区，杆状电极构建的高频高压动态电场内原油乳化液的油包水滴进行动态静电聚结并快速变大，由此实施鼠笼阵型高频高压快速电脱水处理，油相上升至倾斜式电脱水管的上部并形成合格原油，第三级电脱水后的合格原油经排油器排出，水滴则发生沉降并沿着倾斜式进液管的管壁汇集至倾斜式沉降管的仰角沉降区而形成二级污水，第三级电脱水后的二级污水由排水器排出。

排油器将出油管输送的合格原油调整为均匀流，排油器通过排原油管和出油管的法兰盘与仰角脱水器连为一体，排油器包括排原油管、稳流杆和稳流叶轮。

排原油管采用等径细弯管，排原油管的入口管段内嵌稳流叶轮和稳流杆，且排原油管入口管段的轴线与出油管的轴线相重合，排原油管的出口管段水平放置，保证调整为均匀流的合格原油可以平稳排出。

稳流杆采用粗长杆，稳流叶轮由沿稳流杆外环面均匀布置的稳流叶片组成，稳流叶片沿稳流杆径向的内侧端通过焊接实现稳流叶轮与稳流杆之间的固定，稳流叶轮沿稳流杆径向的外环面所在柱面与排原油管的入口管段管壁间采用过盈配合，由此稳流叶轮依据过盈配合实现轴向固定，同时稳流叶轮的外环面所在柱面与出油管的管壁间采用间隙配合。稳流叶片采用板片式构造，稳流叶轮的各稳流叶片沿稳流杆轴向的两端均形成锥面，且稳流叶轮沿稳流杆轴向外侧的锥面锥度大于其内侧的锥面锥度，同时稳流杆的两端面均采用锥面，由此降低合格原油切入和流出稳流杆和稳流叶轮的流体摩阻损失。

排水器将倾斜式沉降管的二级污水调整流向并整合变成平稳流而防止产生漩涡，排水器通过变径进液管和倾斜式沉降管的法兰盘与仰角脱水器连为一体，排水器包括二级排水管、变径进液管、防涡杆和防涡叶轮。

二级排水管采用等径细长直管，且二级排水管内置防涡杆和防涡叶轮的一侧，二级排水管通过法兰盘接于排水器的底部，二级排水管与变径进液管的稳流直管段同轴心布置。

变径进液管采用变截面弯管，变径进液管由变径调压管段、排水弯管段和稳流直管段组合而成，变径调压管段的内外管壁均采用锥面，变径调压管段内管壁所在锥面的大端圆面直径等于倾斜式沉降管的内径且其内管壁所在锥面的小端圆面直径等于稳流直管段的管径，由此调整变径进液管和二级排水管之间的流压，排水弯管段实现变径进液管内二级污水流动方向的改变，稳流直管段水平布置且其内嵌防涡杆和防涡叶轮的另一侧。

防涡叶轮和防涡杆可防止二级污水排出过程中由于虹吸作用而产生漩涡，防涡杆采用细短杆，防涡杆的两端面均采用锥面，防涡叶轮由沿防涡杆外环面均匀布置的防涡叶片组成，防涡叶片沿防涡杆径向的内侧端通过焊接实现防涡叶轮和防涡杆之间的固定，防涡叶轮沿防涡杆径向的外环面所在柱面与变径进液管的稳流直管段管壁间采用过盈配合，由此防涡叶轮依据过盈配合实现轴向固定，同时防涡叶轮的外环面所在柱面与二级排水管的管壁之间采用间隙配合。防涡叶片采用螺旋叶片式构造，防涡叶片的轮廓线为沿防涡杆外环面展开的螺旋线，且防涡叶片轮廓线所在螺旋线的螺距沿防涡杆轴向逐渐增大，同时防涡叶片轮廓线所在螺旋线两端点的切线均与防涡杆的轴线保持平行，由此保证二级污水顺利切入防涡叶片并沿防涡杆轴向流入二级排水管的管腔。

本发明所能达到的技术效果是，该三级脱气脱水装置采用立式、卧式和仰角式T型管组合的管网式三级脱气脱水技术以及杆状电极构建的鼠笼阵型高频高压动态电场脱水技术，具备油气水三相高效分离、油中含水率和含气率低、水中含油率低等特点；第一级脱气器依据梯形缝锥管和碰撞溢流板实施第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业中的第一级脱气流程，并通过柱状缓冲管实现含气含水原油的缓冲和第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业中的第一级脱水流程，脱除含气含水原油中的部分气体和水后形成一级原油；第二级脱气器依据上进液管和下进液管将一级原油送入倾斜式脱气管并实施第二级仰角式高效脱气作业，脱除一级原油中的剩余气体形成二级原油；杆状电极采用同心环式层状鼠笼阵型，并构建高频高压动态电场，仰角脱水器结合杆状电极实施第三级鼠笼阵型高频高压快速脱水作业，脱除原油乳化液中的剩余水后形成合格原油，排油器将合格原油调整为均匀流后排出，排水器将倾斜式沉降管的二级污水调整流向并整合成平稳流而防止产生漩涡。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明并不局限于以下实施例。

图1是根据本发明所提出管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置的典型结构简图。

图2是管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置中的第一级脱气器的结构简图。

图3是图2的A—A剖视图。

图4是管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置中的第二级脱气器的结构简图。

图5是管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置中的杆状电极的结构简图。

图6是图5的仰视图。

图7是杆状电极中的高压绝缘复合电极的结构简图。

图8是管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置中的仰角脱水器的结构简图。

图9是管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置中的排油器的结构简图。

图10是图9的仰视图。

图11是管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置中的排水器的结构简图。

图12是管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置的第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业流程简图。

图13是管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置的第二级仰角式高效脱气作业流程简图。

图14是管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置的第三级鼠笼阵型高频高压快速脱水作业流程简图。

图中1－第一级脱气器，2－第二级脱气器，3－排油器，4－杆状电极，5－仰角脱水器，6－排水器，7－梯形缝锥管，8－一级排气管，9－碰撞溢流板，10－上排液管，11－下排液管，12－柱状缓冲管，13－一级排水管，14－缓冲脱水管腔，15－碰撞脱气管腔，16－一级锥管段，17－一级直管段，18－溢流孔，19－梯形缝，20－二级脱气管腔，21－二级进液管腔，22－二级排液管腔，23－下进液管，24－上进液管，25－倾斜式脱气管，26－二级排气管，27－接线端柱，28－电极端盖，29－高压绝缘复合电极，30－接地裸电极，31－分隔环板，32－多分支铜质圆管，33－主干铜质圆管，34－高压电缆，35－接地电极环板，36－高压电极环板，37－拱形孔流道，38－接地电极圆孔，39－高压电极圆孔，40－绝缘螺母，41－绝缘衬套，42－绝缘涂层，43－高压电极杆，44－电极定位端，45－柱状卡环，46－锥状卡箍，47－倾斜式电脱水管，48－出油管，49－药剂管，50－混流管，51－入口排液管段，52－原油变向管段，53－出口混流管段，54－倾斜式进液管，55－倾斜式沉降管，56－仰角沉降区，57－乳化液缓冲区，58－鼠笼阵型电脱水区，59－排原油管，60－稳流杆，61－稳流叶轮，62－稳流叶片，63－变径进液管，64－防涡叶轮，65－防涡杆，66－二级排水管，67－防涡叶片，68－稳流直管段，69－排水弯管段，70－变径调压管段。

具体实施方式

在图1中，管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置由第一级脱气器1、第二级脱气器2、排油器3、杆状电极4、仰角脱水器5和排水器6组成。该三级脱气脱水装置采用立式、卧式和仰角式T型管组合的管网式三级脱气脱水技术以及杆状电极4构建的鼠笼阵型高频高压动态电场脱水技术，依据第一级脱气器1实施第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业，且通过第二级脱气器2实施第二级仰角式高效脱气作业，同时依据杆状电极4和仰角脱水器5实施第三级鼠笼阵型高频高压快速脱水作业，有效解决含气含水原油高效分离问题。

在图1中，第一级脱气器1和第二级脱气器2通过上排液管和下排液管以及上进液管和下进液管连成一体，第二级脱气器2通过混流管与仰角脱水器5相连，排油器3和排水器6通过法兰盘分别固定于仰角脱水器5的上端和底端，杆状电极4通过电极端盖与仰角脱水器5相连，杆状电极4的高压绝缘复合电极和裸电极内置于仰角脱水器5。

在图1中，管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置的规格大小及其组装后撬装设备并联的数量需要依据含气含水原油的流量、流压、油中含水量、油中含气量等物性参数进行综合考虑，该三级脱气脱水装置进行耐压、气密性等试验时，试验压力应达到整个装置设计压力的1.25倍。

在图1中，管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置维护时，需要依次严格检查第一级脱气器1的柱状缓冲管、第二级脱气器2的倾斜式脱气管以及仰角脱水器5的倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管腔体内是否有异物堆积；并依次检查排油器3的稳流杆和稳流叶轮以及杆状电极4的高压绝缘复合电极、接地裸电极和分隔环板上的油垢，油垢最大厚度超过3.0mm时，需要清洗各部件。

在图2和图3中，第一级脱气器1依据梯形缝锥管7和碰撞溢流板9以及柱状缓冲管12分别实施第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业中的第一级脱气和第一级脱水流程，柱状缓冲管12容积设计需要考虑含气含水原油的流量、流压、沉降时间等因素，梯形缝锥管7的规格及其各梯形缝的数量和长度需要考虑含气含水原油的流量、流压、油中含气量等因素，碰撞溢流板9各溢流孔18的数量和大小及其位置设计需要考虑含气含水原油的流量、流压、油中含水量等因素，上排液管10和下排液管11的规格设计需要考虑含气含水原油的流量、流压等因素，一级排气管8和一级排水管13的规格设计需要分别考虑含气含水原油的油中含气量、油中含水量等因素。

在图2和图3中，梯形缝锥管7的一级直管段17与输送含气含水原油的管汇相连，部分含气含水原油经一级锥管段16的各梯形缝19流入碰撞脱气管腔15，另一部分含气含水原油则碰撞汇集至碰撞溢流板9后落入碰撞脱气管腔15，一级排气管8与输送气体的管汇相连并排出第一级脱气后的一级气体，第一级脱气后的油液则经由溢流孔18进入缓冲脱水管腔14进行缓冲，一级排水管13与输送污水的管汇相连并排出第一级脱水作业后的一级污水，上排液管10和下排液管11与第二级脱气器2相连并排出第一级脱水后的一级原油。

在图4中，第二级脱气器2依据倾斜式脱气管25实施第二级仰角式高效脱气作业，倾斜式脱气管25容积设计需要考虑一级原油的流量、流压、脱气时间等因素，下进液管23和上进液管24的规格设计需要考虑一级原油的流量、流压等因素，二级排气管26的规格设计需要考虑一级原油的油中含气量等因素。

在图4中，下进液管23和上进液管24分别与下排液管11和上排液管10相连并将一级原油输送至倾斜式脱气管25的二级进液管腔21，二级排气管26与输送气体的管汇相连并排出二级脱气管腔20内脱出的二级气体，二级排液管腔22通过混流管与仰角脱水器5保持联通并汇集和排出第二级脱气后的二级原油。

在图5～图7中，杆状电极4构建高频高压动态电场，高压绝缘复合电极29和接地裸电极30的规格和电极数量依据原油乳化液的最大流量、最大流压和油中含水量以及合格原油的含水量等因素综合设计，合格原油中的含水量通过高压绝缘复合电极29和接地裸电极30的同心环式层状鼠笼阵型的层间距和电极间距、各电极的长度及其倾斜度、所施加的电压及其电场强度等参数进行调整，接线端柱27的多分支铜质圆管32的数量和排列方式与高压绝缘复合电极29相同，电极端盖28的规格与仰角脱水器5的规格保持一致。

在图5～图7中，杆状电极4通过高压电缆34进行供电，各多分支铜质圆管32汇集于主干铜质圆管33并通过绝缘螺母40与高压电极杆43相连，高压绝缘复合电极29和接地裸电极30通过电极端盖28与接线端柱27连为一体，分隔环板31的接地电极环板35和高压电极环板36层间形成环形流道，并结合其上的拱形孔流道37可加大原油乳化液流动通道的有效截面积，高压电极圆孔39与绝缘涂层42底部相配合，接地裸电极30与接地电极圆孔38间采用过盈配合，绝缘衬套41实现高压绝缘复合电极29和电极端盖28间的绝缘，高压绝缘复合电极29与高压电极环板36间通过电极定位端44进行定位，柱状卡环45和锥状卡箍46分别实现高压电极环板36和高压绝缘复合电极29的轴向定位。

在图8中，仰角脱水器5结合杆状电极4实施第三级鼠笼阵型高频高压快速脱水作业，倾斜式电脱水管47、倾斜式进液管54和倾斜式沉降管55的总容积设计需要考虑原油乳化液的流量、流压、脱水时间、含水率等因素，出油管48的规格设计需要考虑合格原油的流量、流压等因素，药剂管49的规格设计需要考虑所输入化学药剂的种类、流量、流压等因素，混流管50的规格设计需要考虑二级原油的流量、流压等因素。

在图8中，混流管50通过圆周焊固定于倾斜式进液管54中部的管壁，二级原油经入口排液管段51和原油变向管段52调整流向后与药剂管49输入的化学药剂在出口混流管段53内充分混合并形成原油乳化液，出油管48通过圆周焊固定于倾斜式电脱水管47的中部管壁，倾斜式沉降管55通过法兰盘与排水器6相连，原油乳化液经混流管50进入乳化液缓冲区57进行缓冲后，在鼠笼阵型电脱水区58内形成合格原油并在仰角沉降区56形成二级污水。

在图9和图10中，排油器3将出油管48输送的合格原油调整为均匀流，排原油管59的规格设计需要考虑合格原油的流量、流压等因素，稳流叶轮61的各稳流叶片62沿稳流杆60轴向两侧端的锥面锥度设计需要考虑合格原油的流量、流压等及其粘度、密度等因素。

在图9和图10中，排油器3通过排原油管59和出油管48的法兰盘与仰角脱水器5连为一体，各稳流叶片62沿周向均匀地焊接于稳流杆60的外环面，稳流叶轮61依据过盈配合固定于排原油管59的入口管段。

在图11中，排水器6将倾斜式沉降管55的二级污水调整流向并整合成平稳流，变径进液管63和二级排水管66的规格设计需要考虑合格原油的油中含水量等因素，各防涡叶片67轮廓线所在螺旋线的螺距设计需要考虑二级污水的流量、流压、流动方向等因素。

在图11中，排水器6通过变径进液管63和倾斜式沉降管55的法兰盘与仰角脱水器5连为一体，变径调压管段70调整变径进液管63和二级排水管66之间的流压，排水弯管段69实现二级污水流动方向的改变，防涡叶轮64依据过盈配合固定于稳流直管段68，各防涡叶片67沿周向均匀焊接于防涡杆65的外环面。

在图12中，该三级脱气脱水装置的第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业流程为，含气含水原油流经梯形缝锥管7的一级直管段17进入第一级脱气器1，其中一部分含气含水原油经各梯形缝19朝外流动过程中缝隙逐渐变大，由此使得梯形缝19内的油压不断下降而实现初步脱气后落入碰撞脱气管腔15；与此同时，另一部分含气含水原油则由一级锥管段16的右侧射出并碰撞汇集至碰撞溢流板9，而后这部分含气含水原油迅速改变流向和流速而实现二次脱气后落入碰撞脱气管腔15，并完成第一级脱气作业。第一级脱气后的一级气体汇集于碰撞脱气管腔15上方的一级排气管8并排出，同时第一级脱气后的油液经由各溢流孔18进入缓冲脱水管腔14进行缓冲，缓冲脱水管腔14内比重较大的大颗粒水滴在重力作用下进行沉降，并沿柱状缓冲管12的管壁朝下滑移至一级排水管13而汇集成一级污水，一级污水经一级排水管13排出后完成第一级脱水作业，第一级脱水后的一级原油仍然含有部分气体和水并分别汇集至上排液管10和下排液管11后流入第二级脱气器2。

在图13中，该三级脱气脱水装置的第二级仰角式高效脱气作业流程为，第一级脱水后的一级原油分别流经上排液管10和上进液管24以及下排液管11和下进液管23并进入倾斜式脱气管25的二级进液管腔21进行缓冲，二级脱气管腔20内一级原油中比重较小的大颗粒气泡受浮力作业而朝上浮动，并沿二级脱气管腔20的管壁运移至二级排气管26而汇集成二级气体，最后二级气体经二级排气管26排出，第二级脱气后的二级原油则沉降至二级排液管腔22，并沿倾斜式脱气管25的管壁朝下滑移至混流管50后流入仰角脱水器5。

在图14中，该三级脱气脱水装置的第三级鼠笼阵型高频高压快速脱水作业流程为，二级原油经入口排液管段51和原油变向管段52调整流向后与药剂管49输入的化学药剂在出口混流管段53内充分混合并形成原油乳化液，而后原油乳化液进入乳化液缓冲区57进行缓冲后，朝上流入倾斜式电脱水管47的鼠笼阵型电脱水区58，高压绝缘复合电极29和接地裸电极30构建的高频高压动态电场内原油乳化液的油包水滴进行动态静电聚结并快速变大，由此鼠笼阵型电脱水区58内实施鼠笼阵型高频高压快速电脱水处理，油相上升至倾斜式电脱水管47的上部并形成合格原油，第三级电脱水后的合格原油经出油管48输送并由稳流叶轮61上的各稳流叶片62调整为均匀流，而后通过排原油管59排出；与此同时，鼠笼阵型电脱水区58内的水滴发生沉降并沿着倾斜式进液管54的管壁汇集至倾斜式沉降管55的仰角沉降区56后形成二级污水，第三级电脱水后的二级污水依次经变径调压管段70、排水弯管段69以及稳流直管段68调压和换向并由防涡叶轮64上的各防涡叶片67调整流向后整合成平稳流，最后二级污水经由二级排水管66排出。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置，其第一级脱气器和第二级脱气器通过上排液管和下排液管以及上进液管和下进液管连成一体且整体呈现类H形，第二级脱气器通过混流管与仰角脱水器相连接且整体呈现类Y形，杆状电极通过电极端盖与仰角脱水器相连接，该三级脱气脱水装置依次实施第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业、第二级仰角式高效脱气作业和第三级鼠笼阵型高频高压快速脱水作业，其特征在于：

一第一级脱气器；所述第一级脱气器脱除含气含水原油中的部分气体和水后形成一级原油，它包括梯形缝锥管、碰撞溢流板、柱状缓冲管、上排液管、下排液管、一级排水管和一级排气管；梯形缝锥管采用联通式变径细管，梯形缝锥管与柱状缓冲管之间同轴心布置，梯形缝锥管由一级直管段和一级锥管段组合而成，一级锥管段的管壁铣有沿周向均布的梯形缝，碰撞溢流板通过圆周焊方式固定于柱状缓冲管的管壁上，碰撞溢流板的上部钢板沿柱状缓冲管周向钻有均匀排列的溢流孔；柱状缓冲管采用两端封闭式粗长管且倾斜布置，并通过圆周焊的方式实现梯形缝锥管与柱状缓冲管之间的固定，柱状缓冲管经由碰撞溢流板封隔成碰撞脱气管腔和缓冲脱水管腔两个管腔，一级排气管位于碰撞脱气管腔的中部，上排液管和下排液管分别位于缓冲脱水管腔的上部和中部，一级排水管位于柱状缓冲管的底部；所述第一级脱气器的碰撞溢流板采用拱状曲面钢板，碰撞溢流板的上部钢板沿柱状缓冲管径向呈扇形且其下部钢板沿柱状缓冲管轴向呈半圆形，碰撞溢流板上的溢流孔采用圆形流道，梯形缝锥管的一级锥管段大端圆面半径小于碰撞溢流板的上部钢板沿柱状缓冲管径向的高度，保证经碰撞溢流板飞溅的含气含水原油全部落回柱状缓冲管的碰撞脱气管腔；

一第二级脱气器；所述第二级脱气器脱除一级原油中的剩余气体后形成二级原油，它包括倾斜式脱气管、上进液管、下进液管和二级排气管；倾斜式脱气管采用上端封闭式粗长管且倾斜布置，倾斜式脱气管沿其轴向自上而下依次分为二级脱气管腔、二级进液管腔和二级排液管腔三个管腔，二级排气管位于二级脱气管腔的顶部并沿垂向朝上布置，上进液管和下进液管位于倾斜式脱气管的二级进液管腔两侧并沿垂向朝下布置；

一杆状电极；所述杆状电极采用同心环式层状鼠笼阵型，并构建高频高压动态电场，它包括接线端柱、电极端盖、高压绝缘复合电极、接地裸电极和分隔环板；接线端柱的多分支铜质圆管的各分支管汇集于主干铜质圆管并与高压电缆相连，高压绝缘复合电极和接地裸电极均沿径向等间距分层排列且层间同轴心交错布置，接地裸电极采用裸露式铜质长圆杆，高压绝缘复合电极由高压电极杆和绝缘涂层复合而成，高压电极杆采用铜质长圆杆且其外涂覆绝缘涂层，高压电极杆通过非金属材质的绝缘螺母与接线端柱相连，绝缘涂层的上部设有锥状卡箍并实现高压绝缘复合电极的轴向定位，锥状卡箍的顶端配置绝缘衬套且绝缘衬套嵌入电极端盖的圆形孔眼，绝缘涂层的下部设有柱状卡环并实现高压电极环板的轴向定位，绝缘涂层的底端设有电极定位端，接地裸电极的一端与电极端盖的各盲端螺纹孔相配合且其另一端通过过盈配合与接地电极环板相连；电极端盖作为高压绝缘复合电极和接地裸电极的母板，分隔环板包含高压电极环板和接地电极环板，高压电极环板和接地电极环板沿径向依次同轴心分层排列且分别设有沿周向均布的高压电极圆孔和接地电极圆孔，高压电极环板和接地电极环板层间形成环形流道且沿径向的外部环面和内部环面上均加工有拱形孔流道；

一仰角脱水器；所述仰角脱水器脱除原油乳化液中的剩余水后形成合格原油，它包括倾斜式电脱水管、倾斜式进液管、倾斜式沉降管、混流管、药剂管和出油管；倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管自上而下同轴心倾斜布置并同时与倾斜式脱气管反向交叉布置，倾斜式电脱水管内置高压绝缘复合电极和接地裸电极而形成鼠笼阵型电脱水区，倾斜式进液管与二级排液管腔保持联通并形成乳化液缓冲区，倾斜式沉降管与排水器保持联通并形成仰角沉降区；混流管采用等径粗长弯管并由入口排液管段、原油变向管段和出口混流管段三部分组成，药剂管采用等径细直管，出油管采用等径短直管；

一排油器；所述排油器通过排原油管和出油管的法兰盘与仰角脱水器连为一体，它包括排原油管、稳流杆和稳流叶轮；排原油管的入口管段内嵌稳流叶轮和稳流杆且其出口管段水平放置，稳流叶轮依据过盈配合实现轴向固定，稳流叶轮由沿稳流杆外环面均匀布置的稳流叶片组成，稳流叶片采用板片式构造，稳流杆的两端面均采用锥面；

一排水器；所述排水器通过变径进液管和倾斜式沉降管的法兰盘与仰角脱水器连为一体，它包括二级排水管、变径进液管、防涡杆和防涡叶轮；二级排水管与变径进液管的稳流直管段同轴心布置，变径进液管采用变截面弯管并由变径调压管段、排水弯管段和稳流直管段组合而成，变径调压管段调整变径进液管和二级排水管间的流压；防涡杆的两端面均采用锥面，防涡叶轮由沿防涡杆外环面均匀布置的防涡叶片组成并依据过盈配合实现轴向固定，防涡叶片采用螺旋叶片式构造且其轮廓线所在螺旋线的螺距沿防涡杆轴向逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置，其特征在于：所述三级脱气脱水装置采用立式、卧式和仰角式T型管组合的管网式三级脱气脱水技术及杆状电极构建的鼠笼阵型高频高压动态电场脱水技术，排油器和排水器通过法兰盘分别固定于仰角脱水器的上端和底端，杆状电极的高压绝缘复合电极和裸电极内置于倾斜式电脱水管腔体。

3.根据权利要求1所述的管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置，其特征在于：所述第一级脱气器依据梯形缝锥管和碰撞溢流板以及柱状缓冲管实施第一级轴流式碰撞缓冲脱气脱水作业，梯形缝锥管的一级直管段作为含气含水原油进入第一级脱气器的入口通道，梯形缝锥管的各梯形缝沿其长度方向与梯形缝锥管的轴线保持平行，各梯形缝沿梯形缝锥管径向内细外粗，部分含气含水原油经梯形缝锥管的各梯形缝流入柱状缓冲管的碰撞脱气管腔；

所述柱状缓冲管的碰撞脱气管腔分别与梯形缝锥管和一级排气管保持联通，而柱状缓冲管的缓冲脱水管腔则与上排液管、下排液管和一级排水管保持联通。

4.根据权利要求1所述的管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置，其特征在于：所述第一级脱气器的上排液管和下排液管均采用三通式等径粗短管，一级排水管采用三通式等径细长管且沿垂向朝下布置，一级排气管采用三通式变径细长管；一级排气管的轴线、上排液管的轴线、下排液管的轴线以及一级排水管的轴线相互间保持平行并同时与柱状缓冲管的轴线相交，一级排气管、上排液管和下排液管的管径依次增大且均沿垂向朝上布置。

5.根据权利要求1所述的管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置，其特征在于：所述第二级脱气器实施第二级仰角式高效脱气作业，倾斜式脱气管的容积小于柱状缓冲管的容积，倾斜式脱气管的轴线与水平面间夹角大于柱状缓冲管的轴线与水平面间夹角，倾斜式脱气管的二级脱气管腔与二级排气管保持联通，二级进液管腔经上进液管和下进液管并由上排液管和下排液管与柱状缓冲管的缓冲脱水管腔保持联通，二级排液管腔与混流管保持联通；

所述二级排气管采用三通式变径细长管，上进液管和下进液管均采用三通式等径粗短管，二级排气管的轴线、上进液管的轴线和下进液管的轴线相互间保持平行，柱状缓冲管、上排液管和下排液管的轴线与倾斜式脱气管、上进液管和下进液管的轴线均位于同一平面内。

6.根据权利要求1所述的管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置，其特征在于：所述杆状电极所构建的高频高压动态电场内原油乳化液的油包水滴进行动态静电聚结并快速变大，接线端柱采用主干铜质圆管和多分支铜质圆管，电极端盖采用铜质法兰盘，电极端盖的下端面车制与接地裸电极相同数量和规格的盲端螺纹孔；

所述分隔环板位于最外层的高压电极环板外环面与倾斜式进液管上端的管壁紧密贴合，高压电极环板的高压电极圆孔与高压绝缘复合电极的绝缘涂层底部相配合，高压电极环板和接地电极环板的拱形孔流道沿周向均匀分布，并加大原油乳化液流动通道的有效截面积。

7.根据权利要求1所述的管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置，其特征在于：所述高压绝缘复合电极和接地裸电极沿周向均匀分布，高压绝缘复合电极位于最外层和最内层，分层排列的高压绝缘复合电极和接地裸电极形成同心环式层状鼠笼阵型；绝缘涂层柱状卡环的下部配置非金属绝缘材质的螺母，实现高压绝缘复合电极与高压电极环板间的绝缘和连接，绝缘涂层的电极定位端采用半球形，保证高压绝缘复合电极底端形成连续而稳定的高压电场；绝缘衬套实现高压绝缘复合电极和电极端盖间的绝缘，高压电极杆顶端车制螺纹并固定于电极端盖，接地裸电极一端通过螺纹与电极端盖相连且其另一端采用半球状构造，接地裸电极经电极端盖并由仰角脱水器接地，接地裸电极与分隔环板的接地电极圆孔间采用过盈配合。

8.根据权利要求1所述的管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置，其特征在于：所述仰角脱水器结合杆状电极实施第三级鼠笼阵型高频高压快速脱水作业，倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管均采用两端联通式粗管并通过法兰盘连为一体，倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管的轴线与倾斜式脱气管和柱状缓冲管的轴线位于同一垂向平面；倾斜式电脱水管的中部管壁钻有圆孔并通过圆周焊与出油管相连，倾斜式电脱水管经由出油管与排油器保持联通，倾斜式进液管的中部管壁钻有圆孔并通过圆周焊与混流管相连，倾斜式进液管经由混流管与倾斜式脱气管的二级排液管腔保持联通；倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管的轴线与水平面间仰角大于倾斜式脱气管轴线与水平面间仰角，倾斜式电脱水管、倾斜式进液管和倾斜式沉降管的容积之和大于倾斜式脱气管容积的六倍；

所述混流管的管径等于倾斜式脱气管的管径并大于药剂管的管径，混流管沿垂向位于上部的入口排液管段轴线与出口混流管段轴线间的夹角呈钝角，混流管沿垂向位于下部的出口混流管段轴线与倾斜式进液管轴线间的夹角呈锐角；药剂管位于混流管的出口混流管段上部，出油管的轴线与倾斜式电脱水管的轴线垂直相交。

9.根据权利要求1所述的管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置，其特征在于：所述排油器将出油管输送的合格原油调整为均匀流，排原油管采用等径细弯管，稳流杆采用粗长杆，稳流叶片沿稳流杆径向的内侧端通过焊接实现稳流叶轮与稳流杆之间的固定，稳流叶轮沿稳流杆径向的外环面所在柱面与排原油管的入口管段管壁之间采用过盈配合，同时稳流叶轮的外环面所在柱面与出油管的管壁之间采用间隙配合，稳流叶轮的各稳流叶片沿稳流杆轴向的两端均形成锥面，稳流叶轮沿稳流杆轴向外侧的锥面锥度大于其内侧的锥面锥度。

10.根据权利要求1所述的管网式杆状电极鼠笼阵型三级脱气脱水装置，其特征在于：所述二级排水管采用等径细长直管且其内置防涡杆和防涡叶轮的一侧，变径进液管的变径调压管段的内外管壁均采用锥面，稳流直管段水平布置且其内嵌防涡杆和防涡叶轮的另一侧；防涡杆采用细短杆，防涡叶片沿防涡杆径向的内侧端通过焊接实现防涡叶轮和防涡杆之间的固定，防涡叶轮沿防涡杆径向的外环面所在柱面与稳流直管段管壁间采用过盈配合，且防涡叶轮的外环面所在柱面与二级排水管的管壁间采用间隙配合；防涡叶片的轮廓线为沿防涡杆外环面展开的螺旋线，且防涡叶片轮廓线所在螺旋线两端点的切线均与防涡杆的轴线保持平行，保证二级污水顺利切入防涡叶片并沿防涡杆轴向流入二级排水管的管腔。

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