CN112604823A - 一种油水砂三相分离装置 - Google Patents

Abstract

一种油水砂三相分离装置。主要用于处理含有少量砂相的含油污水。其特征在于：所述分离装置，具有切向入口、旋流腔、排砂孔、引流斜面、出砂口、底流口以及溢流管道；其中，旋流腔内部具有两个螺旋流道，使来液通过螺旋流道后获得更大的离心加速度，缩短分离时间；所述排砂孔用于为密度较大的砂相提供甩向器壁的通道，引流斜面用于使砂相继续向下运移，经由出砂口排出；经过排砂处理后的污水继续向下运移至离底流口较近的螺旋流道，并在螺旋流道上获得离心加速度后加速分离；水相处于旋流分离的最外层并在离心加速度的作用下甩向器壁，从多相分离外壳底端流出；油相始终处于旋流液体的中心，通过溢流管道向上排出装置。本种分离装置针对油、水、砂的三相分离，具有良好的分离性能和分离精度。

Description

一种油水砂三相分离装置

技术领域

本专利涉及一种应用于石油、化工、食品以及环保等领域中的三相介质分离装置。

背景技术

为实现多相介质分离，可以通过数个旋流器串联或并联来实现，但此类现有三相分离设备大多体积较大且安装不方便，同时对应用环境要求较高，使用不够灵活。

发明内容

为了解决背景技术中所提出的现有技术问题，本专利提供了一种新的油水砂三相分离装置，该种装置虽然仍旧采用除砂旋流分离原理，但是却具有处理工艺简单、运转连续、使用灵活方便以及分离效率高的特点，并可用于两相或三相混合介质的分离。

本发明的技术方案是：本种油水砂三相分离装置，具有多相分离外壳5、溢流管道6、介质总入口1、出砂口3和水相出口4，介质总入口1位于多相分离外壳5的上方。其独特之处在于：

所述分离装置还包括第一螺旋流道和第二螺旋流道7。

所述多相分离外壳5的内部为三相分离区域，具有一个旋流腔，在所述旋流腔的腔壁上半部分设有排砂孔501和引流斜面502，在所述旋流腔的下部设有分离锥体段和一段外接的底流管；多相分离外壳5的筒壁包络着腔壁上半部分的排砂孔501、引流斜面502、分离锥体段和一部分外接的底流管，其底部接出砂口3。

所述溢流管道6为油相出口管道，由出油管道连接上方的法兰盘和下方的第二螺旋流道，法兰盘焊接在出油管道上，第二螺旋流道位于出油管道的最下方；整个溢流管道6处于所述多相分离外壳5内部的旋流腔内，第二螺旋流道位于排砂孔501和引流斜面502的下方，第二螺旋流道的底面高度与分离锥体段的顶部持平。

所述第一螺旋流道7为一个多流道的流道，至少包括五个入口；所述第一螺旋流道7通过焊接的方式溢流管道6相连接，连接后，所述第一螺旋流道7亦位于所述旋流腔的内部，但第一螺旋流道7高于排砂孔501和引流斜面502所在的位置。

本发明具有如下有益效果：本装置进行了两次加速旋流分离，采用两个螺旋流道串联，大大缩短分离时间，提高分离效率，解决现行设备分离时间长的弊端。在高精度脱油前将砂相分离出去，避免含砂条件对旋流分离性能的不利影响，且内部设有引流斜面，便于固体排出装置。通过将两级旋流装置的巧妙结合，可以实现同一装置内的高效三相分离。本装置处理工艺简单、设备体积小，安装方便，运行费用低且能能实现连续性分离。既可应用于石油化工行业，又可用于食品、环保等其它领域，具有较好的推广应用前景。

下面进行详细说明：

首先，本装置采用的两个特殊的螺旋流道串联，使得介质通过两次旋流分离，不仅大大的缩短了分离时间，还充分的提高了分离效率。

其次，本装置采用了先固液分离再液液分离的多级分离外壳结构，在高精度脱油前将砂相分离出去，避免含砂条件对旋流分离性能的不利影响，且内部设有引流斜面和排砂孔，便于固体排出旋流腔。

再次，本装置结构简单，只包含多相分离外壳、溢流管道、螺旋流道三部分，处理工艺简单、设备体积小，安装方便，运行费用低且能实现连续性分离。

最后，本装置可以实现油水砂三相的单相分离。既可应用于石油化工行业，又可用于食品、污水处理等其它领域，具有较好的推广应用前景和应用前景。

附图说明：

图1为一种油水砂三相分离装置外形结构图。

图2为一种油水砂三相分离装置整体剖视图。

图3为一种油水砂三相分离装置结构爆炸图。

图4为多相分离外壳的结构示意图。

图5为溢流管道的结构示意图。

图6为溢流管道的结构剖视图。

图7为第一、第二螺旋流道的结构示意图。

图8为第一、第二螺旋流道的结构剖视图。

图9为螺旋流道与溢流管道的连接示意图。

图中1-介质总入口，2-油相出口，3-出砂口，4-水相出口，5-多相分离外壳，6-溢流管道，7-第一螺旋流道，501-排砂孔，502-引流斜面。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明。

首先，结合附图，对本发明所述的一种新型油水砂三相分离装置作整体描述：

一种新型油水砂三相分离装置外形结构图如图1所示，图2为其整体剖视图。本装置整体是由多相分离外壳、溢流管道、螺旋流道三部分构成。待处理来液由介质总入口1进入分离装置内部，油相经两级分离后由油相出口2排出装置，砂相经分离后从出砂口3排出装置。水相分离后由水相出口4排出装置。

图3为一种新型油水砂三相分离装置结构爆炸图，图中从上到下分别由多相分离外壳5、溢流管道6、螺旋流道组成。其中多相分离外壳主要结构形式如图4所示。图5所示为一种新型油水砂三相分离装置溢流管道6的主要结构形式图。图6为一种新型油水砂三相分离装置溢流管道6的结构剖视图。图7为螺旋流道结构形式图。图8为一种新型油水砂三相分离装置螺旋流道的剖视图。图9为一种新型油水砂三相分离装置螺旋流道与溢流管道的连接示意图。

所述多相分离外壳是本装置的主要分离区域，外部为介质总入口，出砂口和水相出口。在其介质总入口，出砂口和水相出口上分别焊接有连接用的法兰盘。其内部为三相分离区域，在其内部还有一个旋流腔，在其最上方为介质的总入流口，在腔壁上半部分设有排砂孔和引流斜面。在其下部为分离锥体段和一段外接的底流管。外围的筒壁包络着腔壁上半部分的排砂孔、引流斜面、分离锥体段和一部分外接的底流管，其底部接出砂口。

所述溢流管道为油相出口管道，由出油管道连接上方的法兰盘和下方的螺旋流道，法兰盘焊接在油相出口管道上，螺旋流道位于出油管道的最下方，其焊接在出油管道上。整个溢流管道处于所述多相分离外壳内部的旋流腔内，螺旋流道位于排砂孔和引流斜面的下方，但底面高度应与与分离椎体段的顶部持平。

所述螺旋流道为一个多流道的流道，其通过焊接的方式与溢流管道相连接，其位于旋流腔的内部，但其高于排砂孔和引流斜面所在的位置。本螺旋流道采用的是特殊的五入口的螺旋流道。

下面介绍给出本种三相分离装置的具体工作原理：

从切向入口进液，在第一个螺旋流道7加速后，混合液形成旋流状态，密度较大的砂贴在外旋流的作用下甩向排砂孔501，在引流斜面502的作用下从出砂口3排出装置。水油两相继续向下运移到螺旋流道上，再次获得离心加速度，并在螺旋流道7的作用下加速脱离。油相处于整个旋流过程中流体的中心，分离后的油相进入溢流管道6内向上运移，从油相出口2排出装置。水相则甩向器壁向下运移至水相出口4排出。实现同一装置内除砂及高精度排油。

本种三相分离装置采用切向入口，多级分离外壳结构。首先进行固液分离，在多级分离外壳内部其壁面设有多个排砂孔，旋流腔内部从上至下依次设有溢流管、螺旋流道。在固液分离时通过筒间间隙实现沉砂效果。最后经引流斜面将砂相引流。脱油过程则通过螺旋流道加速，缩短油水分离时间。提高油水分离效率。综上，实现了高精度的脱油除砂。通过各结构有机结合，实现了高效的固-液-液三相分离。

综上所述，本发明所提出的一种新型油水砂三相分离装置，是一种可实现固-液-液三相介质分离的高效旋流设备。该分离装置，提出旋流腔内部两个螺旋流道的结构，使来液通过螺旋流道后获得更大的离心加速度，缩短分离时间从而实现高效的多相分离。在高精度脱油前将砂相分离出去，避免含砂条件对旋流分离性能的不利影响，且内部设有引流斜面，便于固体排出装置。

Claims (1)

1.一种油水砂三相分离装置，具有多相分离外壳（5）、溢流管道（6）、介质总入口（1）、出砂口（3）和水相出口（4），介质总入口（1）位于多相分离外壳（5）的上方；其特征在于：

所述分离装置还包括第一螺旋流道和第二螺旋流道（7）；

所述多相分离外壳（5）的内部为三相分离区域，具有一个旋流腔，在所述旋流腔的腔壁上半部分设有排砂孔（501）和引流斜面（502），在所述旋流腔的下部设有分离锥体段和一段外接的底流管；多相分离外壳（5）的筒壁包络着腔壁上半部分的排砂孔（501）、引流斜面（502）、分离锥体段和一部分外接的底流管，其底部接出砂口（3）；

所述溢流管道（6）为油相出口管道，由出油管道连接上方的法兰盘和下方的第二螺旋流道，法兰盘焊接在出油管道上，第二螺旋流道位于出油管道的最下方；整个溢流管道（6）处于所述多相分离外壳（5）内部的旋流腔内，第二螺旋流道位于排砂孔（501）和引流斜面（502）的下方，第二螺旋流道的底面高度与分离锥体段的顶部持平；

所述第一螺旋流道（7）为一个多流道的流道，至少包括五个入口；所述第一螺旋流道（7）通过焊接的方式溢流管道（6）相连接，连接后，所述第一螺旋流道（7）亦位于所述旋流腔的内部，但第一螺旋流道（7）高于排砂孔（501）和引流斜面（502）所在的位置。

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