CN113582362A - 一种内置管式分离器梯度旋流气浮装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内置管式分离器梯度旋流气浮装置，该装置包括气浮罐体、管式分离器、旋流布水管、和微气泡引入管；管式旋流分离的强旋流场与梯度气浮弱旋流场相结合，放宽了设备入口水质指标，四级出油口能够将分离出的油品高效排出，避免返混，微气泡和油滴在混合室反应接触，两级溶气水引入混合管设置增加了气泡数量，提高了碰撞机率。与常规气浮装置相比，本发明分离效率高、运行成本低、结构简单、投资低、占地面积小、运行维护简便等优点，适用于油田生产水的处理。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发技术领域，具体来说涉及一种内置管式分离器梯度旋流气浮装置。
背景技术
现有平流式气浮，通过顶部刮渣机收集浮油浮渣，该类型设备沉降时间长，占地面积大，机械结构复杂，动件较多，不利于实现自动控制。设备敞口运行，会有气体溢出，同时会增加水中的溶解氧含量，不能处理含天然气等可燃气体来液，不能应用于防爆要求较高环境。现有旋流气浮为弱旋流气浮，常规入口水中含油量要求＜200mg/l，除油效率约为80％，气浮罐体内部没有进行梯度分级，内部存在返混现象，不能适应水中含油量较高的污水处理。随着海上油田的产出液中含水的不断升高，需要开发一种占地面积小、运行成本低、处理效率高的气浮装置。
发明内容
本发明的目的就是为了避免背景技术中的不足之处，提供一种经过改进能够减少设备占地面积，提高分离效率，设备结构简单便于日常的操作、运行维护与管理的内置管式分离器梯度旋流气浮装置。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种内置管式分离器梯度旋流气浮装置，包括气浮罐体、管式分离器、旋流布水管、和微气泡引入管；
所述气浮罐体为立式罐体，于其中轴线竖直贯穿设置管式分离器，管式分离器的进水口位于底部、第一出油口位于顶部；
所述气浮罐体内部设置2块漏斗状气浮室隔板将气浮罐体内部分割为上气浮室、中气浮室和下气浮室，所述气浮室隔板的中心收口处与所述管式分离器形成环空；
所述气浮罐体的管壁上设置有排泥口、出水口、第二出油口、第三出油口第四出油口，所述排泥口和出水口位于气浮罐体的底部，所述第二出油口位于气浮罐体的顶部，所述第三出油口位于气浮罐体中气浮室上部的侧壁上，所述第四出油口位于气浮罐体下气浮室上部的侧壁上；
所述管式分离器在位于上气浮室内的管段上设置第一旋流布水管，在中气浮室内上气浮室隔板中心收口处与所述管式分离器形成的环空下方设置第一气水混合器和第二旋流布水管，由所述气浮罐体侧壁引入的第一微气泡引入管与所述第一气水混合器连通，在下气浮室内下气浮室隔板中心收口处与所述管式分离器形成的环空下方设置第二气水混合器和第三旋流布水管，由所述气浮罐体侧壁引入的第二微气泡引入管与所述第二气水混合器连通。
在上述技术方案中，所述排泥口和出水口位于气浮罐体底部管式分离器的两侧。
在上述技术方案中，所述出水口上设置一高出所述气浮罐体底面的出水管，避免大颗粒沉降物进入。
本发明的优点和有益效果为：
本发明公开了一种内置管式分离器梯度旋流气浮装置，该装置包括管道式旋流分离器、梯度旋流气浮罐体，以及进水口、顶部出油口、罐体排油口、旋流布水管、溶气水引入混合管、底部排泥口。油气田生产含油生产水从罐体底部进入装置，经过管道式旋流分离器内部导流装置，使油水混合物产生高速旋流，利用油水密度差将油水进行分离，部分低密度的油相汇聚到管道中心从罐体顶部中心出油口排出，高密度的水相从管壁经过第一级旋流布水管进度气浮罐体进一步分离。气浮罐体采用三级梯度设计，分为三级气浮室，水中含油浓度逐渐降低。第一级气浮室由管式分离器水相旋流布水管产生弱旋流场，依靠溶解气产生微小气泡，使水中油滴上浮，通过罐体顶部出油口排出，水相通过第一级气浮室锥形底部的中心管与管式分离器的环空，进入混合室与溶气水进行混合，通过旋流布水器进入第二级气浮室。在第二级气浮室内气泡携带油滴上浮，通过第二级气浮室顶部管壁出油口排出，水相通过第二级气浮室锥形底部的中心管与管式分离器的环空，进入混合室与溶气水进行混合，通过旋流布水器进入第三级气浮室。在第三级气浮室内气泡携带油滴上浮，通过第三级气浮室顶部管壁出油口排出，分离后的水相通过罐体底部排出。第三级气浮罐底部中心设置排泥口。管式旋流分离的强旋流场与梯度气浮弱旋流场相结合，放宽了设备入口水质指标，四级出油口能够将分离出的油品高效排出，避免返混，微气泡和油滴在混合室反应接触，两级溶气水引入混合管设置增加了气泡数量，提高了碰撞机率。与常规气浮装置相比，本发明分离效率高、运行成本低、结构简单、投资低、占地面积小、运行维护简便等优点，适用于油田生产水的处理。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中：1、进水口；2、排泥口；3-1、第一微气泡引入管；3-2、第二微气泡引入管；4-1、第一出油口；4-2、第二出油口；4-3、第三出油口；4-4、第四出油口；5、气浮室隔板；6-1、第一旋流布水管；6-2、第二旋流布水管；6-3、第三旋流布水管；7-1、第一气水混合器；7-2、第二气水混合器；8、气浮罐体；9、出水口；10、管式分离器。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例
参照图1本发明的气浮罐体8为立式结构，罐体中部安装管式分离器10。罐体内部通过隔板5分为三个独立运行气浮室，每层隔板为锥形布置，与管式分离器10有环空通道。
本发明的旋流气浮装置的进水口1位于罐体底部，通过管式分离器的内部导流装置，实现液体的旋转导流。管式分离器中上部设计有第一旋流布水管6-1，管式分离器10分离的水相切向进入气浮罐体内。
本发明的微气泡引入管3有两根，分别与第一气水混合器7-1、第二气水混合器7-2接通，通过混合器将微气泡与含油污水混合；
本发明的旋流布水管共有三组：第一旋流布水管6-1、第二旋流布水管6-2和第三旋流布水管6-3，分别位于上中下三个气浮室内，为气浮室建立弱旋流场提供动力；
本发明的一个出水口9位于气浮罐体下部，远离排泥口一侧，出水管口高于罐壁，避免大颗粒沉降物进入出水口；
本发明的出油口4共有四个：第一出油口4-1、第二出油口4-2、第三出油口4-3和第四出油口4-4，分别位于管式分离器顶部，气浮罐体顶，气浮罐体中部和气浮罐体中下部，四个出油口可以同时排出分离的油相；
本发明的排泥口2，位于气浮罐体底部，出口与管壁平齐便于大颗粒沉降后排出罐外。
本发明的工作原理
待处理的含油污水从底部进水口1进入设备，进入管道式分离器10，通过管内部的导流结构，使污水产生高速旋流，利用油水密度差将较轻的油相汇集到管道中央，从管道顶部排油口4-1排出，较重的水相从沿管壁运动，通过第一旋流布水管6-1，切向进入罐体上部，并且在管内形成弱旋流运动。进入罐体后液体运行压力降低，流动速度降低，溶解气体大量释放产生气浮效果，油相在顶部聚集，通过罐体上部排油口4-2排出罐外。含油较少的水相通过气浮室隔板5底部进入第一汽水混合器7-1，与第一微气泡引入管3-1产生的微气泡混合，通过第二旋流布水管6-2进入罐体中部。进入的液体在罐体内产生弱旋流，微气泡携带油滴向上运动，通过罐体中部的出油口4-3排出罐外。含油进一步降低的水通过中部气浮室隔板5底部进入第二汽水混合器7-2，与上一级同样的分离原理。下部气浮室内油相从罐体下部出油口4-4排出，处理后的污水从罐体下部出水口9排出。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种内置管式分离器梯度旋流气浮装置，其特征在于：包括气浮罐体、管式分离器、旋流布水管、和微气泡引入管；
所述气浮罐体为立式罐体，于其中轴线竖直贯穿设置管式分离器，管式分离器的进水口位于底部、第一出油口位于顶部；
所述气浮罐体内部设置2块漏斗状气浮室隔板将气浮罐体内部分割为上气浮室、中气浮室和下气浮室，所述气浮室隔板的中心收口处与所述管式分离器形成环空；
所述气浮罐体的管壁上设置有排泥口、出水口、第二出油口、第三出油口第四出油口，所述排泥口和出水口位于气浮罐体的底部，所述第二出油口位于气浮罐体的顶部，所述第三出油口位于气浮罐体中气浮室上部的侧壁上，所述第四出油口位于气浮罐体下气浮室上部的侧壁上；
所述管式分离器在位于上气浮室内的管段上设置第一旋流布水管，在中气浮室内上气浮室隔板中心收口处与所述管式分离器形成的环空下方设置第一气水混合器和第二旋流布水管，由所述气浮罐体侧壁引入的第一微气泡引入管与所述第一气水混合器连通，在下气浮室内下气浮室隔板中心收口处与所述管式分离器形成的环空下方设置第二气水混合器和第三旋流布水管，由所述气浮罐体侧壁引入的第二微气泡引入管与所述第二气水混合器连通。
2.根据权利要求1所述的一种内置管式分离器梯度旋流气浮装置，其特征在于：所述排泥口和出水口位于气浮罐体底部管式分离器的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种内置管式分离器梯度旋流气浮装置，其特征在于：所述出水口上设置一高出所述气浮罐体底面的出水管，避免大颗粒沉降物进入。
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