CN201572545U - 一种油、气、水、杂质混合物的多相分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种油、气、水、杂质混合物的多相分离装置。它具有一个卧式壳体1，在所述的卧式壳体中从前端到尾端依次设有折流板隔层2、微滤集成膜隔层3和超滤集成膜隔层4，并通过这些隔层将卧式壳体分隔成粗分离沉降腔1-1、第一过滤布液腔1-2、第二过滤布液腔1-3和油水分离腔1-4。本实用新型先用旋流分离和折流板分离的机械式分离进行气、液、固的粗分离，再用集成膜过滤进行油、水细分离。由于本装置采用了集成膜过滤分离，液相中杂质量的精度达到0.5μm的精度，油相中水的精度达到≤0.1μm的精度，这是普通纯机械分离装置难以达到的。同时，集成膜过滤的采用还简化了分离器的结构，使其结构简单，节省了设备投资。

Description

一种油、气、水、杂质混合物的多相分离装置

技术领域

本实用新型涉及一种油、气、水、杂质混合物的多相分离装置，它主要用于油田钻井中抽出的油、气、水、杂质混合物的多相分离。

背景技术

在已有技术中，中国专利ZL00262857.0公布了一种油气水三相分离器，它是一种机械分离器。它的工作过程是：混合物先通过旋流预脱气器、碟型转向器和布液消能器进行预分离，该预分离过程采用了旋流重力射流和重力消能的工作方式，使高速旋转下降液体的动能转化成压能，并利用活性水强化水洗及气体浮选作用得到气、液预分离，预分离后的油水混合液流经波纹板整流器，达到抑制液体短路流、沟流和涡流的作用，然后进入沉降室，在沉降室中设有“人”字型斜板聚结器，可使进入沉降室的液体经过聚结器的浅池效应缩短液滴沉降或气泡浮升的距离而得到油、水的快速分层，分层后液体用U型管分离排出。通过上述分离过程可以看出，它基本上没有超出机械分离的范畴，在重力沉降下，只能分离10mm以上的滴液，分离的精度较低、水油分层浮选不清，造成了资源浪费，也污染了环境。

实用新型内容

本实用新型的目的针对已有技术中的不足，提供一种改进的油、气、水、杂质混合物的多相分离装置，以提高分离精度。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

它具有一个卧式壳体，其改进之处是：在所述的卧式壳体中从前端到尾端依次设有折流板隔层、微滤集成膜隔层和超滤集成膜隔层，由所述的折流板隔层将卧式壳体的前部隔成一个粗分离沉降腔，所述的折流板分离层和微滤集成膜隔层之间的空腔为第一过滤布液腔，所述的微滤集成膜隔层与超滤集成膜隔层之间的空间为第二过滤布液腔，由超滤集成膜隔层将卧式壳体的尾部隔成一个油水分离腔，在所述粗分离沉降腔中的上部设有一个旋流分离器，混合物进口管与该旋流分离器的进液口相接，在所述粗分离沉降腔的腔底部设有第一集污槽，在所述的第一过滤布液腔的上端设有第一集气包，在该第一过滤布液腔的下端设有第二集污槽，在所述的油水分离腔的上端设有第二集气包，并且在该油水分离腔上设有一个液位计和出油管及出水管，所述的第一集气包和第二集气包顶部的出气管通过排气阀与出气口相接。

本实用新型进一步改进的技术方案如下：

所述的微滤集成膜隔层由一个壳体的径面隔板和装在该径面隔板上的多个微滤集成膜过滤芯构成。

所述的超滤集成膜隔层由一个壳体的径面隔板和装在该径面隔板上的多个超滤集成膜过滤芯构成。

通过上述技术方案可以看出，本实用新型将传统的机械分离(旋流分离和折流板层分离)和集成膜过滤分离有机的结合在一起，它先用机械分离进行气、液、固的粗分离，再用集成膜过滤进行油、水细分离。其中粗分离分离出杂质(固相)和大部分气体(气相)，细分离将混合液相油、水进行分离。由于采用了微滤和起滤集成膜的过滤分离，油、水分离的效果和杂质分离的效果都达到较好的程度，即液相中杂质量的精度分离到0.5μm的精度，油相中水的精度分离到≤0.1μm的精度，这是普通纯机械分离装置难以达到的分离精度。同时，集成膜过滤的采用还简化了分离器的结构，使其结构简单，节省了设备投资。

附图说明

图1、本实用新型的整体结构示意图。

图2、旋流分离器的结构示意图。

图3、微滤集成膜隔层和超滤集成膜集成膜隔层的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，它具有一个卧式壳体1，在该卧式壳体中从前端到尾端依次设有折流板隔层2、微滤集成膜隔层3和超滤集成膜隔层4，由所述的折流板隔层2将卧式壳体的前部隔成一个沉降腔1-1，所述的折流板隔层3与微滤集成膜隔层之间的空腔为第一过滤布液腔1-2，所述的微滤集成膜隔层3与超滤集成膜隔层4之间的空腔为第二过滤布液腔1-3，由超滤集成膜隔层4将卧式壳体1的尾部隔成一个油水分离腔1-4。在所述沉降腔1-1内的上部设有一个旋流分离器5，参见图2，混合液进口管6与该旋流分离器的进液口5-1相接，该旋流分离器的结构与现有的旋风分离器相同。再参见图1，在所述沉降腔的腔底部设有第一集污槽7。所述的折流板隔层2由多层带孔眼的折流扳构成。参见图3，所述的微滤集成膜隔层3由一个外壳1的径面隔板3-1和多个装在该径面隔板上的微滤集成膜过滤芯3-2构成；所述的超滤集成膜隔层4也是由一个外壳1的径面隔板4-1和多个装在该径面隔板上的超滤集成膜过滤芯4-2构成。在所述的第一过滤布液腔1-2的上端设有第一集气包8，在集气包中设有除污丝网，进入集气包的气体通过除污丝网的过滤排出。在该第一过滤布液腔1-2的下端设有第二集污管9，在油水分离腔1-4的上端设有第二集气包10，并且在该油水分离腔上设有一个液位计11和出油管12及出水管13，所述的第一集气包8和第二集气包10顶部的出气管14、15并接，并通过一个排气阀门16与出气口相接。

本装置的工作过程如下：

一、第一阶段分离过程

混合物进料由进口管6进入旋流分离器5，由于离心、惯性力作用，混合物进料中的较大杂质(固相)靠重力下降到沉降腔1-1中，混合物进料中的液体(液相)在旋流分离器5旋转而下，从其的下口排出进入沉降腔，在旋转而下的过程中混合物进料中的气体(气相)上升。经过旋流分离后，混合物进料中的气、液、固三相在沉降腔中分布成上、中、下三层，下层的固相(杂质)下降到第一集污槽7而排出，上、中两层的气相和液相在进口管混合物进料的推动下向前(右)推进，进入折流板层2，在通过折流板层2过程中，混合物流中的绝大部分气体漂浮上升，从第一集气包8处排走，液相利用其前进惯性力与其中杂质重力方向垂直正交的作用，其中的杂质(固相)从折流板上的小孔下降，而液体继续向前进入到第一过滤布液腔，下降的杂质顺流排到第二集污槽9处而排出。通过该折流板的分离，进入第一过滤布液腔1-3中的液体为油水混合物和极少量的气体。这样，就完成了第一阶段的粗分离，即机械分离过程。

二、第二阶段分离过程

经过第一阶段粗分离后的混合液相继续向前(右)推进，先通过微滤集成膜隔层3而进入第二过滤布液腔1-3，再经过超滤集成膜隔层4而进入油水分离腔1-4。在这一过程中，混合液相经过一次微滤集成膜的过滤和一次超滤集成膜的过滤，在这两次过滤过程中，混合液相中细小的油滴会集聚成大油滴而漂浮在油水分离腔1-4的上部，而混合液相中的水会沉到油水分离腔1-4的下部，随着分离液相在油水分离腔内停留时间的增长，液相中溶解的微量气体会浮动上升，并从第二集气包10排走，因此，油水分离腔1-4的空间大小将根据油水需要分离停留时间的需要来设计。进入油水分离腔中液体从液位计11上可以清楚看出液层分为三层，其上层为油相，中间为油水混合物，下层为水相。这时，可以根据混合物进料中油水的比例大小，适当调节出水管和出油管的流速就可以将油和水进行分离。完成第二阶段分离。

上述的两个集气包8、10收集的气体通过排气阀16接入天然气管网。

Claims (3)

1.一种油、气、水、杂质混合物的多相分离装置，它具有一个卧式壳体(1)，其特征是：在所述的卧式壳体中从前端到尾端依次设有折流板隔层(2)、微滤集成膜隔层(3)和超滤集成膜隔层(4)，由所述的折流板隔层将卧式壳体的前部隔成一个粗分离沉降腔(1-1)，所述的折流板分离层和微滤集成膜隔层之间的空腔为第一过滤布液腔(1-2)，所述的微滤集成膜隔层与超滤集成膜隔层之间的空间为第二过滤布液腔(1-3)，由超滤集成膜隔层将卧式壳体的尾部隔成一个油水分离腔(1-4)，在所述粗分离沉降腔中的上部设有一个旋流分离器(5)，混合物进口管(6)与该旋流分离器(5)的进液口相接，在所述粗分离沉降腔(1-1)的腔底部设有第一集污槽(7)，在所述的第一过滤布液腔(1-2)的上端设有第一集气包(8)，在该第一过滤布液腔(1-2)的下端设有第二集污槽(9)，在所述的油水分离腔(1-4)的上端设有第二集气包(10)，并且在该油水分离腔(1-4)上设有一个液位计(11)和出油管(12)及出水管(13)，所述的第一集气包和第二集气包顶部的出气管(14、15)通过排气阀(16)与出气口相接。

2.根据权利要求1所述的油、气、水、杂质混合物的多相分离装置，其特征是：所述的微滤集成膜隔层(3)由一个壳体(1)的径面隔板(3-1)和装在该径面隔板(3-1)上的多个微滤集成膜过滤芯(3-2)构成。

3.根据权利要求1或2所述的油、气、水、杂质混合物的多相分离装置，其特征是：所述的超滤集成膜隔层(4)由一个壳体(1)的径面隔板(4-1)和装在该径面隔板上的多个超滤集成膜过滤芯(4-2)构成。

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