CN206247037U - 螺旋流液环水膜合流器 - Google Patents

Abstract

用于液环水膜输送的螺旋流液环水膜合流器，涉及一种用于输送原油、泥浆、泥砂等粘稠物质时采用的液环输送技术。技术方案：包括水流入口、渐扩段、螺旋叶片、螺旋结构外筒、螺旋结构内筒、渐缩段、间隙结构外筒、水环出口、间隙结构内筒、支撑部件、螺旋叶片固定装置、内筒结构固定装置、油流入口等。螺旋流液环水膜合流器可以节省能量消耗，无需添加乳化药剂，不会带来二次污染；输送过程不需要加热也不需要建造保温良好耗资巨大的管道。

Description

螺旋流液环水膜合流器

技术领域

本实用新型专利是一种螺旋流液环水膜合流器，涉及一种用于输送原油、泥浆、泥砂等粘稠物质时采用的液环输送技术。

背景技术

我国稠油开采始于20世纪50年代末，随着采油技术的发展，稠油产量越来越大。目前中国石油天然气总公司稠油日产量约为15万桶，国内稠油产量大约占原油总产量的30％～35％。当粘稠油沿管道流动时，由于粘度很大，通常处于层流状态，此时摩阻主要是原油与管壁间的摩擦以及管壁附近各油层间的相互剪切。若常温下输送高粘稠油，则管线压力必然很高，甚至原油粘在管壁上而无法输送。加热、稀释和乳化是目前解决稠油输送问题的主要办法。传统的稠油运输方式，都不同程度地存在一些问题，如能耗大、管道建设费用高、油品品质变化大等。因此，国内亟需新型稠油输送技术的出现来解决上述出现的问题，降低稠油输送成本。

液环输送技术是一种新型的管道运输技术。液环技术就是向稠油中掺入一定量的低粘度不相溶液体(一般为水)，在输送过程中，将油流的速度控制在某一范围内，可形成环状流,粘度大的稠油作为芯流引入输送管道中被水包围，不与管壁接触，这层液环能吸收管壁和流体之间存在的剪切应力，从而减小了流动阻力。低粘液环输送工业性实验表明,这种输送工艺技术在重质高粘易凝原油输送方面有着诱人的前景。

液环水膜生产实际中存在一个问题，那就是液环水膜会随着运输距离的增长而失稳。其原因在于低粘度流体与高粘度流体的密度差，随着运输时间加长，同心环状流变为偏心环状流，继而失去环状流形状，进入失稳区，低粘高粘流体混合。此时，减阻能力大大减小。

发明内容

要解决的技术问题

基于以上原因，有必要提供一种应用于改善高粘油输送的新型输送技术。

技术方案：包括水流入口、渐扩段、螺旋叶片、螺旋结构外筒、螺旋结构内筒、渐缩段、间隙结构外筒、水环出口、间隙结构内筒、支撑部件、螺旋叶片固定装置、内筒结构固定装置、油流入口。

所述的螺旋叶片通过螺旋叶片固定装置与螺旋结构内筒相连，二者的连接可以拆卸，随时根据不同的水油粘度比密度比更换不同尺寸的螺旋叶片；所述间隙结构外筒与普通管道直径厚度相同，无缝连接；所述螺旋结构内筒与外筒通过内筒固定装置相连，在不同的水油粘 度比和密度比时，可以更换不同的内筒结构；所述间隙结构内筒，通过支撑部件连接在间隙结构外筒上，在间隙结构内筒与螺旋段内筒连接处使用密封部件密封；所述渐缩段焊接在螺旋结构外筒和间隙结构外筒之中，当水流经过渐缩段时通过改变截面面积改变水流速度使其与内管中的油流速度相同；所述渐扩段安装在油流入口、水流入口和螺旋结构外筒相接处，在水流倾斜入射的情况下减少水流冲击，避免了能量的浪费，水流与螺旋叶片顺势接触，形成稳定的螺旋流，最终在水环出口处形成螺旋低粘水包裹携带高粘油向前流动的螺旋液环水膜，螺旋叶片可提供足够大的旋转速度保证离开合流器后仍能保持一定的螺旋转速，这样在管道中水油同时处于螺旋向前运动状态产生离心力，高粘油不易产生油触与壁面接触粘连。

液环水膜输送高粘油技术可以节省能量消耗，无需添加乳化药剂，不会带来二次污染；输送过程不需要加热也不需要建造保温良好耗资巨大的管道；由于沿程摩阻极小相当于运输低粘度流体，中途不需要建造高压力泵站提供动力；后续处理工序简单，具有很强的工业实用价值。

附图说明

图1：螺旋流液环水膜合流器结构示意图；

水流入口(1)、渐扩段(2)、螺旋叶片(3)、螺旋结构外筒(4)、螺旋结构内筒(5)、渐缩段(6)、间隙结构外筒(7)、水环出口(8)、间隙结构内筒(9)、支撑部件(10)、螺旋叶片固定装置(11)、内筒结构固定装置(12)、油流入口(13)。

图2：螺旋叶片与螺旋结构外筒连接图；

螺旋叶片(3)、螺旋结构外筒(4)。

图3：螺旋叶片与螺旋结构内筒连接图；

螺旋叶片(3)、螺旋结构内筒(5)。

具体实施方式

现结合附图，对作本实用新型进一步描述：

图1为本实用新型专利装置结构示意图，包括水流入口(1)、渐扩段(2)、螺旋叶片(3)、螺旋结构外筒(4)、螺旋结构内筒(5)、渐缩段(6)、间隙结构外筒(7)、水环出口(8)、间隙结构内筒(9)、支撑部件(10)、螺旋叶片固定装置(11)、内筒结构固定装置(12)、油流入口(13)。

本实施方案提供的螺旋流液环水膜合流器进行高粘油品输送的具体步骤为：

首先打开进水泵，使整个装置中充满水，水流经过渐扩段(2)减小进口冲击，然后进入螺旋结构外筒(4)，在螺旋叶片(3)的带动下形成螺旋流，并在渐缩段(6)调整流速，经过间隙结构外筒(7)形成稳定螺旋环状流，经过一段时间水流整体稳定后进油泵打开，高粘油品从泵经过油流入口(13)进入，进入螺旋结构内筒(5)，低粘水和高粘油在高速旋转状态下经过合流器管口处相遇，形成螺旋低粘水包裹携带高粘油向前流动的螺旋液环水膜。

本实施方式只是对本专利的示例性说明，并限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (8)

1.螺旋流液环水膜合流器，技术方案包括：水流入口(1)、渐扩段(2)、螺旋叶片(3)、螺旋结构外筒(4)、螺旋结构内筒(5)、渐缩段(6)、间隙结构外筒(7)、水环出口(8)、间隙结构内筒(9)、支撑部件(10)、螺旋叶片固定装置(11)、内筒结构固定装置(12)、油流入口(13)，螺旋叶片(3)通过螺旋叶片固定装置(11)与螺旋结构内筒(5)相连，间隙结构外筒(7)与普通管道连接，螺旋结构内筒(5)与螺旋结构外筒(4)通过内筒结构固定装置(12)相连，间隙结构内筒(9)通过支撑部件(10)连接在间隙结构外筒(7)上，在间隙结构内筒(9)与螺旋段内筒(5)连接处使用密封部件密封，渐缩段(6)焊接在螺旋结构外筒(4)和间隙结构外筒(7)上。

2.根据权利要求1所述的螺旋流液环水膜合流器，其特征是所述的螺旋叶片(3)随时根据不同的水油粘度比密度比更换不同尺寸的螺旋叶片(3)。

3.根据权利要求1所述的螺旋流液环水膜合流器，其特征是所述间隙结构外筒(7)与普通管道直径厚度相同，无缝连接。

4.根据权利要求1所述的螺旋流液环水膜合流器，其特征是所述螺旋结构内筒(5)与螺旋结构外筒(4)在不同的水油粘度比和密度比时，可以更换不同的内筒结构。

5.根据权利要求1所述的螺旋流液环水膜合流器，其特征是所述渐缩段(6)焊接在螺旋结构外筒(4)和间隙结构外筒(7)之中，当水流经过渐缩段(6)时通过改变截面面积改变水流速度使其与内管中的油流速度相同。

6.根据权利要求1所述的螺旋流液环水膜合流器，其特征是所述渐扩段(2)安装在油流入口(13)、水流入口(1)和螺旋结构外筒(4)相接处，在水流倾斜入射的情况下减少水流冲击，避免了能量的浪费，水流与螺旋叶片(3)顺势接触，形成稳定的螺旋流，最终在水环出口(8)处形成螺旋低粘水包裹携带高 粘油向前流动的螺旋液环水膜，螺旋叶片(3)可提供足够大的旋转速度保证离开合流器后仍能保持一定的螺旋转速，这样在管道中水油同时处于螺旋向前运动状态产生离心力，高粘油不易产生油触与壁面接触粘连。

7.根据权利要求1所述的螺旋流液环水膜合流器，其特征在于：用来形成液环的是与被输送物质互不相溶的低粘液体。

8.根据权利要求1所述的螺旋流液环水膜合流器，其特征在于：当用于输送高粘油时，在得知水油粘度比和密度比的情况下，拆卸并换用不同尺寸的螺旋结构内筒(5)、间隙结构内筒(9)和螺旋叶片(3)，形成稳定的螺旋流，再通过间隙结构形成稳定环状流，从而使水流油流在水环出口(8)处相遇并形成稳定水环。