CN209034578U - 一种模块化水力旋流分离装置 - Google Patents
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Abstract
一种模块化水力旋流分离装置。主要为了解决在不同工况下调整旋流器结构参数时需要重新加工整套旋流器的问题。分离装置整体呈变径圆管状，具有混合相入口（1）、油相出口（2）、砂相出口（3）和水相出口（4）四个端口，所述分离装置还包括依次连接的凸台式盖板（6）、稳流筒（8）、分离大锥（9）、分离小锥（10）、导流底管（11）和多功能分离筒（12）；以及插入凸台式盖板（6）中的可调式溢流管（5），以及连接于混合相入口（1）上的可调式进液管（7）。本实用新型提出的旋流分离装置具有可随工况单独调节旋流器的溢流管、入口管、底流管以及圆柱段分离腔的旋流分离结构，增强了旋流器的适用性，提高了使用性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及应用于同井注采工艺中的井下油水水力旋流分离装置。
背景技术
在同井注采工艺中的，水力旋流器具有较高的分离效果。但这种高效分离性能是建立在较稳定的来液量、分流比的基础上。而在油田实际工况下很难保证采出液量处于持续稳定状态，这势必会对旋流器的分离性能产生不利影响。在实际应用中水力旋流器的分离性能受到诸多因素的影响，旋流器的溢流分流率是旋流分离过程中重要的操作参数，同时也是重要的性能参数，它对旋流器的分离效率有着显著的影响。在使用的过程中有两种方式调节旋流器的溢流分流率，一种是通过控制溢流出口阀门开度来控制溢流分液量，另一种是更换不同管径的溢流管控制溢流分液量，以此来使旋流器适应不同来液量的工况条件。但上述两种方式首先操作过程较为复杂，且很难及时连续的调节溢流管管径使其达到最佳的溢流分流率。旋流器在实际应用过程中往往因为无法保持最佳分流率，导致其在很多进液量不稳定的分离工况下分离效率低下限制旋流器的应用。与此同时，油田现场不同采出井产液量及含油量区别很大，这就需要提供不同结构参数的旋流单体样机。而对于旋流器自身而言，其分离性能又受到溢流管径、溢流插入深度、底流管径、底流长度、入口尺寸及形式的影响。因此旋流器在油田现场实际应用中，针对不同采出井及待处理液提供出分离效果较好的旋流单体结构需要进行大量的现场调试及结构转换，费时费力，同时也会对旋流器进一步的推广应用造成很大程度的限制。
发明内容
为了解决背景技术中所提到的技术问题，本实用新型提供一种模块化水力旋流分离装置, 该种装置具有可随工况单独调节旋流器的溢流管、入口管、底流管以及圆柱段分离腔的旋流分离结构，解决了在不同工况下需小幅度调整单个旋流器结构参数时需要重新加工整套旋流器的弊端，以分别改变局部结构参数的方式来满足不同工况条件，对增强旋流器的适用性、提高使用性能以及进一步推广应用意义重大。
本实用新型的技术方案是：该种模块化水力旋流分离装置，整体呈变径圆管状，具有混合相入口1、油相出口2、砂相出口3和水相出口4四个端口，其特征在于：
所述分离装置还包括依次连接的凸台式盖板6、稳流筒8、分离大锥9、分离小锥10、导流底管11和多功能分离筒12；以及插入凸台式盖板6中的可调式溢流管5，以及连接于混合相入口1上的可调式进液管7；
其中，可调式溢流管5的端部圆盘上开有沿圆周排列的4个螺纹孔501，可调式溢流管5的尾管外壁上开有溢流管调节螺纹502；凸台式盖板6上连接有定位凸台601，定位凸台601的中央开有调节螺纹孔602。凸台式盖板6上开有定位孔603；可调式进液管7的端部圆盘上开有进液调定螺纹孔，可调式进液管7的尾管外壁上开有进液管调节螺纹702；稳流筒8上开有稳流筒螺纹孔801和渐阔管802；可调式溢流管5、可调式进液管7通过螺纹与凸台式盖板6、稳流筒8连接，并通过调节螺纹实现插入到筒体内部的深度控制；所述分离大锥结构呈上端大下端小的锥筒结构，所述分离小锥10的轴向尺寸长于分离大锥9的尺寸，分离小锥10的锥角小于分离大锥9；多功能分离筒12具有固液分离隔板1101、导砂孔1102、导水孔1103和定位螺纹孔1104；沉砂腔1105用来实现固液分离。
本发明具有如下有益效果：可用于石油行业、环保行业等领域，具有可观的推广前景，增强旋流分离设备对进液量不稳定条件的适用性，对增强旋流分离设备适用性并使其更具普适性意义重大；可在不同处理工况下，进行局部零件更换，降低加工成本；可根据进液量大小变化情况实时调整溢流、入口管的插入深度，从而使旋流分离装置保持高效运行状态；处理工艺简单，安装方便，可实现变操作参数的连续高效分离。本种装置采用模块化旋流器的结构设计，使旋流器单体各结构元件可独立完成拆装更换，增强了旋流器普适性，可自动调节溢流管径以适应不同进液条件的多种复杂工况，在石油、环保等多相流分离领域将会得到广泛的认可与应用。解决旋流器现行应用弊端，对旋流器的进一步推广应用至关重要。
附图说明：
图1为本种模块化水力旋流分离装置整体外观图。
图2为本种模块化水力旋流分离装置爆炸视图。
图3为可调式溢流管的结构示意图。
图4为凸台式盖板的结构示意图。
图5为可调式进液管结构示意图。
图6为稳流筒结构示意图。
图7为可调式溢流管、凸台式盖板、可调式进液管与稳流筒的短插入深度装配结构示意图。
图8为可调式溢流管、凸台式盖板、可调式进液管与稳流筒的长插入深度装配结构示意图。
图9为分离大锥结构示意图。
图10为分离小锥结构示意图。
图11为多功能分离筒的外观结构示意图。
图12为多功能分离筒的剖视图。
图13本种模块化水力旋流分离装置整体剖视图。
图中1-混合相入口；2-油相出口；3-砂相出口；4-水相出口；5-可调式溢流管；501-螺纹孔；502-溢流管调节螺纹；6-凸台式盖板， 601-定位凸台；602-调节螺纹孔；603-定位孔；7-可调式进液管；701-进液调定螺纹孔；702-进液管调节螺纹；8-稳流筒，801-稳流筒螺纹，802-渐扩孔；9-分离大锥；10-分离小锥；11-导液底管，1101-固液分离隔板；1102-导砂孔；1103-导水孔；1104-定位螺纹孔；12-多功能分离筒；1105-沉砂腔。
具体实施方式：
简介一下本专利的发明目的：虽然目前对旋流器已经取得了较好的研究成果，但它在实际应用中仍有一定的局限性。首先，旋流器对工况稳定性的要求较高。旋流器的应用要了解要处理介质的性质，根据这些特性设计合适的旋流器。对于某一特定的旋流器通常要求入口速度和入口离散相体积分数在某一小范围内变化，因此旋流器不适用于应用在入口流体物性参数有较大波动的场合。同时，旋流器一般要求有足够的入口压力，这使旋流器的应用受到很多限制。为此开展模块化的水力旋流器结构设计，使旋流器单体各结构元件可独立完成拆装更换对增强旋流器普适性，解决旋流器现行应用弊端对旋流器的进一步推广应用至关重要。
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
种模块化水力旋流分离装置整体外观图如图1所示，装置整体呈变径圆管状，由混合相入口1、油相出口2、砂相出口3、水相出口4等端口组成。其爆炸视图如图2所示，由图2可以看出装置主要呈模块式组装而成，由可调式溢流管5、凸台式盖板6、可调式进液管7、稳流筒8、分离大锥9、分离小锥10、导流底管11、多功能分离筒12部分组合而成。其中可调式溢流管5结构形式如图3所示，主要由圆周排列的4个螺纹孔501、以及溢流管调节螺纹502组成。凸台式盖板6结构形式如图4所示，主要由定位凸台601、调节螺纹孔602、定位孔603组成。可调式进液管7主要结构形式如图5所示，主要由进液调定螺纹孔701以及进液管调节螺纹702组成。稳流筒8主要结构形式如图6所示，由稳流筒螺纹孔801、渐阔管802组成。可调式溢流管5、凸台式盖板6、可调式进液管7与稳流筒8的安装形式如图7所示，可调式溢流管5、可调式进液管7通过螺纹与凸台式盖板6、稳流筒8连接，并通过调节螺纹实现插入到筒体内部的深度控制，增大插入深度后的结构形式如图8所示。分离大锥结构形式如图9所示，呈上端大下端小的锥筒结构。分离小锥10的主要结构形式如图10所示，分离小锥10的轴向尺寸要比分离大锥9长，同时锥角小于分离大锥9。多功能分离筒12的主要结构形式如图11所示，主要由固液分离隔板1101、导砂孔1102、导水孔1103、定位螺纹孔1104。其剖视图如图12所示，其中沉砂腔1105用来实现固液分离。一种模块化水力旋流分离装置的整体剖视图如图13所示。
Claims (1)
1.一种模块化水力旋流分离装置，整体呈变径圆管状，具有混合相入口（1）、油相出口（2）、砂相出口（3）和水相出口（4）四个端口，其特征在于：
所述分离装置还包括依次连接的凸台式盖板（6）、稳流筒（8）、分离大锥（9）、分离小锥（10）、导流底管（11）和多功能分离筒（12）；以及插入凸台式盖板（6）中的可调式溢流管（5），以及连接于混合相入口（1）上的可调式进液管（7）；
其中，可调式溢流管（5）的端部圆盘上开有沿圆周排列的4个螺纹孔（501），可调式溢流管（5）的尾管外壁上开有溢流管调节螺纹（502）；凸台式盖板（6）上连接有定位凸台（601），定位凸台（601）的中央开有调节螺纹孔（602）；凸台式盖板（6）上开有定位孔（603）；可调式进液管（7）的端部圆盘上开有进液调定螺纹孔，可调式进液管（7）的尾管外壁上开有进液管调节螺纹（702）；稳流筒（8）上开有稳流筒螺纹孔（801）和渐阔管（802）；可调式溢流管（5）、可调式进液管（7）通过螺纹与凸台式盖板（6）、稳流筒（8）连接，并通过调节螺纹实现插入到筒体内部的深度控制；所述分离大锥结构呈上端大下端小的锥筒结构，所述分离小锥（10）的轴向尺寸长于分离大锥（9）的尺寸，分离小锥（10）的锥角小于分离大锥（9）；多功能分离筒（12）具有固液分离隔板（1101）、导砂孔（1102）、导水孔（1103）和定位螺纹孔（1104）；沉砂腔（1105）用来实现固液分离。
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| CN112588461A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-04-02 | 东北石油大学 | 一种用于油水分离的多级丛式旋流分离装置 |
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