CN212881164U - 一种新型油水方管式分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型油水方管式分离器，包括：主管路、第一分支管、第二分支管、第三分支管和富油管路，主管路入口一端通过变径连接油水混合物输油管，主管路另一端为出口，主管路上自入口向出口方向上由低到高依次连通设有第一分支管、第二分支管和第三分支管的一端，且第一分支管、第二分支管和第三分支管的另一端通过富油管路连通；主管路内设有挡板。采用变径主管路，保证油水充分沉降，保证油水两相的充分分层，并且通过挡板可以暂时改变油水两相的比例。采用变高度的三分支管路实现“充分分层—分支管分流—反向回流”三阶段的分离过程，实现油水两相在富油管路和主管路中的高效分离。

Description

一种新型油水方管式分离器

技术领域

本实用新型涉及一种分离器，尤其是涉及一种新型油水方管式分离器。

背景技术

现阶段，陆上油田通常采用重力分离和离心分离等原理来实现油水两相的分离，两种分离原理典形的处理方法和形式就是通过重力式分离器和水力旋流器来进行油水两相的分离。这两种分离器在实际的应用过程中同时也有一些缺陷，如占地面积大、分离效率低、高能耗等。为了解决这些缺点并研发具有简洁、高效、节能等特点的油水两相分离器已经成为了当务之需。

国外已有利用T形多分支管路在海底油田进行多相分离的实例，T形管一般也称直角三通管，由直管和支管垂直正交构成。当两相介质由主管路一端进入T形分岔管路时,在主管路下游和分支管路内油水两相的比例一般都会发生变化，称为相分配现象。通过相分配现象来实现对于两相的分离。体现了紧凑、高效、封闭的特点。但现阶段使用的T形管结构较为简单，在实际生产工作状况中，油水的分离效果并没有达到理论上的结果。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种新型油水方管式分离器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型油水方管式分离器，包括：主管路、第一分支管、第二分支管、第三分支管和富油管路，

所述主管路入口一端通过变径连接油水混合物输油管，且主管路直径大于油水混合物输油管直径，所述主管路另一端为出口，所述主管路上自入口向出口方向上依次连通设有第一分支管、第二分支管和第三分支管的一端，且所述第一分支管与主管路入口端留有间距；

所述第一分支管、第二分支管和第三分支管由低到高依次设置，且第一分支管、第二分支管和第三分支管的另一端通过富油管路连通；所述富油管路自连接第一分支管的一端向第三分支管的一端由低到高倾斜设置；

所述主管路内设有挡板，且所述挡板位于主管路入口端与第一分支管间；所述主管路、第一分支管、第二分支管、第三分支管和富油管路均为方管。

在本实用新型的一个较佳实施例中，第一分支管、第二分支管和第三分支管均垂直连接主管路。

在本实用新型的一个较佳实施例中，挡板高度是主管路直径的1/4至3/4。

在本实用新型的一个较佳实施例中，第一分支管、第二分支管和第三分支管的直径均小于主管路的直径。

在本实用新型的一个较佳实施例中，第一分支管与主管路的连接处设有第一楔形端口，所述第一楔形端口自靠近第二分支管一端向主管路入口端由低到高倾斜设置。

在本实用新型的一个较佳实施例中，第三分支管与主管路的连接处也设有第二楔形端口，且所述第二楔形端口自靠近第二分支管一端向主管路出口端由低到高设置。

在本实用新型的一个较佳实施例中，第一楔形端口和第二楔形端口均倾斜 45°。

在本实用新型的一个较佳实施例中，第一楔形端口和第二楔形端口均深入至主管路内。

在本实用新型的一个较佳实施例中，主管路入口到第一分支管间的距离为 5-10米。

在本实用新型的一个较佳实施例中，所述挡板位于主管路整体长度的1/2 处。

本实用新型的有益效果是：采用方形管道，形成稳定的分离层；采用变径主管路，保证油水充分沉降，使得从进口来得流体能够得到充分的发展，保证油水两相的充分分层，并且通过挡板可以暂时改变油水两相的比例；采用变高度的三分支管路实现“充分分层—分支管分流—反向回流”三阶段的分离过程，第一分支管分流大部分的油相，并通过第三分支管将富油管路中未被分离的水相通过反向分流的方式流入主管路，实现油水两相在富油管路和主管路中的高效分离。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一：如图1所示一种新型油水方管式分离器，包括：主管路5、第一分支管1、第二分支管2、第三分支管3和富油管路4，

主管路5入口一端通过变径501连接油水混合物输油管6，且主管路5直径大于油水混合物输油管6直径，所述主管路5另一端为出口8，主管路5上自入口向出口方向上依次连通设有第一分支管1、第二分支管2和第三分支管3的一端，且所述第一分支管与主管路入口端留有间距；

第一分支管1、第二分支管2和第三分支管3由低到高依次设置，且第一分支管1、第二分支管2和第三分支管3的另一端通过富油管路4连通；所述富油管路4自连接第一分支管1的一端向第三分支管3的一端由低到高倾斜设置；

主管路5内设有挡板7，且挡板7位于主管路5入口端与第一分支管1间；主管路5、第一分支管1、第二分支管2、第三分支管3和富油管路4均为方管，采用方形管路，改善在流动过程中的相混合状况，形成稳定的分离层。

本实施例中，第一分支管1、第二分支管2和第三分支管3均垂直连接主管路5。第一分支管1、第二分支管2和第三分支管3的直径均小于主管路5的直径。

主管路5在连接外来管路时，在主管路入口处采用了变径的方法，使得管道的口径变大，油水混合的流体的流动截面积变大，流速变慢。在主管路5入口和第一分支管1间间隔了一定的距离，可以使得在变径入口处的流体在主管路这段管道距离内能能够完成油水两相的沉降和相分隔，避免因为流速的改变而产生各相混合的情况，影响后面两相的分离。流体从主管路入口处流入后，此时油相浓度最大，并且由于油相密度小于水相，位于混合流的上层。同时因为挡板7的作用，可以暂时改变后面流体中的两相比例，增大油相的比例。

经过第一分支管1时，第一分支管1的尺寸小于主管路5，使得主管路5的油水混合物在经过第一分支管1时具有适当的流量，不会因为流量过大而将大量的水相带入到富油管路4中，保证油水混合物中油相能够最大限度的进入富油管路4中。第二分支管2高度较高，可以减少油水混合物通过第二分支管2 流入到富油管路4，能够有效的将剩余主管路5中的油相分流到富油管路4中，同时不带入大量的水相。因为高度及流动的机械能损失，可以使得富油管路4 中位于下部的水相能够通过第三分支管3反向回流回到下端的主管路5。

本实用新型采用直径大于油水混合物输油管6直径的主管路5，保证油水充分沉降。油水混合物从主管路5进入T形多分支管路；在主管路5入口进行变径，油水两相经充分发展后流入扩径管即主管路内，管径增大会使油水的流速减慢，有助于油水混合物的流动向分层流或近似分层流的流态发展，油水混合物通过变径入口后，与后面的分支管路有一段可以让油水混合物充分沉降的一段管路，可以让从进油管进来的油水混合物能够充分分层，避免因为流速的突变造成水相和油相各自混杂。在沉降后，在分支管路前面设置了一个用来改变后面流体油水比列的挡板。因为充分沉降后，大部分水相都在管路的下端，通过一个一定高度的挡板，可以暂时减少后面流体中的水相比例，这部分的油水混合物通过第一分支管能分离出大部分油相在上层的管路中。

采用变径主管路，保证油水充分沉降，使得从进口来得流体能够得到充分的发展，保证油水两相的充分分层，并且通过挡板可以暂时改变油水两相的比例；采用变高度的三分支管路实现“充分分层—分支管分流—反向回流”三阶段的分离过程，第一分支管分流大部分的油相，并通过第三分支管将富油管路中未被分离的水相通过反向分流的方式流入主管路，实现油水两相在富油管路和主管路中的高效分离。

实施例二：在实施例一的基础上，第一分支管1与主管路5的连接处设有第一楔形端口101，所述第一楔形端口101自靠近第二分支管2一端向主管路5 入口端由低到高倾斜设置。

第三分支管3与主管路5的连接处也设有第二楔形端口301，且所述第二楔形端口301自靠近第二分支管2一端向主管路5出口端由低到高设置。

第一楔形端口101和第二楔形端口301均倾斜45°，且第一楔形端口101 和第二楔形端口301均深入至主管路内。

初始油水混合物中，油相的浓度最高，要想得到一个高的分离效率，在油水混合物进入第一分支管1时，要保证足够多的油相流入富油管中。因此本实用新型在第一分支管1在下段设置了一个45°的楔形端口，并且面向入口油水混合物来流方向，这个楔形端口可以使得来流更多的进入第一分支管1，并且因为楔形端口处的长度较短，可以使得上层的油相能够更大程度的进入上部的富油管路4，而位于下部的水相因为没有端口的阻挡，更多得往前流，留在主管路中。同时第一分支管1高度最短，沿分支管流动损失的机械能较少，能够将流体更多的举升到富油管路4中。第二分支管2下部没有设置楔形断面，因为随着第一分支管1的作用，主管路5中的油水混合物中的一大部分油相已经分流到了上部的富油管路4，剩余的混合物中水相居多，第二分支管2的作用便是将剩余的油相分流到富油管路4中。同时第二分支管2高度较高，可以减少油水混合物流入，能够有效的将剩余主管路5中的油相分流到富油管路4中，同时不带入大量的水相。主管路5中的流动在经历第三分支管3时，由于速度降低及在流动过程中的能量损耗，以及第三分支管3的高度较高，所具有的机械总能已不能克服沿分支管流动所具有的势能而将流体举升上去，导致第三个分支管3中的流动发生了反向。本实用新型第三分支管在下端同样设置了45°的楔形端口，减少主管路5中混合流相进入第三分支管3的流量。同时因为第三分支管3中，由于主管中的流动机械总能已不能克服沿分支管流动所具有的势能而会产生回流。而经过第一分支管和第二分支管的分流作用，富油管路4中肯定会存在水相，可以使得富油管路4中位于下部的水相能够通过第三分支管3 反向回流回到下端的主管路5中。通过上述结构，分离油水混合物，使富油管路4中为油相，主管路5中为水相。实现油水两相在富油管路和主管路中的高效分离。

实施例三：为了达到较好的分层沉降效果，所述主管路5入口到第一分支管1间的距离为5-10米。为了改变主管路中后面流体油水比列，挡板7高度是主管路5直径的1/4至3/4，作为一个较佳的实施案例，挡板7高度是主管路5 直径的1/3，挡板7位于主管路5整体长度的1/2位置处。

本实用新型采用了三分支的变高度分支管路和倾斜的富油管路来进行油和水的充分分离，分支管分流可以有效地的分散来流速度，可以使得油水两相在整个T形管装置中通过重力作用实现“充分分层—分支管分流—反向回流”三个步骤，来进行完整的分离。分支管直径的尺寸小于主管路，使得主管路的油水混合物在经过分支管时具有适当的流量，不会因为流量过大而将大量的水相带入到富油管路中，保证油水混合物中油相能够最大限度的进入富油管路中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种新型油水方管式分离器，其特征在于，包括：主管路、第一分支管、第二分支管、第三分支管和富油管路，

所述主管路入口一端通过变径连接油水混合物输油管，且主管路直径大于油水混合物输油管直径，所述主管路另一端为出口，所述主管路上自入口向出口方向上依次连通设有第一分支管、第二分支管和第三分支管的一端，且所述第一分支管与主管路入口端留有间距；

所述第一分支管、第二分支管和第三分支管由低到高依次设置，且第一分支管、第二分支管和第三分支管的另一端通过富油管路连通；所述富油管路自连接第一分支管的一端向第三分支管的一端由低到高倾斜设置；

所述主管路内设有挡板，且所述挡板位于主管路入口端与第一分支管间；

所述主管路、第一分支管、第二分支管、第三分支管和富油管路均为方管。

2.根据权利要求1所述新型油水方管式分离器，其特征在于，所述第一分支管、第二分支管和第三分支管均垂直连接主管路。

3.根据权利要求1所述新型油水方管式分离器，其特征在于，所述挡板高度是主管路直径的1/4至3/4。

4.根据权利要求2所述新型油水方管式分离器，其特征在于，所述第一分支管、第二分支管和第三分支管的直径均小于主管路的直径。

5.根据权利要求1所述新型油水方管式分离器，其特征在于，所述第一分支管与主管路的连接处设有第一楔形端口，所述第一楔形端口自靠近第二分支管一端向主管路入口端由低到高倾斜设置。

6.根据权利要求5所述新型油水方管式分离器，其特征在于，所述第三分支管与主管路的连接处也设有第二楔形端口，且所述第二楔形端口自靠近第二分支管一端向主管路出口端由低到高设置。

7.根据权利要求6所述新型油水方管式分离器，其特征在于，所述第一楔形端口和第二楔形端口均倾斜45°。

8.根据权利要求6所述新型油水方管式分离器，其特征在于，所述第一楔形端口和第二楔形端口均深入至主管路内。

9.根据权利要求1所述新型油水方管式分离器，其特征在于，所述主管路入口到第一分支管间的距离为5-10米。

10.根据权利要求3所述新型油水方管式分离器，其特征在于，所述挡板位于主管路整体长度的1/2处。

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