CN213651936U - 一种油水分离水力旋流管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种油水分离水力旋流管，解决现有技术中存在的结构不合理、离心力不足以及摩擦损失的问题。含油污水由圆管段管壁上的进口进入圆管段，通过内壁上设置有阿基米德螺线形流道的圆管段、大锥管段和小锥管段使油水分离，油从溢流段流出，水从出水口流出。本实用新型提供了一种油水分离水力旋流管，其结构简单，可降低液体离心力不足和摩擦损失的问题，提高分离效率，降低运行能耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理管，具体涉及一种油水分离水力旋流管。
背景技术
近年来，随着油田的不断开发，我国大部分油田已进入中、高含水开发期，油井采出液中含水率普遍已达90％以上。由于含水量的不断增加，油田含油污水量也不断增加。液-液水力旋流器作为一种新型的油水分离装置，可用于海洋平台、污水处理站及油井井口装置上。它具有结构简单、体积小、重量轻、分离效率高等优点，在含油污水处理中的应用越来越多。
传统含油污水处理水力旋流器工作原理是：在压力作用下，工艺流体通过入口腔切向进入水力旋流器.其压能迅速转化为动能。当流体沿水力旋流器的轴线螺旋向下流动时，在锥段的缩径面上得以加速，产生了油水分离所需的强离心力。作用在重质水相的离心力使水相沿锥段壁运动，轻质油相则形成低压油芯。最终，水相进入尾管段从底流出口流出，低压油芯在底流出口的背压作用下，沿逆水流方向从溢流口流出。
但是，传统油水分离水力旋流器因进口结构不合理、摩擦损失和离心力不足导致流体加速度降低、油水分离效果变差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的结构不合理、离心力不足以及摩擦损失的问题，而提供了一种油水分离水力旋流管。
本实用新型的技术方案是：
一种油水分离水力旋流管，其特殊之处在于：
包括依次连接的溢流段、圆管段、大锥管段、小锥管段、平行尾管段；
所述圆管段的管壁上设置有供含油污水进入的进口，其管壁内表面设置有阿基米德螺线形的流道；所述进口与流道的初始端相连；
所述圆管段的一端设有圆形盖；所述溢流段设置在圆形盖中部，一端为溢流口，另一端穿过圆形盖且伸入圆管段内部；
所述平行尾管段的另一端为出水口；
所述大锥管段的锥度大于小锥管段的锥度。
基于以上方案，本实用新型还做了如下优化：
进一步地，所述阿基米德螺线形的流道的横截面为半圆形；流道初始端直径与进口直径相等，且流道初始端至流道终止端的直径逐渐减小。
进一步地，所述大锥管段的锥度为20°±0.5°；所述小锥管段的锥度为1.5°±0.1°。
进一步地，所述圆管段的内径D与小锥管段入口内径Dc之比为 2±0.5；所述圆管段的长度Lc与小锥管段入口内径Dc之比为2±0.5。
进一步地，所述含油污水进入的进口为圆形，其内径Di与小锥管段入口内径Dc之比为0.2～0.4。
进一步地，所述圆管段与圆形盖采用螺纹连接。螺纹连接的设计可方便圆形盖的拆卸，进而可对圆管段内部做清理。
进一步地，所述溢流段内径Do为2～6mm；所述溢流段伸出圆管段的长度Lo与小锥管段入口内径Dc之比为1～2；所述溢流段伸入圆管段的长度Lo1与小锥管段入口内径Dc之比为0.5～2。
进一步地，所述平行尾管段内径Du与小锥管段入口内径Dc之比为0.2～0.5；所述平行尾管段长度Lu与小锥管段入口内径Dc之比为15～30。
进一步地，所述小锥管段入口内径Dc范围为10～100mm；所述油水分离水力旋流管总长度L范围为300～4000mm；所述油水分离水力旋流管处理水量范围为0.2～6m3/h。水力旋流管的长可根据现场施工的要求做调整，可满足不同的施工要求。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型一种油水分离水力旋流管，其结构简单、有足够的离心力，还避免了摩擦损失的问题。
2、本实用新型一种油水分离水力旋流管，其中的阿基米德螺线形的流道降低了液滴的剪切破碎，从而提高了油水分离水力旋流管的分离性能，同时降低了油水旋流分离器的运行能耗。
3、本实用新型一种油水分离水力旋流管，其中小锥管段可以补充离心力和摩擦损失以保持流体的高加速度，提高分离效率，降低运行能耗。
4、本实用新型一种油水分离水力旋流管，其中溢流段伸入圆管段内部可缩短油芯在油水分离水力旋流管内的长度和停留时间，降低进水对油芯的扰动，提高油水分离效率。
附图说明
图1是本实用新型一种油水分离水力旋流管的结构示意图；
图2是本实用新型一种油水分离水力旋流管的轴向剖视图；
图3是本实用新型一种油水分离水力旋流管的圆管段径向剖视图。
附图标记说明：
1-溢流段，2-进口，3-圆管段，4-大锥管段，5-小锥管段，6-平行尾管段，7-出水口，8-圆形盖。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1至图3所示，本实用新型提供了一种油水分离水力旋流管，包括依次连接的溢流段1、圆管段3、大锥管段4、小锥管段5、平行尾管段6；
所述圆管段3的管壁上设置有供含油污水进入的进口2，其管壁内表面设置有阿基米德螺线形的流道；所述进口2与流道的初始端相连；
所述圆管段3的一端设有圆形盖8；所述溢流段1设置在圆形盖 8中部，一端为溢流口，另一端穿过圆形盖8且伸入圆管段3内部；
所述平行尾管段6的另一端为出水口7。
所述阿基米德螺线形的流道的横截面为半圆形；流道初始端直径与进口2直径相等，且流道初始端至流道终止端的直径逐渐减小。
所述大椎管段4的锥度为20°，所述小椎管段5的锥度为1.5°。
所述圆管段3的内径D与小锥管段5入口内径Dc之比为2；所述圆管段3的长度Lc与小锥管段5入口内径Dc之比为2。
所述含油污水进入的进口2为圆形，其内径Di与小锥管段5入口内径Dc之比为0.34。
所述溢流段1内径Do为3mm；所述溢流段1伸出圆管段3的长度Lo与小锥管段5入口内径Dc之比为1.2；所述溢流段1伸入圆管段3的长度Lo1与小锥管段5入口内径Dc之比为0.5。
所述平行尾管段6内径Du与小锥管段5入口内径Dc之比为0.5；所述平行尾管段6长度Lu与小锥管段5入口内径Dc之比为20。
所述小锥管段5入口内径Dc范围为25mm；所述油水分离水力旋流管总长度L范围为300～4000mm；所述油水分离水力旋流管处理水量范围为0.2～6m3/h。
所述圆管段3与圆形盖8采用螺纹连接。
基于以上技术方案，现对油水分离过程做详细说明，工作过程如下：
含油污水在一定压力作用下由进口2进入油水分离水力旋流管内部，在圆柱段3内沿着阿基米德螺线形高速旋转流动；含油污水中密度较大的水分在沿着水力旋流管的径向向外流动的同时，也沿着轴线方向依次向圆柱段3、大椎管段4、小椎管段5和平行尾管段6流动，最后从出水口7流出；含油污水中密度较小的油份在沿着水力旋流管的径向向中心流动的同时，也沿着轴线方向向溢流段1流动，从溢流口流出，进而实现含油污水中油和水的分离。
图1、图2、图3上标出的对油水分离水力旋流管有影响的几个尺寸分别是：Do—溢流段内径；Di—进口内径；D—圆管段内径； Dc—小锥管段入口内径；Du—平行尾管段内径；Lo—溢流段伸出圆管段的长度；Lo1—溢流段伸入圆管段的长度；Lc—圆管段长度；Lu —平行尾管段长度；L—油水分离水力旋流管总长度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所保护技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种油水分离水力旋流管，其特征在于：
包括依次连接的溢流段(1)、圆管段(3)、大锥管段(4)、小锥管段(5)、平行尾管段(6)；
所述圆管段(3)的管壁上设置有供含油污水进入的进口(2)，其管壁内表面设置有阿基米德螺线形的流道；所述进口(2)与流道的初始端相连；
所述圆管段(3)的一端设有圆形盖(8)；所述溢流段(1)设置在圆形盖(8)中部，一端为溢流口，另一端穿过圆形盖(8)且伸入圆管段(3)内部；
所述平行尾管段(6)的另一端为出水口(7)；
所述大锥管段(4)的锥度大于小锥管段(5)的锥度。
2.根据权利要求1所述一种油水分离水力旋流管，其特征在于：所述阿基米德螺线形的流道的横截面为半圆形；流道初始端直径与进口(2)直径相等，且流道初始端至流道终止端的直径逐渐减小。
3.根据权利要求1所述一种油水分离水力旋流管，其特征在于：所述大锥管段(4)的锥度为20°±0.5°；所述小锥管段(5)的锥度为1.5°±0.1°。
4.根据权利要求1或3所述一种油水分离水力旋流管，其特征在于：所述圆管段(3)的内径D与小锥管段(5)入口内径Dc之比为2±0.5；所述圆管段(3)的长度Lc与小锥管段(5)入口内径Dc之比为2±0.5。
5.根据权利要求3所述一种油水分离水力旋流管，其特征在于：所述含油污水进入的进口(2)为圆形，其内径Di与小锥管段(5)入口内径Dc之比为0.2～0.4。
6.根据权利要求4所述一种油水分离水力旋流管，其特征在于：所述圆管段(3)与圆形盖(8)采用螺纹连接。
7.根据权利要求5所述一种油水分离水力旋流管，其特征在于：所述溢流段(1)内径Do为2～6mm；所述溢流段(1)伸出圆管段(3)的长度Lo与小锥管段(5)入口内径Dc之比为1～2；所述溢流段(1)伸入圆管段(3)的长度Lo1与小锥管段(5)入口内径Dc之比为0.5～2。
8.根据权利要求6所述一种油水分离水力旋流管，其特征在于：所述平行尾管段(6)内径Du与小锥管段(5)入口内径Dc之比为0.2～0.5；所述平行尾管段(6)长度Lu与小锥管段(5)入口内径Dc之比为15～30。
9.根据权利要求7所述一种油水分离水力旋流管，其特征在于：所述小锥管段(5)入口内径Dc范围为10～100mm；所述油水分离水力旋流管总长度L范围为300～4000mm；所述油水分离水力旋流管处理水量范围为0.2～6m3/h。
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