CN219795234U - 仰角分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了仰角分离器，涉及油水分离技术领域。包括主分离罐；顶部一端固定有出气管的集气包，其置于主分离罐顶部的一端，其和主分离罐相连通，并共同组成分离空间，其中集气包和主分离罐相平行，并与水平线之间形成有仰角；所述主分离罐内设置有与主分离罐同轴倾斜安装的预分离器；所述预分离器由预分离管和旋流引导器组成；预分离管中部和底部分别开有细长的两道狭缝，两道狭缝分别用于对油和水流出。本实用新型仰角式油水分离器通过结合了卧式分离器与立式分离器的优点，可用于对油田的高含水采出液进行油气水快速分离，可以经济高效地解决油田开发中后期含水量高的问题。

Description

仰角分离器

技术领域

本实用新型涉及油水分离技术领域，具体为仰角分离器。

背景技术

目前，随着油田不断生产中，很多油田在开采中后期伴随着许多新问题的出现，大部分油井单井产量不仅逐渐降低而且单井采出液的含水率不断升高，多少含水率在90％以上，使得分离处理压力非常大，同时分离成本不断上升。

现阶段主流的分离器还是常规重力沉降式分离器，主要分卧式和立式两种，但分离效率通常都不高、占地面积较大，处理量主要由设备尺寸决定，单纯依靠增加设备尺寸和设备数量来解决油田开发中后期含水量高的问题并不经济和科学，因而寻找一种同等成本下，处理量大，分离效率高的分离器显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供仰角分离器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：仰角分离器，包括：

主分离罐；

顶部一端固定有出气管的集气包，其置于主分离罐顶部的一端，其和主分离罐相连通，并共同组成分离空间，其中集气包和主分离罐相平行，并与水平线之间形成有仰角；

所述主分离罐内设置有与主分离罐同轴倾斜安装的预分离器；

所述预分离器由预分离管和旋流引导器组成；

预分离管中部和底部分别开有细长的两道狭缝，两道狭缝分别用于对油和水流出；

所述旋流引导器的输入端装在预分离管的一端，预分离管的另一端和所述主分离罐的内部相连通；

所述旋流引导器的输出端和所述集气包的内部之间穿插固定有通气管；

所述出气管、集气包、通气管、旋流引导器和预分离管依次相连通。

更进一步地，在所述主分离罐内部的底端位置以穿插的形式安装有不干涉所述预分离器的U型加热管；

U型加热管用于完成仅加热油不加热水的步骤和降低油品粘度。

更进一步地，所述U型加热管用DN200的无缝钢管和法兰焊接制成，所述U型加热管的外部布满安装有散热片。

更进一步地，所述仰角的角度范围为9～15°。

更进一步地，所述主分离罐底部的两端分别固定有矮鞍座和高鞍座，主分离罐在矮鞍座和高鞍座的支撑下呈现倾斜状态；

所述主分离罐在倾斜状态下和水平线之间形成的角度范围和所述仰角的角度范围相同。

更进一步地，所述分离罐和集气包之间固定有用于连通的回流管；

所述集气包内固定有冲击分离板。

更进一步地，所述主分离罐在安装有所述高鞍座一端的顶部固定有出油管，主分离罐在另一端的底部固定有出水管，出油管、主分离罐以及出水管依次相连通。

更进一步地，所述主分离罐在靠近出油管一端的底部固定有用于注入油气水混合介质的混合导流管，导流管的一端和所述预分离器的内部相连通。

更进一步地，油气水混合介质沿所述预分离管的外缘进入到所述预分离管和所述旋流引导器之间后形成强旋流；

强旋流的旋流离心作用使气液快速分离，所述油气水混合介质沿所述旋流引导器往预分离管的底部流动；

所述旋流沿着预分离管底方向流动，逐渐减缓消失，油水初步分离后分别通过预分离管上设置的狭缝流入主分离管内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

该仰角分离器，通过结合了卧式分离器与立式分离器的优点，使得该转账给可用于对油田的高含水采出液进行油气水快速分离，可以经济高效地解决油田开发中后期含水量高的问题；

此外加热管的巧妙布置实现了热量仅输入到油中产生作用，而不输入到水中避免引起水的涌动和热量的浪费，对预分离后的油品加热，可以很大程度地增加破乳分离效果，以及降低油品的粘度便于后续管输和处理。

附图说明

图1为本实用新型的结构组成图；

图2为本实用新型的工作原理图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为本实用新型中加热管的安装图；

图5为本实用新型旋流引导器展开图。

图中：1、主分离罐；2、预分离器；3、回流管；4、集气包；5、冲击分离板；6、出气管；7、通气管；8、出油管；9、导流管；10、旋流引导器；11、出水管；12、矮鞍座；13、高鞍座；14、U型加热管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

现阶段主流的分离器还是常规重力沉降式分离器，主要分卧式和立式两种，但分离效率通常都不高、占地面积较大，处理量主要由设备尺寸决定，单纯依靠增加设备尺寸和设备数量来解决油田开发中后期含水量高的问题并不经济和科学，因而寻找一种同等成本下，处理量大，分离效率高的分离器显得尤为重要。

实施例一、

如图1－图5所示，本发明提供一种技术方案：仰角分离器，其包括：

主分离罐1；

顶部一端固定有出气管6的集气包4，其置于主分离罐1顶部的一端，其和主分离罐1相连通，并共同组成分离空间，其中集气包4和主分离罐1相平行，并与水平线之间形成有仰角；主分离罐1内设置有与主分离罐1同轴倾斜安装的预分离器2；

其中预分离器2由预分离管和旋流引导器10组成；

预分离管中部和底部分别开有细长的两道狭缝，两道狭缝分别用于对油和水流出；

旋流引导器10的输入端装在预分离管的一端，预分离管的另一端和主分离罐1的内部相连通；旋流引导器10的输出端和集气包4的内部之间穿插固定有通气管7；其中出气管6、集气包4、通气管7、旋流引导器10和预分离管依次相连通。

需说明的是，该装置在实际使用时，油气水混合介质从导流管9进入设备，通过管道引入预分离管顶端，进口管与预分离管是垂直关系，沿预分离管的外缘切向进入。进口流速按较高设计，以供在预分离器2和旋流引导器10之间形成强旋流，旋流离心作用使气液快速分离，油水混合液沿旋流引导器10上的导流线往预分离管底方向流动，而气体则通过旋流引导器10上的透气孔(附图5中显示的圆即为透气孔)流入通气管7内沿着管路进入集气包4，进入集气包4的气体首先撞到冲击分离板5上，气液密度不同，动量不同，撞到板后的转弯能力也就不同，这样一来，气体中残留的少量细微液滴被分离出来沿集气包4底部通过回流管3，流到主分离管内；而气体则通过集气包4顶部的气出口流出。

需补充的是，该装置通过结合了卧式分离器与立式分离器的优点，使得该转账给可用于对油田的高含水采出液进行油气水快速分离，可以经济高效地解决油田开发中后期含水量高的问题。

实施例二、

参考图4可知，在本申请中，

在主分离罐1内部的底端位置以穿插的形式安装有不干涉预分离器2的U型加热管14；

U型加热管14用于完成仅加热油不加热水的步骤和降低油品粘度。

U型加热管14用DN200的无缝钢管和法兰焊接制成，U型加热管14的外部布满安装有散热片。

需补充的是，在本申请中，U型加热管14是外接燃烧器的火管，或者外接导热油的换热管中的一种。

此外还需注意的是，本申请通过加热管的巧妙布置实现了热量仅输入到油中产生作用，而不输入到水中避免引起水的涌动和热量的浪费，对预分离后的油品加热，可以很大程度地增加破乳分离效果，以及降低油品的粘度便于后续管输和处理。

此外需强调的是，该装置在使用时，通过在主分离罐1上封头上开孔水平安装，浸入油区域的下部位置以达到最理想效果：热量仅输入到油中产生作用，而不输入到水中避免引起水的涌动和热量的浪费，

此外对预分离后的油品加热，可很大程度地增加破乳分离效果，以及降低油品的粘度便于后续管输和处理，在主分离罐1内形成的油水分布情况为油在上层，水在下层，且越靠近顶部，油越纯净，越靠近底部，水越纯净，经破乳、重力沉降分离后的油从主分离罐1上封头上设置的油出口流出，水则从筒体底部的水出口流出。

实施例三、

在本申请中，

仰角的角度范围为9～15°。

其中需说明的是，在本申请中，仰角基于多相流欧拉分析方法，结合Realizablek–ε湍流模型对混合介质在分离器内的分离过程进行数值模拟，当仰角在0～12°变化时，随着仰角的增大，油水分离效率逐渐增高；当仰角在12～15°变化时，油水分离效率明显降低。

当仰角为12°时，油水分离效率达到最佳值，分离效率为90.48％，油出口的水相体积含量为3.7％，水出口的油相体积含量为0.95％；

随着仰角的增加，分离器内的“死区”明显减少，油水分界面出现波动，但波动较为平缓，油水界面等值线接近水平，给出口的稳定出流提供了有力保障。

实施例四、

参考图1可知，在本申请中，

主分离罐1底部的两端分别固定有矮鞍座12和高鞍座13，主分离罐1在矮鞍座12和高鞍座13的支撑下呈现倾斜状态，其中主分离罐1在倾斜状态下和水平线之间形成的角度范围和仰角的角度范围相同。

实施例五、

参考图1和图2可知，在本申请中，

分离罐和集气包4之间固定有用于连通的回流管3，集气包4内固定有冲击分离板5。

实施例六、

参考图1和图2还可知，在本申请中，

主分离罐1在安装有高鞍座13一端的顶部固定有出油管8，主分离罐1在另一端的底部固定有出水管11，出油管8、主分离罐1以及出水管11依次相连通，其中主分离罐1在靠近出油管8一端的底部固定有用于注入油气水混合介质的混合导流管9，导流管9的一端和预分离器2的内部相连通。

需说明的是，该装置在实际使用时，油气水混合介质沿预分离管的外缘进入到预分离管和旋流引导器10之间后形成强旋流；强旋流的旋流离心作用使气液快速分离，油气水混合介质沿旋流引导器10往预分离管的底部流动；

旋流沿着预分离管底方向流动，逐渐减缓消失，油水初步分离后分别通过预分离管上设置的狭缝流入主分离管内。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.仰角分离器，其特征在于，包括：

主分离罐；

顶部一端固定有出气管的集气包，其置于主分离罐顶部的一端，其和主分离罐相连通，并共同组成分离空间，其中集气包和主分离罐相平行，并与水平线之间形成有仰角；

所述主分离罐内设置有与主分离罐同轴倾斜安装的预分离器；

所述预分离器由预分离管和旋流引导器组成；

预分离管中部和底部分别开有细长的两道狭缝，两道狭缝分别用于对油和水流出；

所述旋流引导器的输入端装在预分离管的一端，预分离管的另一端和所述主分离罐的内部相连通；

所述旋流引导器的输出端和所述集气包的内部之间穿插固定有通气管；

所述出气管、集气包、通气管、旋流引导器和预分离管依次相连通。

2.根据权利要求1所述的仰角分离器，其特征在于：

在所述主分离罐内部的底端位置以穿插的形式安装有不干涉所述预分离器的U型加热管；

U型加热管用于完成仅加热油不加热水的步骤和降低油品粘度。

3.根据权利要求2所述的仰角分离器，其特征在于：

所述U型加热管用DN200的无缝钢管和法兰焊接制成，所述U型加热管的外部布满安装有散热片。

4.根据权利要求1所述的仰角分离器，其特征在于：

所述仰角的角度范围为9～15°。

5.根据权利要求4所述的仰角分离器，其特征在于：

所述主分离罐底部的两端分别固定有矮鞍座和高鞍座，主分离罐在矮鞍座和高鞍座的支撑下呈现倾斜状态；

所述主分离罐在倾斜状态下和水平线之间形成的角度范围和所述仰角的角度范围相同。

6.根据权利要求5所述的仰角分离器，其特征在于：

所述分离罐和集气包之间固定有用于连通的回流管；

所述集气包内固定有冲击分离板。

7.根据权利要求5所述的仰角分离器，其特征在于：

所述主分离罐在安装有所述高鞍座一端的顶部固定有出油管，主分离罐在另一端的底部固定有出水管，出油管、主分离罐以及出水管依次相连通。

8.根据权利要求1所述的仰角分离器，其特征在于：

所述主分离罐在靠近出油管一端的底部固定有用于注入油气水混合介质的混合导流管，导流管的一端和所述预分离器的内部相连通。

9.根据权利要求8所述的仰角分离器，其特征在于：

油气水混合介质沿所述预分离管的外缘进入到所述预分离管和所述旋流引导器之间后形成强旋流；

强旋流的旋流离心作用使气液快速分离，所述油气水混合介质沿所述旋流引导器往预分离管的底部流动；

所述旋流沿着预分离管底方向流动，逐渐减缓消失，油水初步分离后分别通过预分离管上设置的狭缝流入主分离管内。