CN2256338Y - 油-水混合液预分离水力旋流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油田两相不相溶的油—水混合液预分离水力旋流器，结构简单，体积小，占地面积少。它使具有一定压力的油—水混合液注入水力旋流器里，该水力旋流器内腔由上往下分为有一中心轴线的等径腔室段(1)、大、小锥度腔室段(2，3)和出液尾管段(4)，混合液由两切向进入上部等径腔室段产生旋转涡流，经锥度腔室段使流速加速，在离心力作用下水沿室壁甩下经尾管段排出，油被挤至中心形成油柱上移经上端溢流管(7)排出。

Description

油—水混合液预分离水力旋流器

本实用新型涉及两相不互溶的油—水混合液预分离水力旋流器。

油田的油井生产出来的石油含有水份。尤其油田开发中后期，有的采用注水驱油的措施来提高采收率，石油含水率则越来越高，需要进行分离。从油井生产出的石油先进行预分离，目前预分离的方式有重力沉降以及过滤等。重力沉降是将油—水混合液置于大罐之中，停留一定时间后，把飘浮在上层的油收走，以达到分离的目的，其体积庞大、占地面积多、运行不连续；而过滤则是采用滤网收油，它需要定期进行反冲洗。

本实用新型的目的在于克服目前技术中存在的缺点，而提供一种结构简单、投资少的油—水混合液预分离水力旋流器。

本实用新型的目的实施可以通过以下技术方案来达到：根据油与水这两相不相溶液体介质的密度差，采用具有一定压力的油—水混合液在切向上注入水力旋流器里产生旋转涡流。该水力旋流器内腔由上往下分为有一中心轴线的等径腔室段、大、小锥度腔室段和出液尾管段；其中混合液注入管道的中心轴线与等径腔室段的腔壁相切。该水力旋流器的上端接有溢流管，溢流管伸入腔室段，作为分离出来的石油排出管。

上述水力旋流器上有相对的两个注入管道，管径是大锥度腔室段的小端口直径D的0.25～0.45倍；溢流管伸入腔室段里的深度是0.30～0.60D，管径是0.15～0.35D；等径腔室段的内径是1.60～2.40D，高度是1.60～2.50D；大锥度腔室段的锥半角是15～30°，小锥度腔室段的锥角是1～3.5°；尾管段的长度是30.00～40.00D，管径是0.35～0.65D。为便于加工，水力旋流器的上部由圆柱体、中部由玻璃钢制成变径台阶的外体，体外套有外筒，各段之间用法兰连接构成预分离水力旋流器。工作时不需任何动力设备，油—水混合液由两切向入口进入水力旋流器里，形成高速旋转的涡流，经大锥度腔室段液流得到进一步加速，然后进入小锥度腔室段，该段是主要分离段，在离心力的作用下，水被甩至腔壁，同时，油被挤至中心，形成油流柱。在重力作用下水从尾管分离后排出，由于器内径是渐缩的，形成的油流柱上升经溢流管排出，从而实现设计目的。

本实用新型与上述现有技术相比具有如下优点：

(1)具有多种功能，可根据生产需要实现油—水预分离，含油污水脱油及原油脱水等两相不互溶液体介质的分离。

(2)结构简单，内部无旋转件及易损件，也不需滤料等，管线连接、阀门控制即可操作，成本低，工作安全可靠。

(3)占地面积小，安装方便，运行费用低。水力旋流器用于油—水分离时，其处理时间仅2～4秒，效率高。与处理量相同的其它设备比，其体积只有十几分之一，重量仅有三、四十分之一，其运行费用仅为投资成本的2％，耗电量较其它装置节省5％左右。

(4)使用方便灵活。它可单独使用，也可根据处理量及处理深度的要求并联或串联使用，实现多级处理。还能与现有的分离装置联合使用。

(5)安全可靠，便于管理，无污染。它是一个闭路系统，运行参数确定后即可长期稳定运行，还可实现自动控制。

图1是本实用新型全剖视图；

图2是图1内部腔室视图；

图3是图1上A-A剖面图。

下面结合附图将对本实用新型作进一步说明：

由图1所示，采用具有一定压力的油—水混合液由切向注入水力旋流器里。其占地面积小，由上往下分为有一中心轴线的等径腔室段(1)、大、小锥度腔室段(2，3)和较细的出液尾管段(4)，油—水混合液从上部注入，注入管道(8)的中心轴线与水力旋流器上部腔室段(1)的腔壁相切。水力旋流器的上端接有溢流管(7)，该溢流管伸入腔室段(1)里，作分离出的油液排出管。

上述油—水混合液可由水力旋流器的上部在相对应的两个切向注入内腔，可事先在水力旋流器的上部接出相应的两个注入管道(8)，腔壁上加工出连通的楔形孔道，如图3所示，使楔形孔道与内部腔壁相切；其中管道(8)的管径D_i是大锥度腔室段(2)的小端口直径D的0.25～0.45倍，而且下述各种尺寸皆以口径D为基准。溢流管(7)伸入腔室段(1)里的深度L_u＝0.30～0.60D，管径D_u＝0.15～0.35D；腔室段(1)的内径D₁＝1.60～2.40D，高度＝1.60～2.50D；大锥度腔室段(2)的锥半角θ＝1～3.5°，小锥度腔室段(3)的锥角α＝15～30°；尾管(4)的长度L₂＝30.00～40.00D，管径D_d＝0.35～0.65D。其中小锥度腔室段较高，是预分离水力旋流器的主要分离段。

为便于加工，水力旋流器的上部由圆柱体(9)、中部由玻璃钢管(10)和不锈钢的尾管段(4)连接而成。圆柱体(9)里加工出等径腔室段(1)，腔室壁体制出与注入管连通的楔形孔道，上部通过封盖接出溢流管(7)。玻璃钢管(10)里加工出腔室段(1)的一部分和大、小锥度腔室段(2，3)，体外制成变径台阶的外体，外体上套有外筒(11，12)，管(10)与外筒(11，12)之间可夹有一层保温层；各段之间用法兰(环盘)(13，6，5)连接成水力旋流器。

Claims (4)

1.一种用于油田两相不相溶的油—水混合液预分离水力旋流器，其特征在于：

a.采用具有一定压力的油—水混合液注入水力旋流器里，其内腔由上往下分为有一中心轴线的等径腔室段(1)、大、小锥度腔室段(2，3)和尾管段(4)，其中混合液注入管道(8)的中心轴线与腔室段(1)的腔壁相切；

b.该水力旋流器的上端接有溢流管(7)，溢流管(7)伸入腔室段(1)里。

2.根据权利要求1所述的预分离水力旋流器，其特征在于：上部有相对的两个注入管道(8)，管径(D_i)是大锥度腔室段2的小端口直径(D)的0.25～0.45倍。

3.根据权利要求1所述的预分离水力旋流器，其特征在于：溢流管(7)伸入腔室段(1)里的深度(L_u)是大锥度腔室段(2)的小端口直径(D)的0.30～0.60倍，管径(D_u)＝0.15～0.35D；腔室段(1)的内径(D₁)＝1.60～2.40D，高度(L₁)＝1.60～2.50D；大锥度腔室段(2)的锥半角(θ)＝15～30°，小锥度腔室段(3)的锥角(α)＝1～3.5°；尾管段(4)的长度(L₂)＝30.00～40.00D，管径D_d＝0.35～0.65D。

4.根据权利要求1所述的预分离水力旋流器，其特征在于：上部由圆柱体(9)、中部由玻璃钢管(10)和不锈钢尾管段(4)分段连接；玻璃钢管(10)制成变径台阶的外体，体外套有外筒(11，12)，各段之间用法兰(13，6，5)连接。

Images