一種氣油水三相旋流分離裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種氣油水三相旋流分離裝置，包括圓筒、氣液旋流分離器、油水旋流分離器以及油水分離底流管；所述圓筒上設(shè)有油出口、氣油水入口；所述氣液旋流分離器包括防沖筒以及旋流筒，所述旋流筒上設(shè)有切向氣液分離底流口；所述油水旋流分離器包括圓柱筒、圓錐筒和錐管，所述圓柱筒上設(shè)有切向油水分離入口，所述切向油水分離入口通過螺旋連接管與切向氣液分離底流口連接，所述圓柱筒的上端封口中心處插設(shè)有油水分離溢流管，所述錐管的下端外周套裝有氣液分離溢流管，所述氣液分離溢流管伸出旋流筒側(cè)壁設(shè)置。本實(shí)用新型能同時(shí)進(jìn)行氣液分離、液液分離，且設(shè)備體積小、制造成本低、分離效率高、結(jié)構(gòu)簡單緊湊等。
【專利說明】
_種氣油水三相旋流分禹裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種旋流分離裝置，特別涉及一種氣油水三相旋流分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油開采中，油一水分離與油一氣分離是必不可少的環(huán)節(jié)。隨著油田的開發(fā)，我國大部分油田進(jìn)入高含水期，其大部分油田含水量為70 %以上，根據(jù)我國1998年頒布的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，石油類最高允許排放濃度為20mgL/，高效率、高集成的油一水分離裝置對(duì)減少環(huán)境污染，提高油氣開采效率就有重要意義。除此之外，傳統(tǒng)氣一液分離裝置停滯時(shí)間長，不僅體積、重量大，而且分離效率低，進(jìn)入油一水分離裝置的氣體容易產(chǎn)生泡沫和產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。
[0003]油氣集輸與處理技術(shù)和設(shè)備，通常構(gòu)成油田地面工程的主體和技術(shù)主流，是油田建設(shè)中的主要生產(chǎn)設(shè)施，是實(shí)施油田開發(fā)手段的重要措施和中心環(huán)節(jié)。地面工程技術(shù)水平也往往由集輸與處理技術(shù)代表性地體現(xiàn)出來，油氣集輸與處理系統(tǒng)的建設(shè)工程量和投資，一般約占整個(gè)地面工程的40-50 %，在現(xiàn)有的石油開采分離設(shè)備中，油一水分離、油一氣分離主要采用多級(jí)串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)，不僅占地面積大，而且能量損失較高。因此，高集成油氣集輸與處理系統(tǒng)對(duì)于確保油田開發(fā)建設(shè)水平、提高油田的開發(fā)效率起著十分重要的作用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種氣油水三相旋流分離裝置，它具有同時(shí)進(jìn)行氣液分離、液液分離的功能，且具備設(shè)備體積小、制造成本低、分離效率高、結(jié)構(gòu)簡單緊湊的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種氣油水三相旋流分離裝置，該裝置包括圓筒、設(shè)置在所述圓筒頂部的端蓋、設(shè)置在所述圓筒內(nèi)的氣液旋流分離器、設(shè)置在所述氣液旋流分離器內(nèi)的油水旋流分離器以及設(shè)置在所述圓筒底部的油水分離底流管；
[0007]所述圓筒的上端側(cè)壁上設(shè)有油出口，其下端側(cè)壁上設(shè)有氣油水入口 ；
[0008]所述氣液旋流分離器包括防沖筒以及設(shè)置在所述防沖筒下方的旋流筒，所述防沖筒上設(shè)有與所述油出口連通的第一開口，所述旋流筒的上下兩端面分別設(shè)置有密封端蓋，所述旋流筒的底部側(cè)壁上設(shè)有與所述氣油水入口連通的第二開口，所述旋流筒的頂部側(cè)壁上設(shè)有切向氣液分離底流口 ；
[0009]所述油水旋流分離器包括從上至下依次連通的圓柱筒、圓錐筒和錐管，所述圓柱筒穿過旋流筒上端面上的密封端蓋設(shè)置，所述圓柱筒的頂部側(cè)壁上設(shè)有切向油水分離入口，所述切向油水分離入口通過螺旋連接管與切向氣液分離底流口連接，所述圓柱筒的上端封口中心處插設(shè)有與所述油出口連通的油水分離溢流管，所述錐管的下端外周套裝有氣液分離溢流管，所述氣液分離溢流管的一端與旋流筒內(nèi)腔連通，其另一端伸出旋流筒側(cè)壁設(shè)置；
[0010]所述油水分離底流管與錐管的底部出口連通。
[0011]按上述技術(shù)方案，所述圓錐筒的錐度大于錐管的錐度。
[0012]按上述技術(shù)方案，所述氣油水入口的形狀為漸開線形狀。
[0013]按上述技術(shù)方案，所述氣液分離溢流管呈90°彎管，所述氣液分離溢流管的豎段與錐管和圓筒同軸設(shè)置，其橫段穿過錐段和圓筒設(shè)置。
[0014]按上述技術(shù)方案，所述螺旋連接管呈阿基米德螺旋線型。
[0015]按上述技術(shù)方案，所述圓筒、氣液旋流分離器和油水旋流分離器同軸設(shè)置。
[0016]按上述技術(shù)方案，所述切向氣液分離底流口與圓筒側(cè)壁周向相切，所述切向油水分離入口與圓柱筒的側(cè)壁周向相切。
[0017]按上述技術(shù)方案，所述圓筒的頂部與端蓋之間、圓筒的底部與油水分離底流管之間均通過螺栓連接，且分別通過O型密封圈和金屬密封墊密封。
[0018]按上述技術(shù)方案，所述端蓋上設(shè)有吊環(huán)。
[0019]本實(shí)用新型，具有以下有益效果:該裝置有效利用了兩種旋流器的特點(diǎn)把他們相結(jié)合在一起，能夠同時(shí)進(jìn)行氣液分離和液液，減少了分離裝置體積，節(jié)省了制造材料，且分離效率高。
[0020]具體的，混有氣體和油滴的混合流體由氣油水入口進(jìn)入旋流筒內(nèi)，混合流體沿旋流筒內(nèi)壁面以切線方向進(jìn)入，做以強(qiáng)制漩渦為主的高速漩渦運(yùn)動(dòng)，高速漩渦所產(chǎn)生的離心力要遠(yuǎn)大于重力，因此重力對(duì)氣體分離的影響可以忽略不計(jì)，高速旋轉(zhuǎn)的流體使輕質(zhì)相的氣體聚集在圓錐筒和錐管的外壁面，由于圓錐筒和錐管相前的推力，大量聚集的氣體沿著椎管的外壁面經(jīng)氣液分離溢流管流出，實(shí)現(xiàn)氣液分離;完成氣液分離后，由于在氣液分離旋流腔底部截面積變小，分離出氣體的油水混合液體在旋流筒內(nèi)壁面與圓柱筒外壁面之間仍然做高速旋流運(yùn)動(dòng)，最后沿切向氣液分離底流口通過螺旋連接管經(jīng)切向油水分離入口進(jìn)入圓柱筒內(nèi)，切向進(jìn)入的油水混合液體在圓柱筒內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，圓錐筒主要為加速作用，其收縮的壁面使混合流體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，高速旋轉(zhuǎn)的流體所產(chǎn)生的離心力使重質(zhì)相(水相)向壁面聚集，輕質(zhì)相(油相)向軸中心迀移，當(dāng)流體通過錐管時(shí)由于進(jìn)一步的收縮，聚集在軸中心的油向上運(yùn)動(dòng)，沿著油水分離溢流管進(jìn)入防沖筒內(nèi)內(nèi)，最后經(jīng)油出口流出，重質(zhì)相的水沿著錐管壁面向下運(yùn)動(dòng)，最后由油水分離底流管排出，完成油水分離。
【附圖說明】
[0021]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0022]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是圖1中兩個(gè)旋流分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:1_端蓋、2-吊環(huán)、3-0型密封圈、4-螺栓、6-防沖筒、7-螺旋連接管、8-旋流筒、9.1-圓柱筒、9.2-圓錐筒、9.3-錐管、9.4-油水分離溢流管、10-圓筒、10.1-油出口、10.2-氣油水入口、12-氣液分離溢流管、13-油水分離底流管、a-切向氣液分離底流口、b-切向油水分離入口。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0026]在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，如圖1、圖2所示，一種氣油水三相旋流分離裝置，該裝置包括圓筒10、設(shè)置在圓筒10頂部的端蓋1、設(shè)置在圓筒10內(nèi)的氣液旋流分離器、設(shè)置在氣液旋流分離器內(nèi)的油水旋流分離器以及設(shè)置在圓筒10底部的油水分離底流管13;
[0027]圓筒10的上端側(cè)壁上設(shè)有油出口10.1，其下端側(cè)壁上設(shè)有氣油水入口 10.2;
[0028]氣液旋流分離器包括防沖筒6以及設(shè)置在防沖筒6下方的旋流筒8，防沖筒6上設(shè)有與油出口 10.1連通的第一開口，旋流筒8的上下兩端面分別設(shè)置有密封端蓋，旋流筒8的底部側(cè)壁上設(shè)有與氣油水入口 10.2連通的第二開口，旋流筒8的頂部側(cè)壁上設(shè)有切向氣液分尚底流口 a ；
[0029]油水旋流分離器包括從上至下依次連通的圓柱筒9.1、圓錐筒9.2和錐管9.3，圓柱筒9.1穿過旋流筒8上端面上的密封端蓋設(shè)置，圓柱筒9.1的頂部側(cè)壁上設(shè)有切向油水分離入口 b，切向油水分離入口 b通過螺旋連接管7與切向氣液分離底流口 a連接，圓柱筒9.1的上端封口中心處插設(shè)有與油出口連通的油水分離溢流管9.4，錐管9.3的下端外周套裝有氣液分離溢流管12，氣液分離溢流管12的一端與旋流筒8內(nèi)腔連通，其另一端伸出旋流筒8側(cè)壁設(shè)置；
[0030]油水分離底流管13與錐管9.3的底部出口連通。
[0031]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1所示，圓錐筒的錐度大于錐管的錐度。
[0032]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1所示，氣油水入口10.2的形狀為漸開線形狀，能夠使混合流體在旋流筒內(nèi)形成穩(wěn)定的旋流，沿旋流筒內(nèi)壁面以切線方向進(jìn)入旋流筒內(nèi)，進(jìn)一步提尚分尚效果。
[0033]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1所示，氣液分離溢流管12呈90°彎管，氣液分離溢流管的豎段與錐管和圓筒同軸設(shè)置，其橫段穿過錐段和圓筒設(shè)置。
[0034]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1所示，螺旋連接管7呈阿基米德螺旋線型，能夠平滑的將分離氣體后的油水混合物送入圓柱筒內(nèi)，利用切向氣液分離底流口的動(dòng)能為油水分離提供能量。
[0035]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1所示，圓筒、氣液旋流分離器和油水旋流分離器同軸設(shè)置。
[0036]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1所示，切向氣液分離底流口與圓筒側(cè)壁周向相切，切向油水分離入口與圓柱筒的側(cè)壁周向相切。
[0037]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1所示，圓筒的頂部與端蓋之間、圓筒的底部與油水分離底流管之間均通過螺栓4連接，且分別通過O型密封圈3和金屬密封墊密封。
[0038]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖1所示，端蓋I上設(shè)有吊環(huán)2，便于起吊拆裝油水旋流分離器。
[0039]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣油水三相旋流分離裝置，其特征在于，該裝置包括圓筒、設(shè)置在所述圓筒頂部的端蓋、設(shè)置在所述圓筒內(nèi)的氣液旋流分離器、設(shè)置在所述氣液旋流分離器內(nèi)的油水旋流分離器以及設(shè)置在所述圓筒底部的油水分離底流管； 所述圓筒的上端側(cè)壁上設(shè)有油出口，其下端側(cè)壁上設(shè)有氣油水入口 ； 所述氣液旋流分離器包括防沖筒以及設(shè)置在所述防沖筒下方的旋流筒，所述防沖筒上設(shè)有與所述油出口連通的第一開口，所述旋流筒的上下兩端面分別設(shè)置有密封端蓋，所述旋流筒的底部側(cè)壁上設(shè)有與所述氣油水入口連通的第二開口，所述旋流筒的頂部側(cè)壁上設(shè)有切向氣液分離底流口 ； 所述油水旋流分離器包括從上至下依次連通的圓柱筒、圓錐筒和錐管，所述圓柱筒穿過旋流筒上端面上的密封端蓋設(shè)置，所述圓柱筒的頂部側(cè)壁上設(shè)有切向油水分離入口，所述切向油水分離入口通過螺旋連接管與切向氣液分離底流口連接，所述圓柱筒的上端封口中心處插設(shè)有與所述油出口連通的油水分離溢流管，所述錐管的下端外周套裝有氣液分離溢流管，所述氣液分離溢流管的一端與旋流筒內(nèi)腔連通，其另一端伸出旋流筒側(cè)壁設(shè)置； 所述油水分離底流管與錐管的底部出口連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述圓錐筒的錐度大于錐管的錐度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述氣油水入口的形狀為漸開線形狀。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述氣液分離溢流管呈90°彎管，所述氣液分離溢流管的豎段與錐管和圓筒同軸設(shè)置，其橫段穿過錐段和圓筒設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述螺旋連接管呈阿基米德螺旋線型。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述圓筒、氣液旋流分離器和油水旋流分離器同軸設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述切向氣液分離底流口與圓筒側(cè)壁周向相切，所述切向油水分離入口與圓柱筒的側(cè)壁周向相切。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述圓筒的頂部與端蓋之間、圓筒的底部與油水分離底流管之間均通過螺栓連接，且分別通過O型密封圈和金屬密封墊密封。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述端蓋上設(shè)有吊環(huán)。
【文檔編號(hào)】B04C5/24GK205628328SQ201620365521
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】喻九陽, 周瀚浩文, 鄭小濤, 徐建民, 王成剛, 林緯, 汪威, 盧霞
【申請(qǐng)人】武漢工程大學(xué)