旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及海洋油田開采【技術(shù)領(lǐng)域】的井下油水分離同井采注設備，特別涉及一種旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器，適用于開采海上大流量的油井，整套分離裝置分為三層，每層之間呈并聯(lián)布置。本發(fā)明具有如下優(yōu)點：采用小流量旋流器并聯(lián)，極大的提升了裝置的分離效率；它將井下的有限空間和單個旋流器的結(jié)構(gòu)特點相結(jié)合，第一級旋流器的尾管端和第二級旋流器的圓柱端在一個平面，第一級和第二級旋流器的尾管和第三級的旋流器的圓柱端在一個平面，如此布置，增加了小流量旋流器的數(shù)量，增大了整套裝置的處理能力；整套裝置層層套在一起，可靠性更高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性能高、節(jié)省空間。
【專利說明】旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋油田開采【技術(shù)領(lǐng)域】的井下油水分離同井采注設備，特別涉及一種旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海上油田開采進入高含水期，加上前期開采采取的“稀井高產(chǎn)”的策略，導致海上油田生產(chǎn)過程中生產(chǎn)成本和原油產(chǎn)量之間的矛盾日益加劇。為了保持海上油田每天的產(chǎn)油量不變，只有增大采液量，如果把這些采出液全部舉升到海上平臺并進行處理，之后再回注,大大增加了水處理設施和舉升工藝的負擔,能耗也大大增加，同時由于海洋平臺空間有限，不能安裝更多的水處理設施，因此在目前情況下，能夠提高裝置分離效率和處理能力開始的新技術(shù)方法的研發(fā)迫在眉睫。國內(nèi)外相關(guān)研究表明，通過在井下使用油水分離裝置，在增大原油產(chǎn)量的同時，還可以大大降低地面產(chǎn)水量。
[0003]盡管井下油水分離技術(shù)在陸地上已經(jīng)比較成熟的應用，但是傳統(tǒng)的井下油水分離系統(tǒng)都是配置單級或多級串聯(lián)形式的井下水力旋流器，在一定程度上可以滿足分離效率要求。但是對于陸地或海上油田產(chǎn)液量高的油井，單級或多級串聯(lián)水力旋流器處理能力不足的問題開始顯現(xiàn)，一方面，為適應高處理液量，必須配置大公稱直徑的井下水力旋流器；另一方面，水力旋流器的分離效率會隨著公稱直徑的增加而下降。綜合考慮，單級或多級串聯(lián)的水力旋流器組并不適合高產(chǎn)液量的油井。
[0004]目前國內(nèi)專利已經(jīng)出現(xiàn)了旋流器并聯(lián)的井下油水分離裝置，但是井下空間有限，這種并聯(lián)的旋流器組的圓柱端全部在一個平面上，導致井下配有旋流器的數(shù)量受到很大的限制，很大程度上浪費了井下空間，減小了系統(tǒng)的分離效率和處理能力?；谏鲜?，提出了一種旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器，它極大了充分利用了井下的有限空間，適用于開采海上大流量的油井(處理流量Q=1000m3/d)，產(chǎn)生了有益效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:，三層級旋流分離器組的分布、溢流舉升油管的配置、各部分之間的連接方式以及內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)的設計，采用的技術(shù)方案如下:
一種旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器，由輸油油管、電泵機組、交叉口流道接頭、交叉口流道、雙錐旋流器A、中溢流舉升油管、雙錐旋流器B、下溢流舉升油管、雙錐旋流器C、生產(chǎn)層、注水層、上溢流匯流盤、上分流盤、上殼體、上中連接殼體、中殼體、下支撐盤、下殼體、定位支撐盤、定位支撐管、上支撐盤、中溢流匯流盤，中分流盤、中支撐盤、下溢流匯流盤，下分流盤、雙錐旋流器D組成，其特征在于所述電泵機組插裝于交叉口流道接頭左上側(cè)開的流道中，輸油油管插裝于交叉口流道接頭右上側(cè)開的流道中，交叉口流道外殼通過螺紋連接插裝于交叉口流道接頭下端開的流道中，交叉口流道下端與上殼體通過法蘭連接，所述整套裝置的殼體從上到下依次為上殼體、上中連接殼體、中殼體、下殼體，互相之間通過螺紋連接，所述整套裝置內(nèi)部分離裝置包括三層:第一層分離器總成、第二層旋流器總成、第三層旋流器總成，所述整套裝置外部設有生產(chǎn)層和注水層。
[0006]上述的上殼體、中殼體、下殼體，這三個殼體內(nèi)腔設有階梯狀的凸起。
[0007]上述的第一層分離器總成包括雙錐旋流器A、中溢流舉升油管、上溢流匯流盤、上分流盤、上支撐盤，所述第一層旋流器組由單個雙錐旋流器A組成，與上殼體同軸線安裝，所述上殼體內(nèi)腔從上到下上依次為上溢流匯流盤、上分流盤、上支撐盤，左側(cè)分別開有環(huán)形孔狀流道b、流道e、流道f，三環(huán)形流道同軸線對齊安裝，所述上溢流匯流盤下設有雙圓弧的環(huán)空流道d，所述雙錐旋流器A圓柱端插裝在上支撐盤中間開的孔中，所述中溢流舉升油管通過螺紋連接插裝在上分流盤左端開的孔中，下端通過螺紋連接插裝在中溢流匯流盤左端開的孔中，中間穿過上支撐盤左端開的孔中，所述上溢流匯流盤上端圓柱流道與交叉口流道下端圓柱流道連通。
[0008]上述的第二層分離器總成包括雙錐旋流器B、下溢流舉升油管、中溢流匯流盤，中分流盤、中支撐盤，所述第二層旋流器組由四個雙錐旋流器B并聯(lián)組成，所述中殼體內(nèi)腔從上到下上依次為中溢流匯流盤，中分流盤、中支撐盤，圓柱端插裝在中支撐盤所開的孔中，所述下溢流舉升油管上端通過螺紋連接插裝在中分流盤左端開的孔中，下端通過螺紋連接插裝在下溢流匯流盤左端開的孔中，中間穿過中支撐盤左端開的孔中。
[0009]上述的第三層分離器總成包括雙錐旋流器C、下支撐盤、下溢流匯流盤，下分流盤、雙錐旋流器D，所述第三層旋流器組由四個雙錐旋流器C和四個雙錐旋流器D并聯(lián)組成，圓柱端插裝在下支撐盤所開的孔中，所述下殼體內(nèi)腔從上到下上依次為下溢流匯流盤，所述下分流盤和下支撐盤上面均開有13個孔。
[0010]上述的下殼體內(nèi)腔下端設有定位支撐盤和定位支撐管，支撐整套內(nèi)部裝置，所述定位支撐盤上開有13個孔。
[0011]上述的整套旋流器組由雙錐旋流器A、雙錐旋流器B、雙錐旋流器C、雙錐旋流器D并聯(lián)組成，三層旋流器的入口在同一個環(huán)空管道內(nèi)相互連通，所述整套雙錐旋流器組尾管端面在一個平面。
[0012]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:采用小流量旋流器并聯(lián)，極大的提升了裝置的分離效率；它將井下的有限空間和單個旋流器的結(jié)構(gòu)特點相結(jié)合，第一級旋流器的尾管端和第二級旋流器的圓柱端在一個平面，第一級和第二級旋流器的尾管和第三級的旋流器的圓柱端在一個平面，如此布置，增加了小流量旋流器的數(shù)量，增大了整套裝置的處理能力；整套裝置層層套在一起，可靠性更高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性能高、節(jié)省空間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1:本發(fā)明裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2:本發(fā)明裝置的總體結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖3:圖2中A-A剖視圖；
圖4:圖2中B-B剖視圖；
圖5:圖2中C-C剖視圖；
圖6:圖2中D-D剖視圖；
圖7:圖2中E-E剖視圖；
圖8:圖2中F-F剖視圖； 圖9:圖2中G-G剖視圖；
圖10:圖2中H-H剖視圖；
圖11:圖2中1-1剖視圖；
圖12:圖2中J-J剖視圖；
圖13:圖2中K-K剖視圖；
圖14:圖2中L-L剖視圖；
圖15:圖2中M-M剖視圖；
圖16:圖2中N-N剖視圖；
圖17:圖2中0-0剖視圖。
[0014]符號說明
1.輸油油管，2.電泵機組，3.交叉口流道接頭，4.交叉口流道，5.雙錐旋流器A，6.中溢流舉升油管，7.雙錐旋流器B，8.下溢流舉升油管，9.雙錐旋流器C，10.生產(chǎn)層，
11.注水層，12.上溢流匯流盤，13.上分流盤，14.上殼體，15.上中連接殼體，16.中殼體，17.下支撐盤，18.下殼體，19.定位支撐盤，20.支撐管，21.上支撐盤，22.中溢流匯流盤，23.中分流盤，24.中支撐盤，25.下溢流匯流盤，26.下分流盤，27.雙錐旋流器D0
[0015]a-o為液體流道。
[0016]【具體實施方式】
下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步說明:
如圖1-17所示，一種旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器，由輸油油管1、電泵機組2、交叉口流道接頭3、交叉口流道4、雙錐旋流器A5、中溢流舉升油管6、雙錐旋流器B7、下溢流舉升油管8、雙錐旋流器C9、生產(chǎn)層10、注水層11、上溢流匯流盤12、上分流盤13、上殼體14、上中連接殼體15、中殼體16、下支撐盤17、下殼體18、定位支撐盤19、定位支撐管20、上支撐盤21、中溢流匯流盤22，中分流盤23、中支撐盤24、下溢流匯流盤25，下分流盤26、雙錐旋流器D27組成，其特征在于所述電泵機組I插裝于交叉口流道接頭3左上側(cè)開的流道中，輸油油管I插裝于交叉口流道接頭3右上側(cè)開的流道中，交叉口流道4外殼通過螺紋連接插裝于交叉口流道接頭3下端開的流道中，交叉口流道4下端與上殼體14通過法蘭連接，所述整套裝置的殼體從上到下依次為上殼體14、上中連接殼體15、中殼體16、下殼體18，互相之間通過螺紋連接，所述整套裝置內(nèi)部分離裝置包括三層:第一層分離器總成、第二層旋流器總成、第三層旋流器總成，所述整套裝置外部設有生產(chǎn)層10和注水層11。
[0017]優(yōu)選的上殼體14、中殼體16、下殼體18，這三個殼體內(nèi)腔設有階梯狀的凸起。
[0018]優(yōu)選的第一層分離器總成包括雙錐旋流器A5、中溢流舉升油管6、上溢流匯流盤
12、上分流盤13、上支撐盤21，所述第一層旋流器組由單個雙錐旋流器A5組成，與上殼體14同軸線安裝，所述上殼體14內(nèi)腔從上到下上依次為上溢流匯流盤12、上分流盤13、上支撐盤21，左側(cè)分別開有環(huán)形孔狀流道b、流道e、流道f，三環(huán)形流道同軸線對齊安裝，所述上溢流匯流盤12下設有雙圓弧的環(huán)空流道d，所述雙錐旋流器A5圓柱端插裝在上支撐盤21中間開的孔中，所述中溢流舉升油管6通過螺紋連接插裝在上分流盤13左端開的孔中，下端通過螺紋連接插裝在中溢流匯流盤22左端開的孔中，中間穿過上支撐盤21左端開的孔中，所述上溢流匯流盤12上端圓柱流道與交叉口流道4下端圓柱流道連通。[0019]優(yōu)選的第二層分離器總成包括雙錐旋流器B7、下溢流舉升油管8、中溢流匯流盤22，中分流盤23、中支撐盤24，所述第二層旋流器組由四個雙錐旋流器B7并聯(lián)組成，所述中殼體16內(nèi)腔從上到下上依次為中溢流匯流盤22，中分流盤23、中支撐盤24，圓柱端插裝在中支撐盤24所開的孔中，所述下溢流舉升油管8上端通過螺紋連接插裝在中分流盤23左端開的孔中，下端通過螺紋連接插裝在下溢流匯流盤25左端開的孔中，中間穿過中支撐盤24左端開的孔中。
[0020]優(yōu)選的第三層分離器總成包括雙錐旋流器C9、下支撐盤17、下溢流匯流盤25，下分流盤26、雙錐旋流器D27，所述第三層旋流器組由四個雙錐旋流器C9和四個雙錐旋流器D27并聯(lián)組成，圓柱端插裝在下支撐盤17所開的孔中，所述下殼體18內(nèi)腔從上到下上依次為下溢流匯流盤25，所述下分流盤26和下支撐盤17上面均開有13個孔。
[0021]優(yōu)選的下殼體18內(nèi)腔下端設有定位支撐盤19和定位支撐管20，支撐整套內(nèi)部裝置，所述定位支撐盤19上開有13個孔。
[0022]優(yōu)選的整套旋流器組由雙錐旋流器A5、雙錐旋流器B7、雙錐旋流器C9、雙錐旋流器D27并聯(lián)組成，三層旋流器的入口在同一個環(huán)空管道內(nèi)相互連通，所述整套雙錐旋流器組尾管端面在一個平面。
[0023]工作流程為，實心箭頭為油水混合物的流動方向，虛心箭頭為分離出油的流動方向，流體流動過程為來自生產(chǎn)層10的油水混合物經(jīng)過電泵機組2增壓后，經(jīng)過流道a、流道b、流道e、流道d后分為兩路，第一路切向進入雙錐旋流器A5沿著圓柱端壁面旋流流動形成螺旋流，高速旋轉(zhuǎn)向下流動進入圓錐段，進入圓錐段后，由于旋流器的截面直徑逐漸變小，混合液旋流的速度逐漸加快，同時產(chǎn)生的離心力也同樣變大，密度比較小的油向壓力較低的軸心處流動，并在軸線中心形成了向上流動的內(nèi)漩渦，由溢流口流出到環(huán)空流道c內(nèi)，經(jīng)過交叉口流道4的內(nèi)流道，被輸油油管I舉升到地面，密度較大的水向下流動經(jīng)過尾管排到注水層11，第二路經(jīng)過流道f、中殼體16內(nèi)腔、流道g、流道i，進入環(huán)空流道j后也分為兩路，一路高速切向進入四個雙錐旋流器B7圓柱端壁面后，分離后密度較大的水向下流動經(jīng)過尾管排到注水層11，密度較小的油依次經(jīng)過旋流器溢流口、h流道、中溢流舉升油管6、環(huán)空流道c后與第一層分離油水混合物匯合后被舉升至地面，第二路的另一路經(jīng)過流道k、流道1、流道η、流道ο后，高速切向進入四個雙錐旋流器C9和四個雙錐旋流器D27的圓柱端壁面分離后，密度較大的水經(jīng)過尾管被注入注水層11，密度較小的油從各個溢流口排出后在流道m(xù)匯合，經(jīng)過下溢流舉升油管8與第二層分離出的油匯合后，被舉升至地面。
【權(quán)利要求】
1.一種旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器，由輸油油管(I)、電泵機組(2)、交叉口流道接頭(3)、交叉口流道(4)、雙錐旋流器A (5)、中溢流舉升油管(6)、雙錐旋流器B (7)、下溢流舉升油管(8)、雙錐旋流器C (9)、生產(chǎn)層(10)、注水層(11)、上溢流匯流盤(12)、上分流盤(13)、上殼體(14)、上中連接殼體(15)、中殼體(16)、下支撐盤(17)、下殼體(18)、定位支撐盤(19)、定位支撐管(20)、上支撐盤(21)、中溢流匯流盤(22)，中分流盤(23)、中支撐盤(24)、下溢流匯流盤(25)，下分流盤(26)、雙錐旋流器D (27)組成，其特征在于所述電泵機組(I)插裝于交叉口流道接頭(3)左上側(cè)開的流道中，輸油油管(I)插裝于交叉口流道接頭(3)右上側(cè)開的流道中，交叉口流道(4)外殼通過螺紋連接插裝于交叉口流道接頭(3)下端開的流道中，交叉口流道(4)下端與上殼體(14)通過法蘭連接，所述整套裝置的殼體從上到下依次為上殼體(14)、上中連接殼體(15)、中殼體(16)、下殼體(18)，互相之間通過螺紋連接，所述整套裝置內(nèi)部分離裝置包括三層:第一層分離器總成、第二層旋流器總成、第三層旋流器總成，所述整套裝置外部設有生產(chǎn)層(10)和注水層(11 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器，其特征在于所述上殼體(14 )、中殼體(16 )、下殼體(18 )，這三個殼體內(nèi)腔設有階梯狀的凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器，其特征在于第一層分離器總成包括雙錐旋流器A (5)、中溢流舉升油管(6)、上溢流匯流盤(12)、上分流盤(13)、上支撐盤(21)，所述第一層旋流器組由單個雙錐旋流器A(5)組成，與上殼體(14)同軸線安裝，所述上殼體(14)內(nèi)腔從上到下上依次為上溢流匯流盤(12)、上分流盤(13)、上支撐盤(21 )，左側(cè)分別開有環(huán)形孔狀流道b、流道e、流道f，三環(huán)形流道同軸線對齊安裝，所述上溢流匯流盤(12)下設有雙圓弧的環(huán)空流道d，所述雙錐旋流器A (5)圓柱端插裝在上支撐盤(21)中間開的孔中，所述中溢流舉升油管(6)通過螺紋連接插裝在上分流盤(13)左端開的孔中，下端通 過螺紋連接插裝在中溢流匯流盤(22)左端開的孔中，中間穿過上支撐盤(21)左端開的孔中，所述上溢流匯流盤(12)上端圓柱流道與交叉口流道(4)下端圓柱流道連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器，其特征在于所述第二層分離器總成包括雙錐旋流器B (7)、下溢流舉升油管(8)、中溢流匯流盤(22)，中分流盤(23 )、中支撐盤(24 )，所述第二層旋流器組由四個雙錐旋流器B (7 )并聯(lián)組成，所述中殼體(16)內(nèi)腔從上到下上依次為中溢流匯流盤(22)，中分流盤(23)、中支撐盤(24)，圓柱端插裝在中支撐盤(24)所開的孔中，所述下溢流舉升油管(8)上端通過螺紋連接插裝在中分流盤(23)左端開的孔中，下端通過螺紋連接插裝在下溢流匯流盤(25)左端開的孔中，中間穿過中支撐盤(24)左端開的孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器，其特征在于所述第三層分離器總成包括雙錐旋流器C (9)、下支撐盤(17)、下溢流匯流盤(25)，下分流盤(26)、雙錐旋流器D (27)，所述第三層旋流器組由四個雙錐旋流器C (9)和四個雙錐旋流器D (27)并聯(lián)組成，圓柱端插裝在下支撐盤(17)所開的孔中，所述下殼體(18)內(nèi)腔從上到下上依次為下溢流匯流盤(25)，所述下分流盤(26)和下支撐盤(17)上面均開有13個孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器，其特征在于所述下殼體(18 )內(nèi)腔下端設有定位支撐盤(19 )和定位支撐管(20 )，支撐整套內(nèi)部裝置，所述定位支撐盤(19)上開有13個孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流器并聯(lián)式海上用大流量井下油水分離器，其特征在于整套旋流器組由雙錐旋流器A (5)、雙錐旋流器B (7)、雙錐旋流器C (9)、雙錐旋流器D (27)并聯(lián)組成，三層旋流器的入口在同一個環(huán)空管道內(nèi)相互連通，所述整套雙錐旋流器組尾管端面在一個平 面。
【文檔編號】E21B43/38GK103835694SQ201410118777
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】李增亮, 康強, 趙傳偉 申請人:中國石油大學(華東)