[发明专利]一种管式油水旋流分离设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体分离技术，尤其涉及一种管式油水旋流分离设备，适用于石油、化工工业中的油水分离过程。

背景技术

目前，国内大部分油田进入开采的中后期，油井采出液中的含水率逐渐升高，部分油田往往超过90％(少部分油井甚至高达到95％以上)。因此，不管是海上油田还是陆上油田的生产过程中，都会产生大量的油水混合物，油水分离工艺占据了很重要的地位。基于重力分离的传统脱水处理设施普遍存在效率低、占地面积大、停留时间长等不足，难以应对中后期含水率上升的局面。旋流分离作为一种超重力分离技术，因具有结构简单、占地少、分离效率高等优点得到了广泛应用，尤其是对于甲板空间和承载能力有限的海洋石油开采平台，迫切需要紧凑、高效的分离设备来减少平台的占用面积、减轻上部荷重，而未来水下生产系统的推广实施更是使得紧凑高效型设备成为必然选择。

水力旋流器是利用旋转流场进行油水分离的典型设备，但传统切向入口水力旋流器要求入口压力较高、最小分割粒径较大、单体处理能力较低、流量波动适应能力较差等不足，限制了该类设备的进一步推广使用。在内联、紧凑理念的引领下，为了克服常规切向入口水力旋流器结构上的固有缺陷，国内外研究人员尝试从设计理念上进行突破。专利CN102728487B公布了一种变截面多叶片导流式内锥型轴向水力旋流器，专利CN2882798公布了一种轴流式高效水力旋流器，CN102626561A公布了一种管道式导流片型管式油水旋流分离设备。但以上专利都以常规切向入口静态水力旋流器为蓝本，单体处理量有待于进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备紧凑、性能高效、处理量大的管式油水旋流分离设备。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的管式油水旋流分离设备，包括进液管、起旋器、分离腔以及排液管，所述排液管包括排油管和排水管，所述进液管、起旋器、分离腔和排水管通过法兰或焊接依次连接。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的管式油水旋流分离设备，在管式结构中实现了离心分离，设备紧凑、性能高效，克服了现有分离器体积庞大、压降过大的缺点，工作时可用法兰直接连接到管道中，易于安装且操作方便，减少了一次性建设投资和运行成本。可方便用于海上平台、深水作业等环境复杂、空间和承重受限的场合。

附图说明

图1为本发明实施例提供的管式油水旋流分离设备的剖视结构示意图。

图2为本发明实施例中起旋器的三维结构示意图。

图3为本发明实施例中排油管的第二种实施方案示意图。

图中各标记如下：

1-进液管；2-排油管；3-起旋器；4-分离腔；5-排油管；6-导流叶片；7-叶片载体；8-起旋器外管；301-导流区；302-造旋区；303-稳流区；601-引流段；602-起旋段；603-稳流段；701-半球体；702-圆柱体；703-锥体；801-扩张管；802-等径管；803-收缩管。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的管式油水旋流分离设备，其较佳的具体实施方式是：

包括进液管、起旋器、分离腔以及排液管，所述排液管包括排油管和排水管，所述进液管、起旋器、分离腔和排水管通过法兰或焊接依次连接。

所述进液管、起旋器、分离腔和排水管依次连接后整体呈管状结构，所述进液管通过法兰与来液管连接，所述排水管通过法兰与下游管路连接。

所述起旋器包括叶片载体、导流叶片和外管，所述导流叶片在径向方向与叶片载体和外管均为紧密配合。

所述导流叶片包括引流段、起旋段和稳流段，所述引流段与来流方向平行，所述起旋段按照圆弧曲线或幂函数曲线设计，其上游与引流段相切，下游出口角不小于45°，所述稳流段与起旋段相切，所述导流叶片与所述叶片载体一体化加工成型。

所述外管由扩张管、等径管和收缩管三段管体通过法兰或焊接依次连接而成，所述叶片载体由半球体、圆柱体和锥体三部分组成，所述外管与所述叶片载体组成的流通空间由导流的扩张区、造旋的等径区以及稳定旋流的减缩区依次组成。

所述分离腔为渐缩形锥管。

逆流排油时所述排油管位于所述叶片载体的中心线处，顺流排油时所述排油管位于所述排水管中心线处。