[发明专利]一种油水混合物的外起旋分离装置及油水分离装置

说明书

本发明提供了一种油水混合物的外起旋分离装置，包括：起旋柱，为中空且两端开口的管状结构，平行且间隔设置在一行上；隔板，为条形结构，包括分别固定在所述起旋柱上端和下端的上隔板和下隔板，在上隔板和下隔板上的中心线上设置有供所述起旋柱上下两端口露出的通孔。本发明的起旋柱利用外流(绕流)实现油水混合物的分离，可填补中低流速时起旋的特定需要。利用钝体绕流产生的尾涡，其旋流强度比内流型旋流器弱，且可以在管道内部形成两种流速分布区域——中心区域流速较高，壁面区域流速较低的特点。此外由于本结构属于开放型，因此不需要专门设计特定的管道来使所有流体都必须经过旋流器以裹覆旋流器。

技术领域

本发明涉及油水分离领域，特别是涉及一种对油水混合液通过外流方式进行油水分离的外起旋分离装置。

背景技术

在石油开采行业中，随着大多数油田开发进入中后期的高含水阶段，原油采出液含水率不断提高。采出液含水不仅造成原油在储备输送炼制过程中设备老化快，增加运行的负荷，加大能耗，而且容易引起冲塔、腐蚀堵塞管道、常减压蒸馏塔的操作不正常、催化剂遭到毒害等严重后果。因此原油外输前必须进行脱水或粗分离，要求含水率不超过0.5％。因而原油脱水或粗分离一直受到工程界的重视，也成为油田开发过程中一个不可缺少的环节。

现在通常利用各种起旋器来对油水混合物进行油水分离，起旋的主要方式是全部流体沿着圆弧面导流的分离方式，典型的有螺旋型管体(如螺旋管)，或者弯曲管壁(如水力或柱形旋流器，或管壁安装导流片的旋流器)，或者螺旋型表面与管壁之间(如管道中心安装导流片的旋流器)，这些都是属于典型的内流(因此也称之为内流型旋流器)，该旋流器主要适用于中高流速时的强旋流，特别是在高速时会引起压降显著增大或压力显著降低。

发明内容

本发明的目的是要提供一种对油水混合液通过外流方式进行油水分离的外起旋分离装置。

特别地，本发明提供一种油水混合物的外起旋分离装置，包括：

起旋柱，为中空且两端开口的管状结构，平行且间隔设置在一行上；

所述起旋柱按单根单列或单双交替的顺序依次设置；

隔板，为条形结构，包括分别固定在所述起旋柱上端和下端的上隔板和下隔板，在上隔板和下隔板上的中心线上设置有供所述起旋柱上下两端口露出的通孔；

在所述隔板的两侧间隔设置有向内部凹进的凹口，所述凹口为弧形；所述上隔板和所述下隔板上凹口的位置相互错开。

在本发明的一个实施方式中，所述上隔板和所述下隔板长度方向的两侧分别向中心线对称弯曲，且所述上隔板和所述下隔板的弯曲方向为相互远离的方向；或所述上隔板和所述下隔板为相互平行的平板。

在本发明的一个实施方式中，所述上隔板上的凹口分布在相对液体进入方向的前部和中部，而所述下隔板上的凹口分布在相对液体进入方向的中部和后部。

在本发明的一个实施方式中，所述起旋柱的截面形状至少包括以下之一圆形、矩形、三角形或菱形。

在本发明的一个实施方式中，同一行的所述起旋柱的截面形状为单一形状，或根据流速选择不同截面形状的组合。

在本发明的一个实施方式中，待分离油水与起旋柱之间的关系遵循下式：

旋流离心力的计算公式为：ρ(ΩV_In/D)²D/2；

其中，ρ为液体密度；Ω为无量纲旋转角速度；D为起旋柱的直径；V_In为上下隔板之间的平均来流速度，计算方式如下：