[发明专利]海底管道在线三级旋流脱水装置

摘要

本发明提供了一种海底管道在线三级旋流脱水装置，应用于水下生产系统含水井流的高效脱水。该脱水装置与水下管汇和海底管道有机结合，实现海底管道在线安装和运行，并依据水下三级旋流脱水系统和设备，实现原油和生产污水一体化处理以及油气水高效分离；第一级脱水器采用柱状单筒构造，依据涡锥场中的离心分离作用实施第一级轴向高速涡流原油脱水处理，第二级脱水器采用管状短三筒构造，依据旋流场实施第二级轴向分层旋流污水快速处理，第三级脱水器采用鼠笼式长筒构造，依据多旋流场实施第三级鼠笼式并联旋流污水深度处理，原油增压器将各级脱水处理后的油液加压至相同高压值后汇集于同一外输海管内一起外输。

主权项

一种海底管道在线三级旋流脱水装置，与水下管汇和海底管道有机结合，实现海底管道在线安装和运行，同时依据水下三级旋流脱水系统和设备，完成原油和生产污水一体化处理、油气水高效分离和生产污水快速深度处理，其特征在于：一第一级脱水器；所述第一级脱水器采用柱状单筒构造，依据涡锥场实施第一级轴向高速涡流原油脱水处理，造涡流体的涡流锥和涡流轮由同一材料一体切割成形，涡流轮中涡流齿的齿线采用组合曲线，涡流齿的宽度由上而下逐渐加宽；一级脱水筒中造涡管、涡锥管和整流管的轴向长度依次增大，整流管和一级排水管间设置三通型排油管，并通过排油衬套与一级排油管进行联接；一级集油管位于一级脱水筒中整流管的中央部位，它采用90°等径弯管；一级整流片中各整流片的旋向相同并且分别与涡流轮中各涡流齿的旋向保持一致，各整流片的轮廓线均为弧线段与直线段相组合的旋线，各整流片的厚度沿其轮廓线的弧线段逐渐增大而后沿其轮廓线的直线段保持不变；一第二级脱水器；所述第二级脱水器采用管状短三筒构造，依据旋流场实施第二级轴向分层旋流污水快速处理，二级脱水筒采用变径三通筒式结构，其筒体的轴线与一级脱水筒和三级脱水筒的轴线处于同一平面且三条轴线相互间垂直布置，整体呈现出类U形的特殊结构；左垫板采用盘状法兰，其中央内环面采用螺纹通孔并与二级轴流筒相联接，同时右隔板中央的通孔与二级轴流筒外环面间过盈配合，共同实现二级轴流筒在二级脱水筒内的定位；二级轴流筒采用分体式双筒结构，其轴线与二级脱水筒的轴线重合，由此形成由内而外三筒同心布置的特殊构造；造旋流筒设计为内外双筒，造旋外筒和造旋内筒相互组合并构成环形凹槽，该环形凹槽内容纳有螺旋齿，造旋外筒的筒壁上钻有沿圆周方向均匀排列且分层的射水孔，造旋内筒的外环面采用柱面而内表面则采用锥面；螺旋齿采用螺旋形齿条构造，整体呈现圆环外形，螺旋齿的齿线为一条螺距相等的螺旋线，其齿隙间布置分层的射水孔，同时垂直于螺旋齿齿线的法面端面采用外窄内宽的类梯形状；内收油筒和外轴流筒均采用V形厚壁筒体，外轴流筒中宽锥筒段的锥度大于窄锥筒段的锥度，而其锥高则远小于窄锥筒段的锥高；一第三级脱水器；所述第三级脱水器采用鼠笼式长筒构造，依据多旋流场实施第三级鼠笼式并联旋流污水深度处理，三级脱水筒采用等径厚壁筒，其下部布置有二级排水管，三级脱水筒筒体的上端通过上隔板与三级集油管进行联接并实现密封，且其筒体下端通过下垫板与三级排水管进行联接并实现密封；三级轴流筒采用多筒并联的方式而形成鼠笼式多旋流场构造，各三级轴流筒的轴线均与三级脱水筒的轴线保持平行，每个三级轴流筒均采用标准化和模块化设计，其各组成部件的构造与二级轴流筒相似，但三级轴流筒采用管状长筒；三级整流器内嵌于三级轴流筒中外轴流筒下部的出水筒段并与三级轴流筒一一对应，其整流锥由锥体和柱体结合而成，且其各三级整流片的旋向与三级整流筒螺旋齿的旋向保持一致；一原油增压器；所述原油增压器的一级增压泵采用变频式四螺杆多相混输泵，其入口连接一级进油管且出口连接一级出油管，一级增压泵内的四螺杆分为两组，每组螺杆与轴体均一体成型，且每组螺杆上的螺纹沿轴体中心反向对称布置；二级增压泵和三级增压泵均采用变频式双螺杆原油输送泵，其入口分别连接二级进油管和三级进油管且出口分别连接二级出油管和三级出油管，且二级增压泵和三级增压泵的两螺杆与轴体也一体成型并采用同一材质；三级脱水处理后的油气两相流、二级油液和三级液流分别经各级进油管进入各级增压泵，加压至相同高压值后由各级出油管输出并汇集于外输海管内，外输海管的轴线与一级脱水筒和三级脱水筒的轴线相互间保持平行。