專利名稱：一種雙螺旋管油水分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于流體分離技術(shù)領(lǐng)域，可適用于石油、化工エ業(yè)中的油水分離，具體涉及ー種雙螺旋管油水分離裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著油田后期采出液進(jìn)入高含水階段，不管是在海上油田還是在陸上油田的生產(chǎn)過(guò)程中，油水分離エ藝都占據(jù)著很重要的地位。現(xiàn)常用的油水分離方法主要有物理、化學(xué)、電浮法等。化學(xué)及電浮分離法存在污染大、能耗高等缺點(diǎn)，所以物理分離法使用較為廣泛。傳統(tǒng)分離器一般采用重力沉降式分離，其分離速度較慢，分離器所占空間較大，且分離效果不能很好地達(dá)到要求。旋流分離法作為ー種高效的分離方法，廣泛地應(yīng)用在各種分離設(shè)備中。尤其面對(duì)海洋采油平臺(tái)空間限制的特殊要求，小型、高效的分離設(shè)備就顯得尤為必要。專利CN 201101907Y公布了ー種復(fù)合式油水分離裝置，它采用螺旋管外壁開(kāi)孔將水甩出的方法實(shí)現(xiàn)油水分離。專利CN 201407025Y公布了ー種油水分離裝置，它在螺旋管管壁內(nèi)側(cè)不同位置開(kāi)孔，將離心分離后的油相匯集排出，以達(dá)到油水分離的目的。但是以上兩個(gè)專利均采用的是單螺旋管式的結(jié)構(gòu)，對(duì)空間的利用率還不夠，且油水分離只經(jīng)過(guò)螺旋管離心分離，分離效果還有待進(jìn)ー步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種雙螺旋管油水分離裝置。為解決背景技術(shù)中所提出的問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
ー種雙螺旋管油水分離裝置，包括箱売、進(jìn)料環(huán)管、汲油環(huán)管、汲油立管、外旋管、內(nèi)旋管、水堰板、折板、油堰板、泄孔、出油ロ、出水ロ、側(cè)排油嘴、甩水孔；進(jìn)料環(huán)管繞箱殼下部一周后伸入箱殼，與箱殼內(nèi)的外旋管連接，外旋管繞箱殼軸線盤(pán)旋向上布置；在外旋管頂部與內(nèi)旋管光滑連接，內(nèi)旋管繞箱殼軸線盤(pán)旋向下布置；外旋管和內(nèi)旋管上部螺旋管段外側(cè)壁開(kāi)有多個(gè)甩水孔；在內(nèi)旋管下部連接ー出油ロ伸出箱殼之外；汲油環(huán)管平行于進(jìn)料環(huán)管在箱売上部外側(cè)布置，兩者之間等間距布置多個(gè)汲油立管，汲油環(huán)管一端伸進(jìn)入箱殼內(nèi)，另ー端為盲端；箱殼底部設(shè)置ー環(huán)形的水堰板，箱殼頂部設(shè)置ー環(huán)形的折板，箱殼內(nèi)壁上部設(shè)置一環(huán)形的油堰板；折板上部沿周向每隔一定角度開(kāi)有多個(gè)泄孔；箱殼上設(shè)置一側(cè)排油嘴，將越過(guò)油堰板的油流引出至外部汲油設(shè)備；在箱殼側(cè)壁底部設(shè)置ー出水ロ，將越過(guò)水堰板的水流排出。其中，所述的外旋管和內(nèi)旋管繞箱殼軸線盤(pán)旋的圈數(shù)不少于11圏，且內(nèi)旋管旋轉(zhuǎn)半徑R3為箱殼內(nèi)徑Rl的0. 3^0. 4倍，外旋管旋轉(zhuǎn)半徑R2為箱殼內(nèi)徑Rl的0. 6^0. 7倍；
其中，所述的外旋管和內(nèi)旋管上部螺旋管段外側(cè)等間距開(kāi)有的甩水孔個(gè)數(shù)每圈不少于20個(gè)，外旋管和內(nèi)旋管開(kāi)設(shè)甩水孔的 圈數(shù)不少于3圈，所開(kāi)甩水孔位于外旋管和內(nèi)旋管外管壁偏下部；
其中，所述的汲油環(huán)管與進(jìn)料環(huán)管之間所設(shè)置的汲油立管數(shù)量不少于6根；其中，所述的折板上部所開(kāi)泄孔數(shù)量不少于12個(gè)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、外旋管和內(nèi)旋管迫使油水混合液螺旋流動(dòng)，從而増加了離心分離的時(shí)間，同時(shí)此種嵌套式螺旋結(jié)構(gòu)有效減小了分離器的尺寸，提高了空間利用率；
2、汲油環(huán)管與進(jìn)料環(huán)管之間設(shè)置汲油立管，可以在油水混合液進(jìn)入外旋管之前，實(shí)現(xiàn)重力式預(yù)分離；
3、在箱殼內(nèi)設(shè)置堰板和折板，將螺旋管甩水孔甩出的液體在箱殼內(nèi)進(jìn)一歩重力分離，降低從側(cè)排油嘴流出的油流含水率和從出水ロ流出的水流含油率。


圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明剖面示意 圖3是進(jìn)料旋管、汲油旋管、汲油立管、內(nèi)旋管、外旋管連接結(jié)構(gòu)示意 圖4是折板、水堰板和油堰板結(jié)構(gòu)示意 圖5是內(nèi)旋管或外旋管內(nèi)油水界面狀態(tài)和甩水孔開(kāi)設(shè)位置示意 其中1.箱売、2.進(jìn)料環(huán)管、3.汲油環(huán)管、4.汲油立管、5.外旋管、6.內(nèi)旋管、7.水堰板、8.折板、9.油堰板、10.泄孔、11.出油ロ、12.出水ロ、13.側(cè)排油嘴、14.甩水孔。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供ー種雙螺旋管油水分離裝置，包括箱殼1、進(jìn)料環(huán)管
2、汲油環(huán)管3、汲油立管4、外旋管5、內(nèi)旋管6、水堰板7、折板8、油堰板9、泄孔10、出油ロ
11、出水ロ 12、側(cè)排油嘴13、甩水孔14 ;如圖3所示，進(jìn)料環(huán)管2繞箱殼I下部一周后伸入箱殼1，與箱殼I內(nèi)的外旋管5連接，外旋管5繞箱殼I軸線盤(pán)旋向上布置；在外旋管5頂部與內(nèi)旋管6光滑連接，內(nèi)旋管6繞箱殼I軸線盤(pán)旋向下布置；如圖5所不，外旋管5和內(nèi)旋管6上部螺旋管段外側(cè)壁開(kāi)有多個(gè)甩水孔14 ;在內(nèi)旋管6下部連接ー出油ロ 11伸出箱殼I之外；汲油環(huán)管3平行于進(jìn)料環(huán)管2在箱殼I上部外側(cè)布置，兩者之間等間距布置多個(gè)汲油立管4，汲油環(huán)管3 —端伸進(jìn)入箱殼I內(nèi)，另一端為盲端；如圖4所示，箱殼I底部設(shè)置一環(huán)形的水堰板7，箱殼I頂部設(shè)置一環(huán)形的折板8，箱殼I內(nèi)壁上部設(shè)置ー環(huán)形的油堰板9 ;折板8上部沿周向每隔一定角度開(kāi)有多個(gè)泄孔10 ;箱殼I上設(shè)置ー側(cè)排油嘴13，將越過(guò)油堰板9的油流引出至外部汲油設(shè)備；在箱殼I側(cè)壁底部設(shè)置ー出水ロ 12，將越過(guò)水堰板7的水流排出。其中，所述的外旋管5和內(nèi)旋管6繞箱殼I軸線盤(pán)旋的圈數(shù)不少于11圏，且內(nèi)旋管6旋轉(zhuǎn)半徑R3為箱殼I內(nèi)徑Rl的0. 3^0. 4倍，外旋管5旋轉(zhuǎn)半徑R2為箱殼I內(nèi)徑Rl的 0. 6^0. 7 倍；
其中，所述的外旋管5和內(nèi)旋管6上部螺旋管段外側(cè)等間距開(kāi)有的甩水孔14個(gè)數(shù)每圈不少于20個(gè)，外旋管5和內(nèi)旋管6開(kāi)設(shè)甩水孔14的圈數(shù)不少于3圈，所開(kāi)甩水孔14位于外旋管5和內(nèi)旋管6外管壁偏下部；
其中，所述的汲油環(huán)管3與進(jìn)料環(huán)管2之間所設(shè)置的汲油立管4數(shù)量不少于6根；
其中，所述的折板8上部所開(kāi)泄孔10數(shù)量不少于12個(gè)。
實(shí)施例
分離器正常作業(yè)時(shí)，在油水混合液不斷由進(jìn)料環(huán)管2進(jìn)入箱殼I前，在重力作用下，密度更小的油會(huì)順著汲油立管4向上流入汲油環(huán)管3，并在汲油環(huán)管3內(nèi)匯集后流入箱殼I內(nèi)，從而一定程度地實(shí)現(xiàn)了油水的重力式預(yù)分離；其余大部分油水混合液將通過(guò)進(jìn)料環(huán)管2流入箱殼I內(nèi)的外旋管5內(nèi)，外旋管5繞箱殼I軸線盤(pán)旋向上布置，迫使油水混合液在外旋管5內(nèi)做螺旋流動(dòng)，待螺旋流動(dòng)基本穩(wěn)定時(shí)，在離心カ和重力的協(xié)同作用下，外旋管5內(nèi)油水混合液將會(huì)出現(xiàn)分層，密度較小的油會(huì)分布于管內(nèi)的斜上部，而且密度更大的水會(huì)在管內(nèi)斜下部匯集，因此，在螺旋流動(dòng)基本穩(wěn)定的外旋管5上部螺旋管段外側(cè)壁開(kāi)有多個(gè)甩水孔14，將匯集的水從甩水孔14甩出，在折板8的阻擋下，流入箱殼I底部；為了提高空間利用率，在外旋管5內(nèi)又布置了內(nèi)旋管6,液體從外旋管5進(jìn)入內(nèi)旋管6后螺旋流動(dòng)仍在繼續(xù)，與外旋管5類似，內(nèi)旋管6上部螺旋管段外側(cè)壁也開(kāi)有多個(gè)甩水孔14，管中匯集的水也將從甩水孔14不斷被甩出，流入箱殼I底部。仍保留在內(nèi)旋管6中的剰余液體將從出油ロ11排出。汲油環(huán)管3流入的油以及從甩水孔14甩出的水在箱殼I內(nèi)聚集。折板8和油堰板9、水堰板7之間構(gòu)成的空間形成了重力分離室，隨著流體的不斷進(jìn)入，重力分離室內(nèi)的流體液面不斷升高，油水界面更加分明，密度小的油會(huì)聚集于水之上。待油液面漫過(guò)油堰板9后，打開(kāi)出水ロ 12，將漫過(guò)水堰板7的水及時(shí)排出箱殼I ;此時(shí)，漫過(guò)油堰板9的油將匯集于油堰板9與箱殼I之間的環(huán)形空間內(nèi)，然后從側(cè)排油嘴13中排出。同時(shí)，從汲油環(huán)管3流入的油還可從泄孔10流入重力分離室進(jìn)行后續(xù)分離。本發(fā)明裝置集合了離心分離和重力分離兩種物理分離方法，且采用了雙螺旋管結(jié)構(gòu)，能夠較大程度地節(jié)約分離設(shè)備的空間占有率，很好地提高了油水分離效率。另外，本發(fā)明裝置采用箱體撬裝式結(jié)構(gòu)，若通過(guò)ー個(gè)箱殼I的油水分離效果仍未達(dá)到預(yù)期，可垂向串列組裝多個(gè)箱殼I以提高油水的分離效率，同時(shí)不額外増加平面空間的占有率，尤其適合于海上平臺(tái)使用。
權(quán)利要求
1.ー種雙螺旋管油水分離裝置，其特征在于，裝置包括箱殼(I)、進(jìn)料環(huán)管(2)、汲油環(huán)管(3)、汲油立管(4)、外旋管(5)、內(nèi)旋管(6)、水堰板(7)、折板(8)、油堰板(9)、泄孔(10)、出油ロ(11)、出水ロ( 12)、側(cè)排油嘴(13)、甩水孔(14);進(jìn)料環(huán)管(2)繞箱殼(I)下部一周后伸入箱殼(I)，與箱殼(I)內(nèi)的外旋管(5)連接,外旋管(5)繞箱殼(I)軸線盤(pán)旋向上布置；在外旋管(5)頂部與內(nèi)旋管(6)光滑連接，內(nèi)旋管(6)繞箱殼(I)軸線盤(pán)旋向下布置；外旋管(5)和內(nèi)旋管(6)上部螺旋管段外側(cè)壁開(kāi)有多個(gè)甩水孔(14);在內(nèi)旋管(6)下部連接ー出油ロ( 11)伸出箱殼(I)之外；汲油環(huán)管(3 )平行于進(jìn)料環(huán)管(2 )在箱殼(I)上部外側(cè)布置，兩者之間等間距布置多個(gè)汲油立管(4)，汲油環(huán)管(3)—端伸進(jìn)入箱殼(I)內(nèi)，另一端為盲端；箱殼(I)底部設(shè)置ー環(huán)形的水堰板(7)，箱殼(I)頂部設(shè)置一環(huán)形的折板(8)，箱殼(I)內(nèi)壁上部設(shè)置ー環(huán)形的油堰板(9);折板(8)上部沿周向每隔一定角度開(kāi)有多個(gè)泄孔(10);箱殼(I)上設(shè)置ー側(cè)排油嘴(13)，將越過(guò)油堰板(9)的油流引出至外部汲油設(shè)備；在箱殼(I)側(cè)壁底部設(shè)置ー出水ロ( 12)，將越過(guò)水堰板(7)的水流排出。
2.如權(quán)利要求1所述的ー種雙螺旋管油水分離裝置，其特征在于，所述的外旋管(5)和內(nèi)旋管(6 )繞箱殼(I)軸線盤(pán)旋的圈數(shù)不少于11圏，且內(nèi)旋管(6 )旋轉(zhuǎn)半徑R3為箱殼(I)內(nèi)徑Rl的0. 3、. 4倍，外旋管(5)旋轉(zhuǎn)半徑R2為箱殼(I)內(nèi)徑Rl的0. 6 0. 7倍。
3.如權(quán)利要求1所述的ー種雙螺旋管油水分離裝置，其特征在于，所述的外旋管(5)和內(nèi)旋管(6)上部螺旋管段外側(cè)等間距開(kāi)有的甩水孔(14)個(gè)數(shù)每圈不少于20個(gè)，外旋管(5)和內(nèi)旋管(6)開(kāi)設(shè)甩水孔(14)的圈數(shù)不少于3圈，所開(kāi)甩水孔(14)位于外旋管(5)和內(nèi)旋管(6)外管壁偏下部。
4.如權(quán)利要求1所述的ー種雙螺旋管油水分離裝置，其特征在于，所述的汲油環(huán)管(3)與進(jìn)料環(huán)管(2)之間所設(shè)置的汲油立管(4)數(shù)量不少于6根。
5.如權(quán)利要求1所述的ー種雙螺旋管油水分離裝置，其特征在于，所述的折板(8)上部所開(kāi)泄孔(10)數(shù)量不少于12個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種雙螺旋管油水分離裝置，該裝置集合了離心分離和重力分離兩種物理分離方法進(jìn)料環(huán)管和汲油環(huán)管之間設(shè)置多根汲油立管可進(jìn)行一定程度的油水重力式預(yù)分離；設(shè)置包括內(nèi)旋管和外旋管的嵌套式雙螺旋管結(jié)構(gòu)，在內(nèi)、外旋管上分別開(kāi)設(shè)多個(gè)甩水孔實(shí)現(xiàn)離心分離；在箱殼內(nèi)設(shè)置折板、泄孔、水堰板和油堰板實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步重力分離。本發(fā)明能夠較大程度地節(jié)約分離設(shè)備的空間占有率，很好地提高了油水分離效率。而且本發(fā)明裝置采用箱體撬裝式結(jié)構(gòu)，在不額外增加平面空間占有率的前提下，可垂向串列組裝多個(gè)箱殼以提高油水的分離效率，尤其適合于海上平臺(tái)使用。
文檔編號(hào)B01D17/038GK103055547SQ201310006099
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者朱紅鈞, 林元華, 馮光, 戚興, 曾德智, 王其軍, 張文麗, 謝娟, 武元鵬, 周瑩 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)