本實用新型涉及一種應(yīng)用于石油、化工等領(lǐng)域中的分離裝置，具體的說，是涉及一種應(yīng)用于油田采出液的分離及污水的處理中的分離裝置。

背景技術(shù)：

隨著油田的不斷開發(fā)，很多陸上油田開發(fā)進入中后期，油井含水率越來越高，很多油井含水率大于95%，因此產(chǎn)出水如何處理是很多油田不得不面臨的棘手問題，隨著研究的深入，目前已基本形成了一整套以旋流設(shè)備為主要分離部分的井下油水分離及同井回注技術(shù)方案，用于油水分離的旋流分離器在井下環(huán)境中表現(xiàn)出很好的分離效果。但是，由于伴生氣的影響使分離效果受到制約。伴生氣進入旋流器后會造成幾方面影響：一方面是氣相的存在造成分離不穩(wěn)定，增加了分離的難度。另一方面含氣會對與旋流分離器配接的工藝管柱上的其他元件造成影響，最終相互影響，進一步惡化分離效果。雖然現(xiàn)已形成一套完整的脫氣方案，但脫氣后的油水高效率分離仍成為同井回注的一大難題。以往的旋流器在井下的適應(yīng)能力較差，井下分離環(huán)境較為復(fù)雜，當(dāng)油井含油濃度逐漸降低，含水率不斷增高時，將影響旋流器的分離性能。很大程度上降低了分離效率，增大開采成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問題，本實用新型通過國家863課題：井下油水分離及同井回注技術(shù)與裝備資金的支持，提供一種針對井下脫氣后的油水分離裝置，該裝置可于井下實現(xiàn)兩級高效油水分離裝置，增強分離設(shè)備對含氣條件的適用性，對增強井下油水分離及同井回注系統(tǒng)的適用性并使其長期高效運行意義重大。

本實用新型的技術(shù)方案是：該種井下兩級油水分離裝置，由導(dǎo)流筒體、增壓導(dǎo)管、螺旋增壓裝置、下定位封板以及二級油水分離筒構(gòu)成，其中：

增壓導(dǎo)管的內(nèi)部中空，外部呈錐臺形逐漸縮徑，于頂端設(shè)有溢流口，在外壁上固定有螺旋加速流道，在底部直管段的上部開有輕質(zhì)相引流孔，在所述輕質(zhì)相引流孔的下方，依次開有增壓裝置定位螺紋和下定位封板安裝螺紋；

螺旋增壓裝置由一級螺旋增壓流道和導(dǎo)流錐體連接后構(gòu)成；導(dǎo)流錐體的尾端開有增壓裝置安裝螺紋；

下定位封板的中央開有供增壓導(dǎo)管的底部直管段插入的孔；

二級油水分離筒的外部為圓柱體，兩端帶有連接法蘭盤，二級油水分離筒的內(nèi)腔為錐臺形，由所述內(nèi)腔的中央沿中心線開有一個貫穿的重質(zhì)液相出口；

螺旋增壓裝置通過螺紋連接固定在增壓導(dǎo)管上，兩者連接后插入下定位封板的中央通孔內(nèi)；三者組裝后位于導(dǎo)流筒體的內(nèi)部；增壓導(dǎo)管的底部直管段的出口作為油相出口位于導(dǎo)流筒體的外部，油相出口與導(dǎo)流筒體之間的環(huán)隙作為導(dǎo)流孔；

二級油水分離筒與導(dǎo)流筒體間通過法蘭共用螺栓連接在下定位封板上實現(xiàn)彼此間的緊固及密封，增壓導(dǎo)管上的溢流口插入二級油水分離筒的內(nèi)腔中。

本實用新型具有如下有益效果：本種分離裝置可用于石油行業(yè)、環(huán)保行業(yè)等領(lǐng)域，具有可觀的推廣前景；可應(yīng)用于井下油水分離，在一個裝置內(nèi)實現(xiàn)兩級的油水分離，且具有良好的分離效果；可與井下脫氣裝置配接使用后，滿足脫氣后再進行液-液兩相間的油水分離，很大程度的提高了油水分離效率；可通過裝置自身內(nèi)設(shè)的增壓增速裝置對采出液分離過程中的壓力損失進行補償，從而更為高效的實現(xiàn)分離；處理工藝簡單，安裝方便，可實現(xiàn)連續(xù)分離。

附圖說明：

圖1為本實用新型所述裝置的外觀圖。

圖2為本實用新型所述裝置的軸向截面剖視圖。

圖3為本實用新型所述裝置的局部剖視圖。

圖4為本實用新型所述裝置的爆炸視圖。

圖5為本實用新型所述裝置的增壓導(dǎo)管結(jié)構(gòu)展示圖。

圖6為本實用新型所述裝置的螺旋增壓裝置及下定位封板安裝及定位方式展示圖。

圖7為本實用新型所述裝置的螺旋增壓裝置結(jié)構(gòu)展示圖。

圖8為本實用新型所述裝置內(nèi)的一級油水分離腔室內(nèi)芯結(jié)構(gòu)展示圖。

圖9為本實用新型所述裝置內(nèi)的二級油水分離腔的截面視圖。

圖10為本實用新型所述裝置的主要結(jié)構(gòu)尺寸標注圖。

圖中3-重質(zhì)液相出口，4-油相出口；12-增壓導(dǎo)管；13-導(dǎo)流筒體；14-導(dǎo)流孔； 15-螺旋增壓裝置；16-下定位封板，26-輕質(zhì)相溢流口；27-一級螺旋加速流道；28-輕質(zhì)相引流孔；29-增壓裝置定位螺紋；30-下定位封板安裝螺紋；31-一級螺旋增速流道；32-導(dǎo)流錐體；33-增壓裝置安裝螺紋；36-二級油水分離筒。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明：

圖1為一種新型井下兩級油水分離裝置的整體外觀視圖，圖中14為導(dǎo)流孔即脫氣后的油水混合液由此進入裝置?；旌弦哼M入油水分離腔室后，經(jīng)增壓元件增壓后實現(xiàn)二級的油水分離，而后油、水兩相分別由不同的出口排出，以此來實現(xiàn)對脫氣后采出液的油水分離。圖2為裝置軸向截面剖視圖，裝置軸向上整體呈上下兩層，形成兩級的旋流腔室，各旋流腔室通過增壓元件相互分隔，對分離過程中的壓力損失進行補償。圖3為裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)展示，裝置于軸向上整體呈圓形分布，筒體內(nèi)外壁皆采用光滑壁面，且裝置內(nèi)部各部件連接方式采用螺紋密封連接，以此來保證流場的順暢與穩(wěn)定，從而降低因行成強湍流而對分離效果產(chǎn)生不利影響。脫氣后的油水混合液進入油水分離腔室，經(jīng)增壓元件增壓后實現(xiàn)兩級的油水分離，而后油、水兩相分別由不同的出口排出，以此來實現(xiàn)對脫氣后采出液的油水分離處理。

本實用新型工作原理為：脫氣后的油水混合液沿密封套筒17內(nèi)壁沿軸向向裝置底部運移，當(dāng)流至裝置底端時，沿導(dǎo)流孔14引入油水分離腔室內(nèi)，該油水分離裝置整體分為兩級，首先在增壓裝置15的作用下對油水混合液進行切向加速，從而產(chǎn)生足夠大的離心力，在離心力的作用下輕質(zhì)油相運移至軸心位置，沿增壓導(dǎo)管12上的導(dǎo)流孔14進入增壓導(dǎo)管12內(nèi)部后由油相出口4排出裝置，從而實現(xiàn)油水混合液的一級分離。一級分離后的油相經(jīng)增壓導(dǎo)管12上端開的輕質(zhì)相引流孔進入增壓導(dǎo)管內(nèi)部，從而經(jīng)油相出口4排出裝置內(nèi)部。此時未完全分離的油水混合液，沿增壓導(dǎo)管12繼續(xù)向頂部方向移動，經(jīng)螺旋加速流道27進行二次加速，經(jīng)加速流道對其進行壓損補償后，進入二級油水分離腔36內(nèi)部，進行油水的二次分離。此時二次分離后的輕質(zhì)油相沿輕質(zhì)相溢流口26與一級油水分離的輕質(zhì)油相匯合，共同由油相出口4排出裝置。水相在二級油水分離腔內(nèi)繼續(xù)向頂部移動，經(jīng)水相出口3排出裝置，以兩級油水分離的形式來保證除油的高效性。

本實用新型主要特點是借助旋流分離原理，在一密封套筒內(nèi)部，通用增壓元件、變徑分離管導(dǎo)流裝置等通過將其巧妙配合，形成軸向和徑向的多級分離模塊，從而在同一裝置內(nèi)部實現(xiàn)多級多元化的分離系統(tǒng)。最終滿足含氣條件下油水混合液的油水分離處理。本實用新型所涉及裝置的爆炸視圖具體如圖4所示。脫氣后的油水混合液由導(dǎo)流孔14進入導(dǎo)流筒體內(nèi)部。圖中12為增壓導(dǎo)管，增壓導(dǎo)管上安裝有螺旋增壓裝置及定位螺紋，通過與下定位封板螺紋連接固定在一種新型井下脫氣除油旋流分離裝置底部位置。本實用新型所涉及的增壓導(dǎo)管12頂端設(shè)有輕質(zhì)相溢流口26，二級分離后的輕質(zhì)油相經(jīng)此口進入增壓導(dǎo)管12內(nèi)部后排出裝置，如圖5所示。圖5中螺旋加速流道27為來液進入二級分離腔室提供充足的切向速度，使其以較高的速度進入二級油水分離腔室內(nèi)，從而形成較大的離心力使油水兩相更好的分離開來。同時增壓導(dǎo)管12中部位置還設(shè)有輕質(zhì)相引流孔28，油相在進行一級油水分離時，沿此孔進入到增壓導(dǎo)管內(nèi)部從而由油相出口排出裝置。圖5中增壓裝置定位螺紋29與下定位封板安裝螺紋30分別為安裝固定螺旋增壓裝置15與下定位封板16所設(shè)，首先將增壓裝置15沿增壓導(dǎo)管底部套入到定位螺紋29位置后，進行螺紋定位，完成增壓裝置15與增壓導(dǎo)管12的裝配，最后通過增壓導(dǎo)管12底部的下定位封板安裝螺紋完成整體的密封定位，如圖6所示。圖6所涉及的螺旋增壓裝置15其具體結(jié)構(gòu)形式主要是由一級螺旋增壓流道31、導(dǎo)流錐體32及增壓裝置安裝螺紋33等部分構(gòu)成，如圖7所示。主要用來為一級油水分離提供充足的分離壓力。增壓導(dǎo)管12、螺旋增壓裝置15與下定位封板16具體位置及安裝形式如圖8所示，其與導(dǎo)流筒體13共同構(gòu)成了一級油水分離模塊，導(dǎo)流筒體將裝配后的增壓導(dǎo)管12、旋流增壓裝置15等包圍起來形成可實現(xiàn)油水分離的環(huán)空結(jié)構(gòu)。油水混合液經(jīng)導(dǎo)流孔14進入導(dǎo)流筒體內(nèi)部，在壓力的作用下向底部運移，經(jīng)螺旋增壓裝置15上的導(dǎo)流錐體32進入到一級螺旋增壓流道31內(nèi)進行增壓，后進入到一級油水兩相分離腔室內(nèi)部，輕質(zhì)油相在離心力的作用下運移至軸心位置后經(jīng)輕質(zhì)相引流孔28進入增壓導(dǎo)管12內(nèi)部后由油相出口排出裝置，同時未完全分離的油水混合液，繼續(xù)沿增壓導(dǎo)管12外壁向底部移動，至螺旋加速流道27加速后進入二級油水分離腔室。圖9為二級油水分離腔36的結(jié)構(gòu)示意圖，一級油水分離處理后未完全分離的油水混合液經(jīng)螺旋增壓元件增壓后進入二級油水分離腔內(nèi)進行二級油水分離，分離后的油相由輕質(zhì)相溢流口26排出裝置，水相由重質(zhì)液相出口排出裝置，以此實現(xiàn)油水的兩級分離。圖10為一種新型井下兩級油水分離裝置的主要尺寸標注，導(dǎo)流筒體內(nèi)徑D₃與增壓導(dǎo)管頂端大圓柱段直徑d及增壓導(dǎo)管底端小圓柱段直徑d₁滿足如下關(guān)系：