一種三相分離裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于將油、氣、水分離的三相分離裝置，包括用于容納油、氣、水的分離室、設(shè)置在分離室內(nèi)的浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)、以及用于連通分離室內(nèi)外的排油管，浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)包括連通式連接排油管的旋流罩、設(shè)置在旋流罩頂端并與之固定連接的浮盤，在旋流罩與浮盤之間形成用于液體進(jìn)入的徑向進(jìn)入口。此分離裝置結(jié)構(gòu)簡單，分離室為一整體，方便清洗，增加了油水有效分離空間，分離效果好，液位可調(diào)，接受上游來液沖擊的能力大大加強(qiáng)，且出油平穩(wěn)，對下游沖擊小。
【專利說明】一種三相分離裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于油、氣、水三相分離的三相分離裝置，尤其是采用浮動(dòng)排油方式的三相分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]油氣田廣泛采用三相分離裝置來實(shí)現(xiàn)油、氣、水三相分離。目前比較常見的一種三相分離裝置，如圖1所示，包括設(shè)置在分離裝置30的主體20、設(shè)置在主體20 —端的預(yù)脫氣器6、位于分離裝置主體20內(nèi)的整流板7、能夠隔開分離室9和油室10的溢流堰8。油氣水混合物從分離裝置30上部的預(yù)脫氣器6進(jìn)行預(yù)脫氣，通過旋流分離作用脫除大部分的天然氣，并從氣相出口 2排出，預(yù)脫氣后的油水混合物經(jīng)導(dǎo)流管12進(jìn)入三相分離裝置30下部的水洗室13，在含有破乳劑的活性水層內(nèi)洗滌破乳，再通過聚結(jié)整流后進(jìn)入沉降分離室9，利用油水密度差來實(shí)現(xiàn)分離。原油及原油含水乳狀液逐步聚集于分離室9上層，通過溢流堰8溢流進(jìn)入油室10，并從油室10底部排出。污水沉積于分離室9底部并排出。油室10內(nèi)設(shè)置液位計(jì)14用于測量油室10的液位，油出口 5安裝液位調(diào)節(jié)閥，通過油室的液位高度來控制排油速度。在分離室9內(nèi)設(shè)置液位計(jì)15用于測量分離室9內(nèi)油水液位界面，水出口 4安裝油水界面調(diào)節(jié)閥，通過控制排水速度的大小來控制油水界面的穩(wěn)定。少部分天然氣從油室頂部氣相出口 3排出。
[0003]由于三相分離裝置30的分離室9的液位由溢流堰8的高度控制，液位基本恒定，分離裝置30內(nèi)空間最大的油水分離室9幾乎沒有吸收上游來液波動(dòng)的緩沖功能，而油室10本身體積相對較小，緩沖功能比較薄弱，這樣，分離裝置30上游來液的波動(dòng)就會(huì)直接傳遞到下游，對下游設(shè)備操作造成困難。且此三相分離裝置30分離效果不佳，也不利于清理積砂和油泥。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題，本實(shí)用新型旨在提供一種分離裝置，其具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、分離效果好、便于維護(hù)和清理等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的用于將油、氣、水分離的三相分離裝置，包括用于容納油、氣、水的分離室、設(shè)置在分離室內(nèi)的浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)、以及用于連通分離室內(nèi)外的排油管，浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)包括連通式連接排油管的旋流罩、設(shè)置在旋流罩頂端并與之固定連接的浮盤，在旋流罩與浮盤之間形成用于液體進(jìn)入的徑向進(jìn)入口。分離裝置通過浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)將油引導(dǎo)出分離室，實(shí)現(xiàn)了油、水分離。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，浮盤包括構(gòu)造為中空的圓柱型的浮盤主體。浮盤的設(shè)置使其能浮在油面，從而滿足將油引導(dǎo)進(jìn)入浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)，最終引導(dǎo)出分離室。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，旋流罩設(shè)置為喇叭型，包括與浮盤的第二端固定連接的喇叭口體和與喇叭口體固定連接的旋流罩管體。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，旋流罩的喇叭口體包括多個(gè)突出式設(shè)置的旋流葉片，旋流葉片與浮盤主體的第二端固定連接用以形成引導(dǎo)液體進(jìn)入旋流罩的進(jìn)入口。
[0009]優(yōu)選地，旋流罩的外沿設(shè)置為水平。因此，分離室中的油以徑向方式進(jìn)入浮盤與旋流罩喇叭口體之間的進(jìn)入口，并以旋流方式進(jìn)入到旋流罩管體內(nèi)。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，排油管設(shè)置在旋流罩管體內(nèi)并與旋流罩管體套接，排油管與旋流罩管體之間設(shè)置使旋流罩管體與分離室連通的狹縫。這樣設(shè)置使得安裝非常便利，維護(hù)清理也方便。同時(shí)，在旋流強(qiáng)度低時(shí)，避免游離水從旋流罩竄入排油管。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，還包括設(shè)置在旋流罩內(nèi)的與排油管連通式固定連接的旋流管嘴，其包括構(gòu)造為徑向縮小的縮徑部?？s徑部的設(shè)置使得在旋流罩內(nèi)產(chǎn)生旋流。
[0012]優(yōu)選地，縮徑部的最小直徑處的直徑為旋流罩管體直徑的1/2?1/3。這種設(shè)置用于產(chǎn)生足夠的旋流強(qiáng)度。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，旋流管嘴的頂端不低于分離裝置的油水界面。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，浮盤主體的周向尺寸不小于分離室的高度。這種設(shè)置以保證旋流罩平緩的進(jìn)液強(qiáng)度，避免了如果浮盤過小則會(huì)導(dǎo)致氣體吸入。
[0015]優(yōu)選地，浮盤還包括與浮盤主體的第二端固定連接的中空的圓錐體，圓錐體處于浮盤主體與喇叭口體形成的腔室內(nèi)。因此，這種設(shè)置保證了為浮盤提供足夠的浮力，確保浮盤圓柱體的第二端上浮接近液面。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，還包括用于避免浮盤旋轉(zhuǎn)或水平方向移動(dòng)的限位部件。
[0017]優(yōu)選地，限位部件包括垂直方向設(shè)置的定位桿、將定位桿與分離室固定連接的定位銷，以及一端固定連接浮盤且另一端能沿定位桿移動(dòng)的連接桿。這種設(shè)置實(shí)現(xiàn)了對浮盤的限位。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，旋流罩管體的底端距離分離室的底壁的距離為70?130mm。這種設(shè)置方便了浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)的安裝。
[0019]本申請中，“第二端”指靠近分離室底壁的一端，“水平”方向?yàn)榕c液面平行的方向，“垂直”方向?yàn)榇怪庇谝好娴姆较?，“徑向”指平行于喇叭口體外沿的方向。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，分離裝置不再利用溢流堰劃分油水室，降低了成本，且方便清理分離室內(nèi)部；增加了油水有效分離空間和停留時(shí)間，使得油水分離效果更好；分離室液面面積增加，液位波動(dòng)幅度減小，使得出油更平穩(wěn)。同時(shí)，本裝置自身結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面將結(jié)合附圖來對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地描述。在圖中:
[0022]圖1顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的分離裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的分離裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖3顯示了浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖4顯示了來自圖3的A-A視圖；和
[0026]圖5顯示了浮盤與定位部件連接關(guān)系的示意圖。
[0027]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制?！揪唧w實(shí)施方式】[0028]在下文中將介紹根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。
[0029]如圖2顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的三相分離裝置100，包括用于容納油、氣、水的分離室51、設(shè)置在分離室51內(nèi)的浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)52，以及用于連通分離室51內(nèi)外的排油管53，浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)52包括連通式連接排油管53的旋流罩55、設(shè)置在旋流罩55頂端并與之固定連接的浮盤54，在旋流罩55與浮盤54之間形成用于液體進(jìn)入的徑向進(jìn)入口 64。此分離裝置的有效分離空間大，使得分離效果更好。優(yōu)選地，分離室51設(shè)置為圓柱型。
[0030]如圖3所示，浮盤54包括構(gòu)造為中空的圓柱體的浮盤主體56。優(yōu)選地，浮盤主體56的周向長度不小于分離室51的高度。即浮盤主體56的圓形截面的周長不小于圓柱型的分離室51的直徑。從而保證了平緩的進(jìn)液強(qiáng)度，避免了如果浮盤54過小則會(huì)導(dǎo)致氣體吸入。
[0031]如圖3所示，優(yōu)選地，旋流罩55設(shè)置為喇叭型，包括喇叭口 58和旋流罩管體59。喇叭口 58包括突出式設(shè)置的多個(gè)旋流葉片60。優(yōu)選地，旋流葉片60在所述喇叭口體58的內(nèi)表面延伸，且其高度在從喇叭口體58外沿到中心的方向上逐漸減小，由圖4所示。旋流葉片60與浮盤主體56的第二端固定連接。形成了用以引導(dǎo)原油徑向進(jìn)入的進(jìn)入口 64。同時(shí)在浮盤主體56和喇叭口體58之間形成了腔室80。優(yōu)選地，在喇叭口 58的外沿設(shè)置為水平。這樣，在旋流葉片60的作用下，上層的原油以徑向方向進(jìn)入浮盤54與旋流罩55之間的進(jìn)入口 64，并以旋流的方式進(jìn)入到旋流罩管體59。優(yōu)選地，喇叭口 58的直徑與浮盤54的直徑相等。
[0032]旋流葉片60的高度(即在喇叭口體58的外沿處的高度)設(shè)置為能保證上層浮油進(jìn)入喇叭口體58的速度低于0.2m/s。旋流罩管體59的圓柱體的直徑設(shè)置為能保證液體自上而下的流速控制在0.5?lm/s (或雷諾數(shù)4000〈RE〈 10000)內(nèi)。
[0033]浮盤54還包括與浮盤主體56的第二端固定連接的圓錐體57。用于提供足夠的浮力，確保浮盤主體56第二端上浮接近分離室51中的原油液面73。優(yōu)選地，浮盤54可采用比重小，防腐性能好的玻璃鋼制作。圓錐體57設(shè)置在腔室80內(nèi)，旋流葉片60不與圓錐體57發(fā)生位置干涉。
[0034]優(yōu)選地，旋流罩55由比重小、防腐蝕性能好、表面光滑的玻璃鋼制造。
[0035]排油管53與旋流罩管體59連通式連接。優(yōu)選地，為方便安裝，旋流罩管體59和排油管53可以套接，即如圖3所示的，排油管53的一端伸入到旋流罩管體59內(nèi)。在此，排油管53還起到了為旋流罩管體59定位的作用。比如，旋流罩管體59和排油管53間隙配合，在旋流罩管體59和排油管53之間形成狹縫61，在旋流強(qiáng)度低時(shí)，避免游離水從旋流罩管體59底部竄入排油管53內(nèi)。
[0036]在排油管53的出油口 71處固定設(shè)置旋流管嘴62。旋流管嘴62包括構(gòu)造為在徑向縮小的縮頸部63，即在圖3中的旋流管嘴62視圖平面上呈雙曲線形式的部分。這種設(shè)置在排油管53開始排油時(shí)，由旋流管嘴62產(chǎn)生較強(qiáng)的由外向內(nèi)的壓差，在旋流罩55內(nèi)旋流的誘導(dǎo)下產(chǎn)生更強(qiáng)的旋流。為保證足夠強(qiáng)的旋流和抽吸力，優(yōu)選地，縮徑部63的最小處直徑為旋流罩直徑的1/2?1/3。
[0037]旋流管嘴62的頂端不低于油水界面72。保證了將油引導(dǎo)出分離室51夕卜。
[0038]如圖5所示，浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)52還包括防止浮盤54平行于油面方向移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，并能控制浮盤54垂直油面方向移動(dòng)的限位部件66。優(yōu)選地，限位部件66包括與浮盤54外周固定連接的帶孔68的連接桿67、與孔68匹配的并垂直于液面設(shè)置的定位桿69，以及與定位桿69固定連接的定位銷70，此定位銷70固定連接到分離室51上。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，所謂定位桿69與孔68匹配可以是定位桿69穿過孔68，并在孔68限制下能垂直于液面方向移動(dòng)但不能平行于油面方向移動(dòng)。
[0039]為了安裝維修方便，旋流罩管體59的底端距離分離室51的底壁的距離為70?130mm。優(yōu)選地，旋流罩管體59的底端距離分離室51的底壁的距離為100mm。
[0040]分離裝置100運(yùn)行時(shí)，在旋流葉片60的作用下，上層原油以徑向方向進(jìn)入進(jìn)入口64，并以旋流方式進(jìn)入到旋流罩管體59內(nèi)。出油口 71排油時(shí)，由旋流管嘴62產(chǎn)生較強(qiáng)的由外向內(nèi)的壓差，在旋流罩內(nèi)旋流的誘導(dǎo)下產(chǎn)生更強(qiáng)烈的旋流。在離心力的作用下，旋流罩55內(nèi)中心線處壓力變小，這樣，頂部密度較小、含水較低的浮油就能吸入旋流罩55中心區(qū)域，并經(jīng)排油管53排出，而水由于受到的離心力較大，難以進(jìn)入到旋流中心的排油管53。此夕卜，浮油中的分散水在旋流作用下，部分相互碰撞聚結(jié)形成大顆粒的游離水，在離心力的作用下匯集于旋流罩55內(nèi)壁并進(jìn)入到分離室51下部的水層中。這樣，旋流就起到了吸油、排水和分離的三重作用。
[0041]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但本實(shí)用新型保護(hù)范圍并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可容易地進(jìn)行改變或變化，而這種改變或變化都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將油、氣、水分離的三相分離裝置，其特征在于，包括用于容納所述油、氣、水的分離室、設(shè)置在所述分離室內(nèi)的浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)、以及用于連通所述分離室內(nèi)外的排油管，所述浮動(dòng)排油機(jī)構(gòu)包括連通式連接所述排油管的旋流罩、設(shè)置在所述旋流罩頂端并與之固定連接的浮盤，在所述旋流罩與浮盤之間形成用于液體進(jìn)入的徑向進(jìn)入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離裝置，其特征在于，所述浮盤包括構(gòu)造為中空的圓柱型的浮盤主體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離裝置，其特征在于，所述旋流罩設(shè)置為喇叭型，包括與所述浮盤的第二端固定連接的喇叭口體和與所述喇叭口體固定連接的旋流罩管體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離裝置，其特征在于，所述旋流罩的喇叭口體包括多個(gè)突出式設(shè)置的旋流葉片，所述旋流葉片與所述浮盤主體的第二端固定連接用以形成引導(dǎo)液體進(jìn)入所述旋流罩的所述進(jìn)入口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分離裝置，其特征在于，所述旋流罩的外沿設(shè)置為水平。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離裝置，其特征在于，所述排油管設(shè)置在所述旋流罩管體內(nèi)并與所述旋流罩管體套接，所述排油管與所述旋流罩管體之間設(shè)置使所述旋流罩管體與所述分離室連通的狹縫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在所述旋流罩內(nèi)的與所述排油管連通式固定連接的旋流管嘴，其包括構(gòu)造為徑向縮小的縮徑部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分離裝置，其特征在于，所述縮徑部的最小直徑處的直徑為所述旋流罩管體直徑的1/2?1/3。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分離裝置，其特征在于，所述旋流管嘴的頂端不低于所述分離裝置的油水界面。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離裝置，其特征在于，所述浮盤主體的周向尺寸不小于所述分離室的高度。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離裝置，其特征在于，所述浮盤還包括與所述浮盤主體的第二端固定連接的中空的圓錐體，所述圓錐體處于所述浮盤主體與所述喇叭口體形成的腔室內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離裝置，其特征在于，還包括用于避免所述浮盤旋轉(zhuǎn)或水平方向移動(dòng)的限位部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的分離裝置，其特征在于，所述限位部件包括垂直方向設(shè)置的定位桿、將所述定位桿與所述分離室固定連接的定位銷，以及一端固定連接所述浮盤且另一端能沿所述定位桿移動(dòng)的連接桿。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到13中任一項(xiàng)所述的分離裝置，其特征在于，所述旋流罩管體的底端距離所述分離室的底壁的距離為70?130mm。
【文檔編號】E21B43/34GK203716951SQ201420044828
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】徐正斌, 劉小兵, 顏映霄, 謝楠, 李勃, 薛倩倩 申請人:振華石油控股有限公司