[实用新型]一种管道式油水分离装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种将油水两相混合液进行分离的装置，特别是关于一种应用在海洋生产平台、水下生产系统以及陆上油气田分离系统中的管道式油水分离装置。

背景技术

目前，在海上油气田和陆上油气田生产过程中，油水分离工艺占据着很重要的地位，旋流分离方法作为一种高效分离方法，广泛应用在各种分离设备中。随着油田后期采出液进入高含水阶段，同时为了使目前现有的工艺处理设备满足后期生产的要求，因此必须对现有设备进行必要的改造。在海洋采油平台上，由于空间的限制，并不适合进行大规模的改造，此时，小型、高效的处理设备倍受推崇。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种将油气田中油水精确分离的管道式油水分离装置。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种管道式油水分离装置，其特征在于：它包括一管道，所述管道内由若干独立且叠摞的螺旋通道组成，所述管道分为一体连通的上部管和下部管，所述上部管顶部连接一具有法兰的顶筒，各所述螺旋通道的进口间隔设置在所述顶筒内，所述上部管的中心设置有一两端封闭的导向管，所述导向管的锥头高于各所述所述螺旋通道的进口，所述下部管的中心为一与各所述螺旋通道腔室内侧连通的集油管路，所述下部管底部连接一环形底筒，所述环形底筒上设置有水相出口管，所述环形底筒的中心穿设有一与所述集油管路连通的油相出口管。

所述螺旋通道为独立且叠摞的四个，且螺旋通道的进口呈90°间隔设置。

各所述螺旋通道的截面形状为矩形。

所述水相出口管为一根以上，且呈螺旋状设置。

所述上部管内各所述螺旋通道展开后的长度为：根据各所述螺旋通道展开后的长度得到所述上部管内各所述螺旋通道的圈数为：其中R为各所述螺旋通道的旋转半径；w为各所述螺旋管道的径向截面宽度；u_cont为油相的动力粘度；d为水相颗粒直径；ρ_disp为水相颗粒的密度；ρ_cont为油相密度；x为单个所述螺旋通道的螺距，x＝4(h+h′)，h，为所述管道内各所述螺旋通道之间隔板壁厚；u为油水混合液在各所述螺旋管道进口的流速；S为单个所述螺旋通道一周螺旋线的周长。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于采用了一由多个独立的螺旋通道组成的管道，并将管道中部分为一体连通的上部管和下部管，当油水混合液经过上部管流动后，可以产生离心力，使密度较大的水相液体向下部管内的螺旋通道腔室外侧移动，同时油相液体在水相液体的压力作用下向螺旋通道腔室内侧聚集，因此实现了油水分离的状态.2、本实用新型由于在上部管的中心设置有带有锥头的导向装置，该锥头能更好的将流入的油水混合液分流至四个螺旋通道的进口，并减少油水混合液进入各螺旋通道后内部流场的紊乱，保证了油水分离的效率.3、本实用新型由于在下部管的中心设置有与各螺旋通道腔室内侧相通的集油管路，在管道底部连接一环形底筒，环形底筒的底部与两螺旋型水相出口管连接，一油相出口管与集油管路连通，使聚集在下部管内各螺旋通道腔室内侧的油相液体可以通过集油管路流入油相出口管，由油相出口管流出，水相液体则由环形底筒底部的水相出口管流出，因此实现了油水分离的目的.4、本实用新型由于较精确地设计了上部管内各螺旋通道的展开长度和圈数，因此能有效地减小分离系统的体积，并有效地提高了油水混合液的分离效率，使油水分离更加精确.5、本实用新型由于采用螺旋型水相出口管，这样可以降低下部管出口处的液体流动方向由切向变为轴向时对管道内油水混合液流场造成的影响，保证了油水的分离效率.6、本实用新型采用在管道的横截面上四个螺旋通道的进口成90°排列，各螺旋通道的螺旋线升角由入口处的90°逐渐过渡到上部管内螺旋线的相对平滑的角度，这样可以将沿轴向流入的油水混合液平缓过渡转化为沿切向流入，有效地减少油水混合液动能的损失，并降低了由于轴向剪切以及涡流造成油相颗粒破碎乳化作用，进一步提高了油水混合液的分离效率.本实用新型可广泛应用在各种油气田分离系统中.

附图说明

图1是本实用新型的具有四个螺旋通道的装置整体结构剖面示意图

图2是本实用新型的油水混合液进口俯视图

图3是本实用新型的水相颗粒受力分析

图4是本实用新型的单个螺旋管道的一周螺旋线示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。