[发明专利]井下二级旋流分离器

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工及环保领域，属于液-液两相分离处理技术，具体而言，涉及一种井下二级旋流分离器，用于井下油-水分离。

背景技术

目前，用于液液两相(以油水两相为例进行说明)的快速分离方法主要有旋流分离、气浮选、过滤和膜分离等。气浮选则适应含油浓度变化的范围小；过滤可以较好地实现油水两相的分离，但对于高含油污水却需要频繁的反冲洗来保证设备的长期稳定运行；膜分离设备成本较高，对介质条件要求又较为严格。旋流分离具有设备体积小、分离效率高等优点，在很多行业得到广泛应用，但只用于地面分离。

水力旋流器的分离原理是利用介质间的密度差而进行离心分离的，密度差越大，分散相的粒径越大，分离效果相对就越好，目前作为一种油水分离设备也已在我国获得了一定的应用(东北石油大学先后申请了多项相关技术专利，如ZL 98211681.0、ZL 01279933.5和ZL 01277425.1等)。

油田井下油水分离技术目前由于分离器分离效果、同注水质质量等的限制，未得到很好的推广应用。随着油田开采的深入，采出液的含水率逐步增高，采出水不仅大大增加了举升和作业成本，且为油田地面带来很大的环保压力。

发明内容

本发明旨在提供一种井下二级旋流分离器，以解决现有技术在井下油-水分离方面效果差的问题。

为此，本发明提出一种井下二级旋流分离器，所述井下二级旋流分离器包括：外管，所述外管上设有产出液进口；设置在所述外管中的第一级旋流分离器，所述第一级旋流分离器包括：第一管壁以及所述第一管壁中的第一内腔，所述第一内腔中设有第一入口、第一富油溢流通道和第一富水排出通道；设置在所述外管中的第二级旋流分离器，所述第二级旋流分离器包括：第二管壁以及所述第二管壁中的第二内腔，所述第二内腔中设有第二入口、第二富油溢流通道和第二富水排出通道；富油流通道，设置在所述外管中并连接所述第一富油溢流通道和所述第二富油溢流通道；其中，所述第一级旋流分离器与所述第二级旋流分离器串联连接，所述第一入口与所述产出液进口连通，所述第一富水排出通道与所述第二入口连接。

进一步地，所述外管为直管，所述第一级旋流分离器与所述第二级旋流分离器同轴依次首尾连接，所述富油流通道设置在所述第一管壁和所述第二管壁之外。

进一步地，所述第一内腔中设有与所述第一入口连通的第一螺旋形旋流腔，所述第一螺旋形旋流腔的末端与所述第一富水排出通道连通，所述井下二级旋流分离器还包括：连接在所述第一富油溢流通道的首端的集油腔，所述集油腔设置在所述外管中，所述第一富油溢流通道的末端位于所述第一螺旋形旋流腔的前端，且位于前端的轴心处。

进一步地，所述第一级旋流分离器还包括：设置在所述第一富水排出通道中的导向底锥，所述导向底锥伸入到所述第一螺旋形旋流腔中，所述锥面形成锥尖，所述第一富油溢流通道位于所述第一内腔的中央，所述锥尖朝向所述第一富油溢流通道并位于所述第一内腔的中央。

进一步地，所述导向底锥的底部设置在所述第二入口上，所述锥尖与所述第一富油溢流通道的末端的间距为8至15倍的所述第一螺旋形旋流腔的直径。

进一步地，所述导向底锥包括：相连接的第一锥段和第二锥段，所述锥尖位于所述第二锥段上，所述第一锥段的锥度小于所述第二锥段的锥度。

进一步地，所述第二级旋流分离器为圆弧曲线过渡型双锥水力旋流器。

进一步地，所述外管上还设有与第一富油溢流通道连通的抽油泵，所述抽油泵位于所述第一富油溢流通道的首端。

进一步地，所述外管中还设有与第二富水排出通道连通的集水腔，以及与所述集水腔连接的注入泵。

进一步地，所述富油流通道所述与产出液进口通过密封件间隔。

由于采用了第一级旋流分离器和第二级旋流分离器共两级旋流分离器，产出液经过了两级分离能够得到有效的处理，增加了产油量，又保证二级分离器处理后富水流达到井下同井同注指标，达到了环保的效果，使井下油水分离及同井同注成为可能。

进而，本发明的第一级旋流分离器中具有导向底锥和锥尖(也称为顶针)，这样使油滴在顶针附近聚集，并沿顶针向上运移，缩短了油相从溢流口流出的距离，利于含油污水的进一步分离。

附图说明

图1为根据本发明实施例的井下二级旋流分离器的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的第一级旋流分离器的工作原理示意图。

附图标号说明：

1、外管  11、密封件  13、产出液进口  15、集油腔  17、富油流通道