CN108434787B - 一种管式油水分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管式油水分离装置，包括管壳，所述管壳的上端为分离水出口，下端为混合液进口，在所述管壳内从下至上安装有与其同轴设置的起旋器和解旋器，在所述起旋器和所述解旋器之间设有间隔，所述起旋器和所述解旋器均设有外部导流叶片和中心过流管，所述起旋器与所述解旋器外部导流叶片旋向相反，中心过流管相对，所述起旋器的中心过流管的下端通过下出油口桥通与出油管连接，所述解旋器的中心过流管的上端通过上出油口桥通与所述出油管连接。本发明能够提高分离效率同时能够稳定旋转流场，另外可针对不同含油量的进液调节出油量，保证出油的浓度最高，并能通过控制工作筒内调节阀选择合适的分流比，提升油水分离效率。

Description

一种管式油水分离装置

技术领域

本发明涉及一种石油开采设备，尤其涉及一种管式油水分离装置，可用于井下，也可用于地面实现油水分离。

背景技术

油水井下分离是一种新兴的油田采液处理技术，它将油水分离装置安装在井底，分离产出液中的绝大部分水直接注入地层，只将富含油的一部分液体举升到地面，从而极大地减轻了产出液水处理***的负担，可以节省相应的巨额费用，延长油井的开采寿命，因此该技术近年来引起了石油工业界和相关技术领域的高度重视。

当前井下油水分离主要有重力式和离心式两种，如专利文献CN101025080A，多杯等流型井下油水分离器实现高含水井同井注采的方法，采用自然沉降重力式分离，存在的问题是排量小、沉降分离时间较长，不连续；专利文献CN2931780Y，一种井下油水分离器采用锥形离心式分离器，锥形分离器具有侧向入口，存在流速大、冲蚀大、压损大和单级处理量小等问题，如果用于大排量，只能并联，一旦其中一个损坏，就会造成失效；专利文献CN106693447A，两种不同密度介质的同向旋流分离器以及专利文献CN105999770A，一种油水螺旋导流分离装置，两篇文献公开的方案都采用管式旋流分离，存在分流比较小、分离水含油率较高等缺点，不能满足高含水油田开采的需求。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种管式油水分离装置，该装置分流比更大、分离水含油率更低甚至不含油，满足高含水油田开采的需求。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种管式油水分离装置，包括管壳，所述管壳的上端为分离水出口，下端为混合液进口，在所述管壳内从下至上安装有与其同轴设置的起旋器和解旋器，在所述起旋器和所述解旋器之间设有间隔，所述起旋器和所述解旋器均设有外部导流叶片和中心过流管，所述起旋器与所述解旋器外部导流叶片旋向相反，中心过流管相对，所述起旋器的中心过流管的下端通过下出油口桥通与出油管连接，所述解旋器的中心过流管的上端通过上出油口桥通与所述出油管连接。

所述起旋器和所述解旋器外部导流叶片与所述管壳内部的接触线在柱面展开为高阶曲线。

所述管壳的上端与分离水工作筒连接，所述分离水工作筒设有出水口，在所述分离水工作筒内设有流量、压力监测仪器以及流量控制阀门，所述分离水工作筒的流量控制阀门通过控制电缆进行控制。

所述起旋器的中心过流管的下端依次通过所述下出油口桥通和下出油口工作筒与出油管连接，在所述下出油口工作筒内设有流量、压力监测仪器以及流量控制阀门，所述下出油口工作筒的流量控制阀门通过控制电缆进行控制。

所述解旋器的中心过流管的上端依次通过上出油口桥通和上出油口工作筒与出油管连接，在所述上出油口工作筒内设有流量、压力监测仪器以及流量控制阀门，所述上出油口工作筒的流量控制阀门通过控制电缆进行控制。

本发明具有的优点和积极效果是：采用起旋器和解旋器同时作用于油水混合液，提高了分离效率同时稳定了旋转流场，另外可针对不同含油量的进液调节出油量，实现三种不同出油通道的相互转换，保证出油的浓度最高，并能通过控制工作筒内调节阀选择合适的分流比，提升油水分离效率，进而使油水分离器分流比更大、分离水含油率更低甚至不含油。本发明能够适用较大的排量变化范围，满足高含水油田开采的需求，具有适应性高、处理效率高等特点，可广泛用于井下和地面的油水分离。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、控制电缆，2、分离水工作筒，3、出水口，4解旋器，5、管壳，6、起旋器，7、混合液进口，8、上出油口工作筒，9、上出油口桥通，10、出油管，11、下出油口工作筒，12、下出油口桥通。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种管式油水分离装置，包括管壳5，所述管壳5的上端为分离水出口，下端为混合液进口7，在所述管壳5内从下至上安装有与其同轴设置的起旋器6和解旋器4，在所述起旋器6和所述解旋器4之间设有间隔，所述起旋器6和所述解旋器4均设有外部导流叶片和中心过流管，所述起旋器6与所述解旋器4外部导流叶片旋向相反，中心过流管相对，所述起旋器6的中心过流管的下端通过下出油口桥通12与出油管10连接，所述解旋器4的中心过流管的上端通过上出油口桥通9与所述出油管10连接。

在本实施例中，所述起旋器6和所述解旋器4外部导流叶片与所述管壳5内部的接触线在柱面展开为高阶曲线，能够提高旋流效果。所述管壳5的上端与分离水工作筒2连接，所述分离水工作筒2设有出水口3，在所述分离水工作筒2内设有流量、压力监测仪器以及流量控制阀门，所述分离水工作筒2的流量控制阀门通过控制电缆1进行控制。上述结构用于控制出水量，进而控制分流比，提升油水分离效率。所述起旋器6的中心过流管的下端依次通过所述下出油口桥通12和下出油口工作筒11与出油管10连接，在所述下出油口工作筒11内设有流量、压力监测仪器以及流量控制阀门，所述下出油口工作筒11的流量控制阀门通过控制电缆1进行控制。上述结构用于控制出油量，保证出油的浓度最高，并能通过控制下出油口工作筒内的调节阀选择合适的分流比，提升油水分离效率，实现油水分离器分流比更大、分离水含油率更低甚至不含油。同理，所述解旋器4的中心过流管的上端依次通过上出油口桥通9和上出油口工作筒8与出油管10连接，在所述上出油口工作筒8内设有流量、压力监测仪器以及流量控制阀门，所述上出油口工作筒8的流量控制阀门通过控制电缆1进行控制。

本发明的工作原理：

井下油水混合物首先从混合液进口7流入经过起旋器6，由于起旋器6上设有导流叶片，油水混合物流经时，产生切向速度，由于油和水密度存在差异，导致油和水获得的离心力不同，水的密度大，所以被甩出的距离较远，靠近管壳的内壁，而油则向中心聚集，形成一个明显的油芯，这样水包裹着油旋转前进。经过一段距离后流体流经解旋器4，由于解旋器和起旋器导流叶片方向相反，且出口与管壳5平行，靠近管壳内壁的高含水流体从旋转变为平行流动。这样只有起旋器6与解旋器4之间的流体是旋转的，密度较小的油被严格控制在此段的中心线附近，形成一段细而长的油芯，而起旋器6和解旋器4的上均有中心过流管与出油管10连接，因此高浓度的油芯可以流出。并且可以通过调节上出油口工作筒8和下出油口工作筒11的过流通道来控制油芯流出通道。当井下油水混合物含油量高时，形成的油芯较粗，此时可同时开启上出油口工作筒8、下出油口工作筒11的过流通道，同时出油，并汇入出油管10；当井下油水混合物的含油量降低时，形成的油芯中等粗细，此时可以只打开下出油口工作筒11的过流通道，油芯只从下出油口桥通12流入出油管10；当井下油水混合物的含油量进一步降低，形成的油芯较细，此时可只打开上出油口工作筒8的过流通道，油芯只从上出油口桥通9流入出油管10。而经过分离后的分离水的含油量已经降到很低，可达到直接回注到地层的标准，经过分离水工作筒2及其出水口3回注到地层。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种管式油水分离装置，包括管壳，其特征在于，所述管壳的上端为分离水出口，下端为混合液进口，在所述管壳内从下至上安装有与其同轴设置的起旋器和解旋器，在所述起旋器和所述解旋器之间设有间隔，所述起旋器和所述解旋器均设有外部导流叶片和中心过流管，所述起旋器与所述解旋器外部导流叶片旋向相反，中心过流管相对，所述起旋器的中心过流管的下端通过下出油口桥通与出油管连接，所述解旋器的中心过流管的上端通过上出油口桥通与所述出油管连接。

2.根据权利要求1所述的管式油水分离装置，其特征在于，所述起旋器和所述解旋器外部导流叶片与所述管壳内部的接触线在柱面展开为高阶曲线。

3.根据权利要求1所述的管式油水分离装置，其特征在于，所述管壳的上端与分离水工作筒连接，所述分离水工作筒设有出水口，在所述分离水工作筒内设有流量、压力监测仪器以及流量控制阀门，所述分离水工作筒的流量控制阀门通过控制电缆进行控制。

4.根据权利要求1所述的管式油水分离装置，其特征在于，所述起旋器的中心过流管的下端依次通过所述下出油口桥通和下出油口工作筒与出油管连接，在所述下出油口工作筒内设有流量、压力监测仪器以及流量控制阀门，所述下出油口工作筒的流量控制阀门通过控制电缆进行控制。

5.根据权利要求1所述的管式油水分离装置，其特征在于，所述解旋器的中心过流管的上端依次通过上出油口桥通和上出油口工作筒与出油管连接，在所述上出油口工作筒内设有流量、压力监测仪器以及流量控制阀门，所述上出油口工作筒的流量控制阀门通过控制电缆进行控制。

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