一种旋流式气油水分离器

摘要

本发明公开了一种旋流式气油水分离器，包括柱状筒体(1)，流体输入管(11)与柱状筒体(1)的侧壁相切，柱状筒体(1)侧壁的上部还设置有一出油管(13)，该出油管(13)位于流体输入管(11)的上方，柱状筒体(1)内位于出油管(13)与流体输入管(11)之间还设置有一隔板(2)，隔板(2)中央设置有一导油管(3)，该导油管(3)的底端位于流体输入管(141)的底部之下，并且，柱状筒体(1)内位于导油管(3)下方还设置有一漏斗型分离筒(4)。与现有技术相比，本发明使得密度差异较小的油和水也能很好地分离开来，而气体自然地汇集到中央通过导油管后从出气管排出，最终实现气相、油相、水相的各自分离；本发明体积小、分离效率高、维护简便，适用于各种油类品质。

权利要求

1.一种旋流式气油水分离器，包括柱状筒体(1)，该柱状筒体(1)的顶部、中部、下部的筒壁上分别设置有与柱状筒体(1)内部相连通的出气管(12)、流体输入管(11)、出水管(14)，其中，所述流体输入管(11)与柱状筒体(1)的侧壁相切，其特征在于：所述柱状筒体(1)侧壁的上部还设置有一出油管(13)，该出油管(13)位于所述流体输入管(11)的上方；

所述柱状筒体(1)内位于出油管(13)与流体输入管(11)之间还设置有一隔板(2)，该隔板(2)将柱状筒体(1)内腔隔成位于隔板(2)上方的集油区(A)和位于隔板(2)下方的分离区(B)，隔板(2)中央设置有一连通集油区(A)和分离区(B)的导油管(3)，该导油管(3)的底端位于所述流体输入管(11)的底部之下；

并且，所述柱状筒体(1)内位于导油管(3)下方还设置有一漏斗型分离筒(4)，漏斗型分离筒(4)的顶部为大口(41)、底部为小口(42)；

在所述流体输入管(11)上还相连有一U型预输入管(7)，该U型预输入管(7)的一端(71)与该流体输入管(11)相连，另一端(72)位于流体输入管(11)的下方。

2.根据权利要求1所述的旋流式气油水分离器，其特征在于：所述漏斗型分离筒(4)之外设置有一多孔板(5)，多孔板(5)具有一供漏斗型分离筒(4)插设的中央通孔，且该多孔板(5)与柱状筒体(1)内壁相连。

3.根据权利要求1所述的旋流式气油水分离器，其特征在于：所述出水管(14)的位置位于漏斗型分离筒(4)底部的上方。

4.根据权利要求1所述的旋流式气油水分离器，其特征在于：在所述的柱状筒体(1)的底部开设有一排污口(15)。

5.根据权利要求1所述的旋流式气油水分离器，其特征在于：所述柱状筒体(1)的底部设置有裙式支座(6)。

说明书

一种旋流式气油水分离器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于流体分离的气油水分离器，特别是指一种通过高速旋转气油水混合物而分离气相物、油相物和液相物的旋流式气油水分离器。

背景技术

[0002] 目前在油田地面集输系统中，主要运用各种气液分离器，将油井采出的油气水混合物中的天然气和油进行分离，继而实现液计量或生产计量。普通的气液分离器由一组气体分离伞、一个液体分离伞、一个初级分离头等简单构件组成，其气、液仅依靠重力进行分离，这种气液分离器的分离效率低、速度慢，气相物和液相物的分离效果不理想，而且分离器结构体积也较大，使用这种分离器处理稠油和泡沫原油，液体在分离器内的停留时间长，气液分离不彻底，造成原油和气体的计量误差也较大。因此，一些通过高速旋转气液混合物而依靠离心力分离气相物和液相物的气液分离器被发明出来，由于这种旋流式气液分离器的体积小、分离速度快、效果好，而具有较好的发展潜力，如专利号为ZL200720108504.0(公开号为CN201055811Y)的中国实用新型专利《一种旋流式气液分离器》，就公开了这么一种气液分离器。它包括有柱状筒体，该柱状筒体侧壁的上部、中部、下部分别设置有与柱状筒体相连通的出气管、原油输入管、出液管，其中，原油输入管相对柱状筒体倾斜向下，并与柱状筒体的侧壁相切。该气液分离器通过倾斜向下的原油输入管使气液混合物能在柱状筒体内形成旋流，继而使气体与液体分离开来，实现气液分离。实际运用中，液体为油水混合物，如此，原油中的气体虽然得到分离，但油与水之间仍不能得到分离，需要进一步改进。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状而提供一种能实现气、油、水三相分离的旋流式气油水分离器，其工作高效、稳定，分离效果较为理想。

[0004] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该旋流式气油水分离器，包括柱状筒体，该柱状筒体的顶部、中部、下部的筒壁上分别设置有与柱状筒体内部相连通的出气管、流体输入管、出水管，其中，所述流体输入管与柱状筒体的侧壁相切，其特征在于：所述柱状筒体侧壁的上部还设置有一出油管，该出油管位于所述流体输入管的上方；

[0005] 所述柱状筒体内位于出油管与流体输入管之间还设置有一隔板，该隔板将柱状筒体内腔隔成位于隔板上方的集油区和位于隔板下方的分离区，隔板中央设置有一连通隔板上下集油区和分离区的导油管，该导油管的底端位于所述流体输入管的底部之下；

[0006] 并且，所述柱状筒体内位于导油管下方还设置有一漏斗型分离筒，漏斗型分离筒的顶部为大口、底部为小口。

[0007] 工作时，气油水混合物带一定压力从流体输入管切向地进入到柱状筒体内，并产生旋转，随后直接进入到漏斗型分离筒内；由于漏斗型分离筒的顶部开口大，底部开口小，在流速稳定的情况下，漏斗型分离筒下部分的流速比上部分的流速来的大，因而越到漏斗型分离筒的下部分，混合物所受的离心力就越大；另外，根据物体在高速旋转时产生的离心力，所有质点在离心场内都将受到比其自身重量大许多倍的离心力作用，离心力大小与质点本身的重力成正比，由于气相物密度小于液相物的密度，油相物的密度小于水相物的密度，气相物所受到的离心力比液相物小很多，而油相物受到的离心力比水相物又小，加之气、油、水分别具有不同的密度而使得每个相物重力不同，气浮于油面之上，而油浮于水面之上，在重力、离心力、浮力的联合作用下，水相物会被甩到漏斗型分离筒的内边沿，而气相物会汇集在漏斗型分离筒的顶部中央，油相物也被挤压到漏斗型分离筒的上部分中央，气相物的密度比油相物小而直接通过导油管而上升到出气管，并最终从出气管溢出，而油相物聚集后逐步增高，继而漫过正对漏斗型分离筒中央的导油管而向出油管输出，而水相物在漏斗型分离筒旋流的同时，向下流动，最后从漏斗型分离筒的小口流入柱状筒体底部，并从出水管输出，最终实现气相、油相、水相的各自分离。

[0008] 为便于漏斗型分离筒在柱状筒体内的固定，所述漏斗型分离筒之外可以设置有一多孔板，多孔板具有一供漏斗型分离筒插设的中央通孔，且该多孔板与柱状筒体内壁相连。这样，漏斗型分离筒顶部大而底部小，就可以通过中央开孔的多孔板固定在柱状筒体内，而多孔板以设置在离漏斗型分离筒底部是整个高度的1/4处为佳。

[0009] 为确保最终输出的水相物的质量，所述出水管的位置可以是位于漏斗型分离筒底部的上方，保证了水相物能沉淀一段时间。

[0010] 由于油田采出的油气水混合物不可避免的会带有固体悬浮物，在进行气油水分离时，固体悬浮物会跟随气油水混合物一起在柱状筒体内高速旋转，由于固体悬浮物密度比水高，在离心力的作用下，大部分固体悬浮物会随着旋转的流体向下运行，继而聚集在柱状筒体的底部，因此，可以在所述的柱状筒体的底部开设一排污口，这样聚集在柱状筒体底部的固体悬浮物就可从该排污口排出筒体之外。

[0011] 为便于柱状筒体的安装固定，所述柱状筒体的底部可以设置有裙式支座。

[0012] 作为进一步改进，针对含气比例相对较高的气油水混合物，为使该旋流式气液分离器具有较好的分离效果，在所述流体输入管上还可以相连有一U型预输入管，该U型预输入管的一端与该流体输入管相连，另一端位于流体输入管的下方。这样当含气比例相对较高的气油水混合物在进入柱状筒体之前，气油水混合物会先经过U型预输入管再通过流体输入管而进入柱状筒体，即，气油水混合物中的气相物因比重比液相物轻，气油水混合物会初步的进行自我分离，大部分气相物就会直接从U型预输入管、流体输入管进入到柱状管体的上部分，经过导油管后直接从出气管排出，明显加快了气相物的分离效率，同时通过这种预处理的方式，也大大提高了气油水分离效果。

[0013] 与现有技术相比，本发明的优点在于：通过切向进入而产生的旋流，并配合漏斗型分离筒的运用，流体越往漏斗型分离筒的下部走离心力就越大，而油滴受到的离心力要小于水，保证大部分油滴不会进入到漏斗型分离筒的下部分，这就使得密度差异较小的油和水也能很好地分离开来，即使是更小的油滴也能从水中分离出来，而气体自然地汇集到中央通过导油管后从出气管排出，最终实现气相、油相、水相的各自分离；本发明体积小、分离效率高、维护简便，适用于各种油类品质。

附图说明

[0014] 图1为本发明实施例一的结构示意图；

[0015] 图2为本发明实施例二的结构示意图。

具体实施方式

[0016] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

[0017] 实施例一：

[0018] 如图1所示，该旋流式气油水分离器，包括柱状筒体1，该柱状筒体1的顶部、中部、下部的筒壁上分别设置有与柱状筒体1内部相连通的出气管12、流体输入管11、出水管14；

[0019] 其中，所述流体输入管11与柱状筒体1的侧壁相切，所述柱状筒体1的上部还设置有一出油管13，该出油管13位于流体输入管11的上方位置，在柱状筒体1的底部开设有一排污口15，柱状筒体1的底部还设置有裙式支座6；

[0020] 所述柱状筒体1内位于出油管13与流体输入管11之间还设置有一隔板2，该隔板2将柱状筒体1内腔隔成位于隔板2上方的集油区A和位于隔板2下方的分离区B，隔板2中央设置有一连通隔板2上下集油区A和分离区B的导油管3，在本实施例中，该导油管3与隔板2为一截面呈T型的一体件，导油管3的顶端开口即与隔板2相平、底端31位于所述流体输入管11的底部之下；

[0021] 并且，所述柱状筒体1内位于导油管3下方的位置还设置有一漏斗型分离筒4，该漏斗型分离筒4的顶部为大口41、底部为小口42，即，漏斗型分离筒4大口41朝上而对准导油管3底端31、小口42朝下而对准柱状筒体1的底部，该漏斗型分离筒4通过一套设在其底部1/4位置处的多孔板5而固定在柱状筒体1内，该多孔板5具有一供漏斗型分离筒4插设的中央通孔，且该多孔板5的边沿与柱状筒体1内壁相连；

[0022] 而所述出水管14的位置位于漏斗型分离筒4底部小口42的上方。

[0023] 工作时，待分离的气油水混合物需具有一定的压力，从流体输入管11切向地进入柱状筒体1内，并在漏斗型分离筒4内产生旋流，在离心场内的气相物向漏斗型分离筒4的中心汇集，并沿旋流中心区的中轴线通过导油管3后直接上升至柱状筒体1的顶部，从柱状筒体1顶部的出气管12溢出，油相物也被挤压到漏斗型分离筒4的上部分中央，并逐步增高，继而漫过导油管3而向出油管13输出，而水相物会被甩到漏斗型分离筒4的内边沿，继而沿漏斗型分离筒4向下流经漏斗型分离筒4底部的小口42而从出水管14排出，实现气相物、油相物、水相物的高效、彻底分离。

[0024] 实施例二：

[0025] 如图2所示为实施例二，该实施例与实施例一的区别点在于：在所述流体输入管11上还相连有一U型预输入管7，该U型预输入管7的一端71与该流体输入管11相连，另一端72位于流体输入管11的下方，通过该U型预输入管7而实现对气相物的预分离目的。