CN205628328U - 一种气油水三相旋流分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气油水三相旋流分离装置，包括圆筒、气液旋流分离器、油水旋流分离器以及油水分离底流管；所述圆筒上设有油出口、气油水入口；所述气液旋流分离器包括防冲筒以及旋流筒，所述旋流筒上设有切向气液分离底流口；所述油水旋流分离器包括圆柱筒、圆锥筒和锥管，所述圆柱筒上设有切向油水分离入口，所述切向油水分离入口通过螺旋连接管与切向气液分离底流口连接，所述圆柱筒的上端封口中心处插设有油水分离溢流管，所述锥管的下端外周套装有气液分离溢流管，所述气液分离溢流管伸出旋流筒侧壁设置。本实用新型能同时进行气液分离、液液分离，且设备体积小、制造成本低、分离效率高、结构简单紧凑等。

Description

一种气油水三相旋流分离装置

技术领域

本实用新型涉及一种旋流分离装置，特别涉及一种气油水三相旋流分离装置。

背景技术

在石油开采中，油—水分离与油—气分离是必不可少的环节。随着油田的开发，我国大部分油田进入高含水期，其大部分油田含水量为70％以上，根据我国1998年颁布的污水综合排放标准，石油类最高允许排放浓度为20mgL/，高效率、高集成的油—水分离装置对减少环境污染，提高油气开采效率就有重要意义。除此之外，传统气—液分离装置停滞时间长，不仅体积、重量大，而且分离效率低，进入油—水分离装置的气体容易产生泡沫和产生乳化现象。

油气集输与处理技术和设备，通常构成油田地面工程的主体和技术主流，是油田建设中的主要生产设施，是实施油田开发手段的重要措施和中心环节。地面工程技术水平也往往由集输与处理技术代表性地体现出来，油气集输与处理系统的建设工程量和投资，一般约占整个地面工程的40-50％，在现有的石油开采分离设备中，油—水分离、油—气分离主要采用多级串联的方式实现，不仅占地面积大，而且能量损失较高。因此，高集成油气集输与处理系统对于确保油田开发建设水平、提高油田的开发效率起着十分重要的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气油水三相旋流分离装置，它具有同时进行气液分离、液液分离的功能，且具备设备体积小、制造成本低、分离效率高、结构简单紧凑的优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种气油水三相旋流分离装置，该装置包括圆筒、设置在所述圆筒顶部的端盖、设置在所述圆筒内的气液旋流分离器、设置在所述气液旋流分离器内的油水旋流分离器以及设置在所述圆筒底部的油水分离底流管；

所述圆筒的上端侧壁上设有油出口，其下端侧壁上设有气油水入口；

所述气液旋流分离器包括防冲筒以及设置在所述防冲筒下方的旋流筒，所述防冲筒上设有与所述油出口连通的第一开口，所述旋流筒的上下两端面分别设置有密封端盖，所述旋流筒的底部侧壁上设有与所述气油水入口连通的第二开口，所述旋流筒的顶部侧壁上设有切向气液分离底流口；

所述油水旋流分离器包括从上至下依次连通的圆柱筒、圆锥筒和锥管，所述圆柱筒穿过旋流筒上端面上的密封端盖设置，所述圆柱筒的顶部侧壁上设有切向油水分离入口，所述切向油水分离入口通过螺旋连接管与切向气液分离底流口连接，所述圆柱筒的上端封口中心处插设有与所述油出口连通的油水分离溢流管，所述锥管的下端外周套装有气液分离溢流管，所述气液分离溢流管的一端与旋流筒内腔连通，其另一端伸出旋流筒侧壁设置；

所述油水分离底流管与锥管的底部出口连通。

按上述技术方案，所述圆锥筒的锥度大于锥管的锥度。

按上述技术方案，所述气油水入口的形状为渐开线形状。

按上述技术方案，所述气液分离溢流管呈90°弯管，所述气液分离溢流管的竖段与锥管和圆筒同轴设置，其横段穿过锥段和圆筒设置。

按上述技术方案，所述螺旋连接管呈阿基米德螺旋线型。

按上述技术方案，所述圆筒、气液旋流分离器和油水旋流分离器同轴设置。

按上述技术方案，所述切向气液分离底流口与圆筒侧壁周向相切，所述切向油水分离入口与圆柱筒的侧壁周向相切。

按上述技术方案，所述圆筒的顶部与端盖之间、圆筒的底部与油水分离底流管之间均通过螺栓连接，且分别通过O型密封圈和金属密封垫密封。

按上述技术方案，所述端盖上设有吊环。

本实用新型，具有以下有益效果：该装置有效利用了两种旋流器的特点把他们相结合在一起，能够同时进行气液分离和液液，减少了分离装置体积，节省了制造材料，且分离效率高。

具体的，混有气体和油滴的混合流体由气油水入口进入旋流筒内，混合流体沿旋流筒内壁面以切线方向进入，做以强制漩涡为主的高速漩涡运动，高速漩涡所产生的离心力要远大于重力，因此重力对气体分离的影响可以忽略不计，高速旋转的流体使轻质相的气体聚集在圆锥筒和锥管的外壁面，由于圆锥筒和锥管相前的推力，大量聚集的气体沿着椎管的外壁面经气液分离溢流管流出，实现气液分离；完成气液分离后，由于在气液分离旋流腔底部截面积变小，分离出气体的油水混合液体在旋流筒内壁面与圆柱筒外壁面之间仍然做高速旋流运动，最后沿切向气液分离底流口通过螺旋连接管经切向油水分离入口进入圆柱筒内，切向进入的油水混合液体在圆柱筒内做旋转运动，圆锥筒主要为加速作用，其收缩的壁面使混合流体旋转运动加强，高速旋转的流体所产生的离心力使重质相(水相)向壁面聚集，轻质相(油相)向轴中心迁移，当流体通过锥管时由于进一步的收缩，聚集在轴中心的油向上运动，沿着油水分离溢流管进入防冲筒内内，最后经油出口流出，重质相的水沿着锥管壁面向下运动，最后由油水分离底流管排出，完成油水分离。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是图1中两个旋流分离器的结构示意图。

图中：1-端盖、2-吊环、3-O型密封圈、4-螺栓、6-防冲筒、7-螺旋连接管、8-旋流筒、9.1-圆柱筒、9.2-圆锥筒、9.3-锥管、9.4-油水分离溢流管、10-圆筒、10.1-油出口、10.2-气油水入口、12-气液分离溢流管、13-油水分离底流管、a-切向气液分离底流口、b-切向油水分离入口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的较佳实施例中，如图1、图2所示，一种气油水三相旋流分离装置，该装置包括圆筒10、设置在圆筒10顶部的端盖1、设置在圆筒10内的气液旋流分离器、设置在气液旋流分离器内的油水旋流分离器以及设置在圆筒10底部的油水分离底流管13；

圆筒10的上端侧壁上设有油出口10.1，其下端侧壁上设有气油水入口10.2；

气液旋流分离器包括防冲筒6以及设置在防冲筒6下方的旋流筒8，防冲筒6上设有与油出口10.1连通的第一开口，旋流筒8的上下两端面分别设置有密封端盖，旋流筒8的底部侧壁上设有与气油水入口10.2连通的第二开口，旋流筒8的顶部侧壁上设有切向气液分离底流口a；

油水旋流分离器包括从上至下依次连通的圆柱筒9.1、圆锥筒9.2和锥管9.3，圆柱筒9.1穿过旋流筒8上端面上的密封端盖设置，圆柱筒9.1的顶部侧壁上设有切向油水分离入口b，切向油水分离入口b通过螺旋连接管7与切向气液分离底流口a连接，圆柱筒9.1的上端封口中心处插设有与油出口连通的油水分离溢流管9.4，锥管9.3的下端外周套装有气液分离溢流管12，气液分离溢流管12的一端与旋流筒8内腔连通，其另一端伸出旋流筒8侧壁设置；

油水分离底流管13与锥管9.3的底部出口连通。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，圆锥筒的锥度大于锥管的锥度。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，气油水入口10.2的形状为渐开线形状，能够使混合流体在旋流筒内形成稳定的旋流，沿旋流筒内壁面以切线方向进入旋流筒内，进一步提高分离效果。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，气液分离溢流管12呈90°弯管，气液分离溢流管的竖段与锥管和圆筒同轴设置，其横段穿过锥段和圆筒设置。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，螺旋连接管7呈阿基米德螺旋线型，能够平滑的将分离气体后的油水混合物送入圆柱筒内，利用切向气液分离底流口的动能为油水分离提供能量。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，圆筒、气液旋流分离器和油水旋流分离器同轴设置。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，切向气液分离底流口与圆筒侧壁周向相切，切向油水分离入口与圆柱筒的侧壁周向相切。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，圆筒的顶部与端盖之间、圆筒的底部与油水分离底流管之间均通过螺栓4连接，且分别通过O型密封圈3和金属密封垫密封。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，端盖1上设有吊环2，便于起吊拆装油水旋流分离器。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种气油水三相旋流分离装置，其特征在于，该装置包括圆筒、设置在所述圆筒顶部的端盖、设置在所述圆筒内的气液旋流分离器、设置在所述气液旋流分离器内的油水旋流分离器以及设置在所述圆筒底部的油水分离底流管；

所述圆筒的上端侧壁上设有油出口，其下端侧壁上设有气油水入口；

所述气液旋流分离器包括防冲筒以及设置在所述防冲筒下方的旋流筒，所述防冲筒上设有与所述油出口连通的第一开口，所述旋流筒的上下两端面分别设置有密封端盖，所述旋流筒的底部侧壁上设有与所述气油水入口连通的第二开口，所述旋流筒的顶部侧壁上设有切向气液分离底流口；

所述油水旋流分离器包括从上至下依次连通的圆柱筒、圆锥筒和锥管，所述圆柱筒穿过旋流筒上端面上的密封端盖设置，所述圆柱筒的顶部侧壁上设有切向油水分离入口，所述切向油水分离入口通过螺旋连接管与切向气液分离底流口连接，所述圆柱筒的上端封口中心处插设有与所述油出口连通的油水分离溢流管，所述锥管的下端外周套装有气液分离溢流管，所述气液分离溢流管的一端与旋流筒内腔连通，其另一端伸出旋流筒侧壁设置；

所述油水分离底流管与锥管的底部出口连通。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆锥筒的锥度大于锥管的锥度。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气油水入口的形状为渐开线形状。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气液分离溢流管呈90°弯管，所述气液分离溢流管的竖段与锥管和圆筒同轴设置，其横段穿过锥段和圆筒设置。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺旋连接管呈阿基米德螺旋线型。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆筒、气液旋流分离器和油水旋流分离器同轴设置。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述切向气液分离底流口与圆筒侧壁周向相切，所述切向油水分离入口与圆柱筒的侧壁周向相切。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆筒的顶部与端盖之间、圆筒的底部与油水分离底流管之间均通过螺栓连接，且分别通过O型密封圈和金属密封垫密封。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述端盖上设有吊环。