一种仰角式油水分离器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种仰角式油水分离器，该仰角式油水分离器包括分离罐、采出液进口、分液管、油出口、水出口、油堰板、水堰板；分液管是沿管长方向、在管底部开有若干配液孔的多孔管，油出口设置在分离罐的顶部，水出口设置在分离罐左侧下方，油堰板设置在油出口端，水堰板设置在水出口端。本实用新型的仰角式油水分离器，仰角为12°，油水分离效率高，分离效率为90.48％。
【专利说明】一种仰角式油水分离器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于石油与天然气工程领域，尤其涉及一种仰角式油水分离器。
【背景技术】
[0002] 大庆油田于2006年开展了仰角式油水分离器的研制工作，最终开发出了 W 2.0x20m规格的仰角式油水分离器，所开发的仰角式油水分离器主要由支架、分离罐、油 出口、水出口、进液口、填料部等部分组成。
[0003] 2009年仰角式油水分离器在大庆油田南二联站和北五联站进行了现场应用试验， 现场应用显示仰角式油水分离器比常规卧式油水分离器的处理量提高了 50% -60%，节省 投资43%以上，实现了油水分离工艺技术的高效益。
[0004] 针对常规立式和卧式气液分离器的缺点和不足，西南石油大学也进行了相关的研 究工作，于2008年提出了一种斜板式气液分离器的设计概念，该型分离器也采用将传统卧 式分离器和立式分离器相结合的方式，采用仰角式结构。斜板式气液分离器主要由分布器、 分层室、筒体、出液口、出气口等部件构成，研究表明斜板式气液分离器具有结构简单、分离 效果好、分离时间短等特点。
[0005] 尽管研究人员针对仰角式油水分离器进行了众多的研究工作，但由于影响油水分 离过程的因素众多，且仰角式油水分离器的结构形式多种多样，至今还未形成一套较为完 整的设计理论和方法。仰角式油水分离器的设计或选型还主要依靠经验数据，主观性较强， 所选用的分离器往往达不到最佳的分离效果。因此，为提高油水分离效率，还须对仰角式油 水分离器的内部流场和油滴运动规律进行深入的研究，在此基础上，合理的设计仰角式油 水分离器的结构，为该型分离器的设计和推广应用提供切实可靠的参考依据。 实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种仰角式油水分离器，旨在解决现有的仰角式油水 分离器的设计或选型还主要依靠经验数据，主观性较强，所选用的分离器往往达不到最佳 的分离效果的问题。
[0007] 本实用新型是这样实现的，一种仰角式油水分离器包括分离罐、采出液进口、分液 管、油出口、水出口、油堰板、水堰板；分液管是沿管长方向、在管底部开有若干配液孔的多 孔管，油出口设置在分离罐的顶部，水出口设置在分离罐左侧下方，油堰板设置在油出口 端，水堰板设置在水出口端。
[0008] 进一步，仰角式油水分离器的仰角为12°。
[0009] 进一步，分液管上的每个配液孔的设计应使每个孔与之对应的沉降面积成正比， 并尽可能使每个孔中流出的油水混合物沿分液管均匀分布。
[0010] 进一步，分液管在分离器内的位置应保持一定的水洗层。
[0011] 进一步，堰板高度在分离罐直径的50%?75%之间变化，油堰板、水堰板在油水 分离器内的横向位置在〇. 5倍分离器直径至I. 5m之间变化。
[0012] 进一步，油出口还可以设置位置底部、顶部和分离罐侧壁，水出口设置在分离罐的 左侧下方，油出口和水出口管径按原油含水率90%计算，并考虑1. 2?1. 5倍的波动系数， 管内流速取值不大于lm/s。
[0013]效果:T总
[0014]本实用新型的仰角式油水分离器，仰角为12°，油水分离效率高，分离效率为 90. 48%。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型实施例提供的仰角对油水分离效率的影响结果示意图；
[0016] 图2是本实用新型实施例提供的不同仰角下的油相体积分布云图；
[0017] 图3是本实用新型实施例提供的不同仰角下的水相体积分布云图；
[0018] 图4是本实用新型实施例提供的仰角12°时分离器内液滴运动轨迹图；
[0019] 图5是本实用新型实施例提供的仰角12°下的速度矢量图；
[0020] 图6是本实用新型实施例提供的分液管、油堰板和水堰板处的局部区域放大速度 矢量图，图中（a)为分液管处局部放大速度矢量图，图中（b)为水堰板处局部放大速度矢量 图，图中（c)为油堰板处局部放大速度矢量图；
[0021] 图7是本实用新型实施例提供的仰角式油水分离器的结构示意图；
[0022] 图8是本实用新型实施例提供的分液管结构示意图；
[0023] 图9是本实用新型实施例提供的仰角式油水分离器三维网格示意图；
[0024] 图10是本实用新型实施例提供的分液管网格划分示意图；
[0025] 图11是本实用新型实施例提供的分液孔周围网格示意图；
[0026] 图中：1、分离罐；2、采出液进口；3、分液管；4、油出口；5、水出口；6、油堰板；7、水 堰板。
【具体实施方式】
[0027] 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仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0028] 本实用新型是这样实现的，一种仰角式油水分离器包括分离罐1、采出液进口 2、 分液管3、油出口 4、水出口 5、油堰板6、水堰板7;分液管3是沿管长方向、在管底部开有若 干配液孔的多孔管，油出口 4设置在分离罐1的顶部，水出口 5设置在分离罐1左侧下方， 油堰板6设置在油出口端，水堰板7设置在水出口端。
[0029] 进一步，仰角式油水分离器的仰角为12°。
[0030] 进一步，分液管3上的每个配液孔的设计应使每个孔与之对应的沉降面积成正 t匕，并尽可能使每个孔中流出的油水混合物沿分液管均匀分布。
[0031] 进一步，分液管3在分离器内的位置应保持一定的水洗层。
[0032] 进一步，堰板高度在分离罐直径的50% -75%之间变化，油堰板6、水堰板7在油水 分离器内的横向位置在〇. 5倍分离器直径至I. 5m之间变化。
[0033] 进一步，油出口 4还可以设置位置底部、顶部和分尚罐侧壁，水出口 5设置在分尚 罐1的左侧下方，油出口 4和水出口 5管径按原油含水率90%计算，并考虑I. 2-1. 5倍的波 动系数，管内流速取值不大于lm/s。
[0034] 一种仰角式油水分离器分离性能研究方法，具体步骤如下：
[0035] 步骤一、分别对0° -30°不同仰角下的油水分离器进行数值模拟，对不同仰角下 模型的油出口水相体积含量、水出口油相体积含量和油水分离效率进行统计；
[0036] 步骤二、通过数值模拟计算，可得到油水两相在分离器内的分布情况；
[0037] 步骤三、通过数值模拟计算，得到仰角为12°时油水分离器内的液滴运动轨迹；
[0038] 步骤四、研究仰角式油水分离器内的速度场分布矢量图及分液管、油堰板和水堰 板处的局部区域放大速度矢量图。
[0039] 1、油水分离特性
[0040] 分离效率的高低是分离器性能的主要考核指标，为了明确仰角式油水分离器的分 离性能，分别对0° -30°不同仰角下的油水分离器进行数值模拟，不同仰角下模型的油出 口水相体积含量、水出口油相体积含量和油水分离效率统计结果如表1所示，仰角对油水 分离效率的影响如图1所示：
[0041] 表1不用仰角下的分离特性统计表
[0042]
【权利要求】
1. 一种仰角式油水分离器，其特征在于，所述的仰角式油水分离器包括分离罐、采出液 进口、分液管、油出口、水出口、油堰板、水堰板；分液管是沿管长方向、在管底部开有若干配 液孔的多孔管，油出口设置在分离罐的顶部，水出口设置在分离罐左侧下方，油堰板设置在 油出口端，水堰板设置在水出口端；仰角式油水分离器的仰角为12°。
2. 如权利要求1所述的仰角式油水分离器，其特征在于，分液管上的每个配液孔的设 计应使每个孔与之对应的沉降面积成正比，并尽可能使每个孔中流出的油水混合物沿分液 管均匀分布。
3. 如权利要求1所述的仰角式油水分离器，其特征在于，分液管在分离器内的位置应 保持一定的水洗层。
4. 如权利要求1所述的仰角式油水分离器，其特征在于，堰板高度在分离罐直径的 50%?75%之间变化，油堰板、水堰板在油水分离器内的横向位置在0. 5倍分离器直径至 1.5m之间变化。
5. 如权利要求1所述的仰角式油水分离器，其特征在于，油出口还可以设置位置底部、 顶部和分离罐侧壁，水出口设置在分离罐的左侧下方，油出口和水出口管径按原油含水率 90%计算，并考虑1. 2?1. 5倍的波动系数，管内流速取值不大于lm/s。
【文档编号】B01D17/02GK204121808SQ201420479386
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月24日 优先权日:2014年8月24日
【发明者】陈利琼, 吴世娟, 黄坤, 卢泓方, 李霞, 李新战, 韩晓瑜, 吴佳丽, 朱淑君, 王怡佳, 牛颖琦, 黄橙, 刘耔麟, 李凌霄, 张耀彤 申请人:西南石油大学