专利名称：新型油气水砂分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种依靠油气水砂的重度不同和特殊的机械机构进行油气水砂分离的装置。用于油田油井采出物、环境工程中互不相溶介质的处理。
背景技术：
油气水分离设备是油田地面处理中的关键环节，早期的油气水分离设备是从API分离器基础上发展起来的，据文献SPE11562报导美国C-E Natco公司在API分离器内部加装performax填料，使得设备内部气相空间占去设备体积的一半，设备内油水分离空间较小，设备整体效率偏低。中国专利00226852.3公开的互不相溶介质分离装置，结构功能有了较大改进，但由于气液预分离部件复杂，油水预分离部件采用可动元件，而且其清排砂机构采用电机机构拖动，因而在加工上和现场工业性应用方面受到很大限制，并存在一定的安全生产隐患。
发明内容
本实用新型的任务在于克服现有技术的不足，提供一种效率高、先进实用的油气水砂分离装置。
本实用新型的目的是这样实现的，一种油汽水砂分离装置，它采用卧式壳体1结构，在卧式壳体1内依次设有旋流式气液预分离器5、液体流型调整装置2、波发生器23、填料聚结器7、气液整流器9、除砂筒22、二次污水抑制装置20、油缓冲室16、油水界面调节器13、水缓冲室14和二次除雾器11，其特征在于旋流式气液预分离器5设有切向混合物进口接管4，顶部通过连通管6与二次除雾器11连接，下部通过导流管3与液体流型调整装置2相连；填料聚结器7和气液整流器9置于卧式壳体1内并与壳体1轴线相垂直；油缓冲室16和水缓冲室14布置在壳体末端，通过油水缓冲室隔板19与沉降室8分隔开；在水缓冲室14内设有油水界面调节器13对沉降室8的油水界面进行调节；在设备底部设有除砂筒22，从水缓冲室14设有一条给水连通管21，与除砂筒22相连；二次除雾器11设置在油缓冲室上部卧式壳体1外部通过捕集器12与卧式壳体1相连，在其顶部设有出气口10；在油缓冲室16前面设有二次污水抑制装置20。
所述的油缓冲室16、水缓冲室14、二次除雾器11设置在卧式壳体1的中部；旋流式气液预分离器5、液体流型调整装置2、波发生器23、填料聚结器7、气液整流器9、除砂筒22、二次污水抑制装置20各自分为两部分，对称地设置在卧式壳体1的两端。
所述的卧式壳体1内有二级沉降室，油缓冲室16、液体流型调整装置2、填料聚结器7有两个，分别在一级和二级沉降室内，由第一级油缓冲室27流出的含水油通过连通导流管24进入第二级液体流型调整装置2；第一级的水通过设在卧式壳体1下部水层的污水管线26进入水缓冲室14，水缓冲室14有两个界面调节器油水界面调节器13、一级汕水界面调节器28；第一级沉降室和第二级沉降室用绝热隔板25相互隔离，在绝热隔板25上部设连通口29，波发生器23设置在第二级液体流型调整装置2上面。
所述的旋流式气液预分离器5主要由筒壁5-1、锥形管5-5、通气管5-2、挡液环板5-4、壁流圈5-3组成。
所述的液体流型调整装置2采用弧形孔板式结构，主要由弧形布液板2-1、小孔2-2、折流板2-3和翻越板2-4组成。
所述的气液整流器9由多层凸凹形板组成，在凸凹形板9-1上有集液槽9-2，板与板之间用隔件9-3、连接杆9-4固定。
所述的除砂筒22采用斜形集砂板22-1和沉砂筒22-6组成，在沉砂筒22-6内设有防冲挡板22-4，在防冲挡板22-4上设有排砂管22-3、水连通管22-2，水连通管22-2与给水连通管21相连，在沉砂筒22-6上还设有冲砂水进管22-5，该管以切向进入沉砂筒22-6。
本实用新型采用的结构元件及组合形式，克服了现有技术的不足，设置了呈弧形的带孔板液体流型调整装置，更大限度地提高了分散相液滴的磁撞机率，缩短了液滴沉降距离，提高了设备分离效率，引入了气体整流器，改善了气体流态，抑制了气体对液体处理空间的影响，稳定了设备的内部流场；在设备底部设置了集砂和除砂结构，可有效地除去设备内的积砂；在设备下面设置了二次污水抑制装置，可大大提高排出污水的质量，使设备的整体性能提高。因此，本实用新型的技术方案，可提高设备的容积效率和分离性能。
下面利用附图说明本实用新型的实施案例。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型另一实施例的结构示意图；图3是本实用新型实施例3结构示意图；图4是液体流型调整装置的结构示意图；图5是旋流式气液预分离器的结构示意图；图6是气体整流器结构示意图；图7是除砂筒结构示意图。
图中1、卧式壳体；2、液体流型调整装置；3、导流管；4、进口；5、旋流式气液预分离器；5-1、筒体；5-2、通气管；5-3、壁流圈；5-4、挡液环板；5-5、伞形导液管；6、连通管；7、填料聚结器；8、沉降室；9、气液整流器；10、出气口；11、二次除雾器；12、捕集器；13、调节器；14、水缓冲室；15、排水口；16、油缓冲室；17、油出口；18、连通管；19、油水缓冲室隔板；20、二次污水抑制装置；21、水连通管；22、除砂筒；23、斜板收集；24、波发生器；25、连通管；26、绝热隔板；27、管线；28、一级油缓冲室；29、油水界面调节器；30、连通口；2-1、弧形布液管；2-2小孔；、2-3、折流板；2-4、翻越板；9-1、凸凹形板；9-2、集液槽；9-3、隔件；9-4、连接杆；22-1、斜形集砂板；22-2、水连通管；22-3、排砂管；22-4、防冲挡板；22-5、冲砂水进管；22-6、沉砂筒。
具体实施方式
通过以下的描述并结合附图更清楚地说明本实用新型，但它不限制本实用新型，基于上述的任何改进都应视为在本实用新型的范围内，本实用新型的方案和范围应以权利要求书来限定。
本实用新型的技术方案一是装置采用卧式圆筒结构，在圆筒形卧式壳体1上依次设有旋流式气液预分离器5、液体流型调整装置2、波发生器24、填料聚结器7、气液整流器9、除砂筒22、二次污水抑制装置20、油水室、油水界面调节器13和二次除雾器11，在卧式壳体1上依次设有混合物进口、油、气、水、砂出口，旋流式气液预分离器5通过气体连通管6和二次除雾器11相连接，并通过设在预分离器5下部的锥形管和导流管3与壳体内的液体流型调整装置2联结。填料聚结器7设置在壳体轴线相垂直的平面上，填料采用能够对油水进行有效聚结的结构。气体整流器置于与气流方面垂直的平面上，对气流的流型进行整理和调整。在壳体底部设有即集砂斜板23、贮砂筒和除砂筒22，在壳体尾部设有油、水缓冲室16、14。水缓冲室14内设有油水界面调节器29，调节器29一方面通过连通管道在水隔板下面与设备主流场相连，另一方面通过连杆与壳体外部调节阀门相连，在水缓冲室14水入口前，壳体下方有二次污水抑制装置20。二次除雾器11在壳体外部上方，并与壳体内部相通，在其顶部开有出气口10。
旋流式气液预分离器5主要由径向挡板，外筒体锥形管和导流管组成。
液体流型调整装置2采用多组上面打孔的弧行板组成。气体整流器采用改型蛇形板整流器并安装在壳体中心线上方。二次污水抑制装置20由呈伞形布置的平板组成，安放在壳体中心线下，水缓冲室14水入口管线前面。
参见图1、图4至图7。混合物进口接管4呈切向与旋流式气液预分离器5筒体5-1相连，气体与液体在离心力作用下分离出来，分离出的气体经顶部通气管5-2、连通管6引至二次除雾器11。脱气后的液体经导流管3进入卧式壳体1内的液体流型调整装置2的下部，改变流向后经弧形布液管2-1上的小孔2-2向上浮升，由于小孔2-2为径向布置，从而使得流出小孔2-2的流体相互混合，给液体内的分散相液滴提供了碰撞、聚合的机会，提高了分离效率。经过液体流型调整装置2后的流体进入填料聚结器7，分散相液滴在此进行聚结，由小液滴聚结为大液滴。经聚结后的液流再次通过气液整流器9，在此对气体和液体流型进行二次调整，避免由于气量的波动对液体流场的扰乱。经整流后的气体经过二次除雾器11的气出口流出设备，液体中较轻的油通过油缓冲室隔板19，进入油缓冲室16缓冲后经油出口17排出。较重水相流向二次污水抑制装置20，在此小油滴经聚结后浮升至油相，水经进一步净化后通过水缓冲室连通管18、油水界面调节器13进入水缓冲室14后经排水口15排出。液体中含有的泥砂沉积在壳体底部经设置在壳体内的集砂斜板23进入贮砂筒22，经除砂筒22清除后排出。
实现本实用新型的技术方案二是
结构组成与方案一类似，由两个方案一组成的结构呈两侧对成一体化并联，不同之处仅为油、水缓冲室、二次除雾器11设置在卧式壳体1中部，由两侧对称结构所共用，旋流气液预分离器5、液体流型调整装置2、波发生器24、填料聚结器7、气液整流器9、除砂筒22、二次污水抑制装置20各自分为二套，对称地设置在卧式壳体1两端。
参见图2其结构构成与图1相似。不同之处仅为油水缓冲时二次除雾器11设置在卧式壳体1中部，由两侧对称结构所共用，旋流气液预分离器5，液体流型调整装置2、填料聚结器7、气液整流器9、除砂筒22、二次污水抑制装置20各自分别为二套对称地设置在壳体两端。其工作过程与实施例1相同，只是混合物等量地由两个旋流式气液预分离器入口同时进入，最后油气水经同一出气口、出油口、出水口排出。
实现本实用新型的技术方案三是结构组成与方案一类似，由两个方案一组成的结构呈前后一级和二级一体化串联，不同之处仅为第一级的油缓冲室的液体通过管线进入第二级液体流型调整装置2，两级结构共用一个水缓冲室14，两级结构的油水界面调节器29共同设置在水缓冲室14内，液体流型调整装置2、波发生器24、填料聚结器7、气液整流器9、除砂筒22、二次污水抑制装置20各自分为二套，设置在一、二级结构内，两级结构之间绝热隔板将两套结构完全隔离，绝热隔板上部设连通口。
参见图3，其结构组成与图1类似，可以看作是由两套图1结构串联组成。
第一套油缓冲室28排出含水原油通过连通导流管25进入与第一套结构相串联的第二套液体流型调整装置2，经过第一套的水缓冲室14排出的污水通过管线27进入设置在第二套水缓冲室14内的油水界面调节器29中，在该缓冲室内还设有第二套结构的油水界面调节器13，两处污水通过水缓冲室排水口15排出，在第一套结构与第二套结构之间设有绝热隔板26将两套结构完全隔离，在绝热隔板26上部设连通口30。该结构适用于难处理原油的分离。
权利要求1.新型油气水砂分离装置，采用卧式壳体(1)结构，在卧式壳体(1)内依次设有旋流气液预分离器(5)、液体流型调整装置(2)、波发生器(24)、填料聚结器(7)、气液整流器(9)、除砂筒(22)、二次污水抑制装置(20)、油缓冲室(16)、界面调节器(13)、水缓冲室(14)和二次除雾器(11)，其特征在于旋流气液预分离器(5)设有切向进口(4)，顶部通过连通管(6)与二次除雾器(11)连接，下部通过导流管(3)与液体流型调整装置(2)相连；填料聚结器(7)和气液整流器(9)置于卧式壳体(1)内并与卧式壳体(1)轴线相垂直；油缓冲室(16)和水缓冲室(14)布置在壳体末端，通过隔板(19)与沉降室(8)分隔开；在水缓冲室(14)内设有界面调节器(13)对沉降室(8)的油水界面进行调节；在设备底部设有除砂筒(22)，从水缓冲室(14)设有一条水连通管(21)，与除砂筒(22)相连；二次除雾器(11)设置在油缓冲室上部卧式壳体(1)外部通过捕集器(12)与卧式壳体(1)相连，在其顶部设有出气口(10)；在油缓冲室(16)前面设有二次污水抑制装置(20)。
2.根据权利要求1所述的新型油气水砂分离装置，其特征是所述的油缓冲室(16)、水缓冲室(14)、二次除雾器(11)设置在卧式壳体(1)的中部；旋流气液预分离器(5)、液体流型调整装置(2)、波发生器(24)、填料聚结器(7)、气液整流器(9)、除砂筒(22)、二次污水抑制装置(20)各自分为两部分，对称地设置在卧式壳体(1)的两端。
3.根据权利要求1所述的新型油气水砂分离装置，其特征在于所述的卧式壳体(1)内有二级沉降室，油缓冲室(16)、液体流型调整装置(2)、填料聚结器(7)有两个，分为一级和二级，分别在一级和二级缓冲室内，由第一级油缓冲室(28)流出的含水油通过连通管(25)进入第二级液体流型调整装置(2)；第一级的水通过设在卧式壳体(1)下部水层的污水管线(27)进入水缓冲室(14)，水缓冲室(14)有两个界面调节器油水界面调节器(13)、一级油水界面调节器(28)；第一级沉降室和第二级沉降室用绝热隔板(26)相互隔离，在绝热隔板(26)上部设连通口(30)，波发生器(24)设置在第二级液体流型调整装置(2)后面。
4.根据权利要求1、2或3所述的新型油气水砂分离装置，其特征在于所述的旋流式气液预分离器(5)主要由筒体(5-1)、伞形导液管(5-5)、通气管(5-2)、挡液环板(5-4)、壁流圈(5-3)组成。
5.根据权利要求1、2或3所述的新型油气水砂分离装置，其特征在于所述的液体流型调整装置(2)采用弧形孔板式结构，主要由弧形布液板(2-1)、小孔(2-2)、折流板(2-3)和翻越板(2-4)组成。
6.根据权利要求1、2或3所述的新型油气水砂分离装置，其特征在于所述的气液整流器(9)由多层凸凹形板组成，在凸凹形板(9-1)上有集液槽(9-2)，板与板之间用隔件(9-3)、连接杆(9-4)固定。
7.根据权利要求1、2或3所述的新型汕气水砂分离装置，其特征在于所述的除砂筒(22)采用斜形集砂板(22-1)和沉砂筒(22-6)组成，在沉砂筒(22-6)内设有防冲挡板(22-4)，在防冲挡板(22-4)上设有排砂管(22-3)、水连通管(22-2)，水连通管(22-2)与水连通管(21)相连，在沉砂筒(22-6)上还设有冲砂水进管(22-5)，该管以切向进入沉砂筒(22-6)。
专利摘要本实用新型涉及一种油田油井采出物、环境工程中互不相溶介质的处理装置，特别是油气水砂分离的装置，其特征在于旋流气液预分离器(5)设有切向进口(4)，连通管(6)与二次除雾器(11)连接，导流管(3)与液体流型调整装置(2)相连；填料聚结器(7)和气液整流器(9)在卧式壳体(1)内；油缓冲室(16)和水缓冲室(14)在壳体末端；在设备底部有除砂筒(22)；二次除雾器(11)在油缓冲室上部，卧式壳体(1)外部通过捕集器(12)与卧式壳体(1)相连，其顶部有出气口(10)；油缓冲室(16)前有二次污水抑制装置(20)。它分散相液滴碰撞几率高，液滴沉降距离短，排出污水质量好，工作效率高、先进实用。
文档编号B01D21/00GK2930824SQ200520079440
公开日2007年8月8日 申请日期2005年9月27日 优先权日2005年9月27日
发明者邓志安 申请人:邓志安