壁分别设有进液口和排砂口，所述圆柱形外筒体的左端和右端分别与排油腔和排水腔连接，所述排油腔和排水腔末端分别设有出油口和出水口，所述圆柱形外筒体内在左部设有底流挡板，筒体右部设置有顶流挡板，所述顶流挡板与底流挡板之间的空腔为进液腔，所述顶流挡板左侧的空腔为排油腔，所述底流挡板右侧的空腔为排水腔；
[0012]所述单体旋流管包括芯部的起旋元件和外周的柱锥状外管，所述起旋元件包括由柱状段和尾锥段组成的叶片基体，所述柱状段的外周设有导流叶片，所述叶片基体的芯部轴向设有排油孔，所述柱锥状外管包括依次连接的圆柱段、大锥段、小锥段和直尾管段，各段之间光滑过渡，所述叶片基体和导流叶片伸入到所述圆柱段和大锥段中。
[0013]由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的油井采出液预脱水用轴向入口静态水力旋流器，由于包括圆柱状容器，圆柱状容器内轴向设有一个或多个单体旋流管，适用于高含水油井采出液的预脱水处理，具有结构紧凑、单体处理量大、进出口压降小、油水分离效率高等优点，尤其适合海上油井采出液在平台上进行预脱水处理或基于水下生产系统进行预脱水处理。
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例提供的油井采出液预脱水用轴向入口静态水力旋流器的剖视结构示意图。
[0015]图2a、图2b分别为本发明实施例中叶片及叶片基体圆柱段的侧面和端面结构示意图。
[0016]图3为本发明实施例中叶片的二维曲线图。
[0017]图4为本发明实施例中容器组合式轴向水力旋流器的结构示意图。
[0018]图1中各标记如下:1-进液口 ；2_圆柱形外筒体；3_进液腔；4_排水腔；5_排油腔；6_底流挡板；7_单体旋流管；8_圆柱段；9_大锥段；10-小锥段；11-直尾管段；12_起旋元件；13-叶片；14_叶片基体；15-排油孔；16-顶流挡板；17-出油口 ；18_出水口 ；19-排砂口。
[0019]图2a、图2b、图3中各标记如下:31_引流段；32_圆弧段；33_直线段。
[0020]图3中，取沿着叶片高度向外(背离轴心方向)为Z轴正向，沿着旋流器内部流体流动方向为Y轴正向，图中所取截面为任一确定高度Z所对应的XOY截面。
[0021]图4中各标记如下:41-进液口 ；42_进液腔；43_排油腔；44_排水腔；45_排油口 ；46-顶流挡板；47_底流挡板；48_排水口 ；49_排砂口。
【具体实施方式】
[0022]下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
[0023]本发明的油井采出液预脱水用轴向入口静态水力旋流器，其较佳的【具体实施方式】是:
[0024]包括圆柱状容器，所述圆柱状容器包括圆柱形外筒体、封头式排油腔和排水腔，所述圆柱形外筒体内轴向设有一个或多个单体旋流管；
[0025]所述圆柱形外筒体的中部上壁和下壁分别设有进液口和排砂口，所述圆柱形外筒体的左端和右端分别与排油腔和排水腔连接，所述排油腔和排水腔末端分别设有出油口和出水口，所述圆柱形外筒体内在左部设有底流挡板，筒体右部设置有顶流挡板，所述顶流挡板与底流挡板之间的空腔为进液腔，所述顶流挡板左侧的空腔为排油腔，所述底流挡板右侧的空腔为排水腔；
[0026]所述单体旋流管包括芯部的起旋元件和外周的柱锥状外管，所述起旋元件包括由柱状段和尾锥段组成的叶片基体，所述柱状段的外周设有导流叶片，所述叶片基体的芯部轴向设有排油孔，所述柱锥状外管包括依次连接的圆柱段、大锥段、小锥段和直尾管段，各段之间光滑过渡，所述叶片基体和导流叶片伸入到所述圆柱段和大锥段中。
[0027]所述叶片基体和直尾管段分别固定在所述顶流挡板和底流挡板上，并在其接触部位有效密封，所述排油孔穿过所述顶流挡板后伸入到所述排油腔，所述直尾管段穿过所述底流挡板后伸入到排水腔。
[0028]所述导流叶片包括引流段、圆弧段和直线段组成，所述圆弧段按照圆弧曲线或者幂函数曲线设计，所述直线段与圆弧段相切共同构成螺旋升角。
[0029]所述导流叶片在高度方向上的外圆柱面与所述柱锥状外管的内壁之间为过盈配入口 ο
[0030]所述导流叶片的轴向长度与所述柱锥状外管的圆柱段的轴向长度相等，所述叶片基体的尾锥段的长度小于或等于所述柱锥状外管的大锥段的长度。
[0031]本发明的油井采出液预脱水用轴向入口静态水力旋流器，结构紧凑、分离效率高、单体处理量大，能够满足高含水油井采出液预脱水处理的需要，尤其是更好地应对海上油田油井采出液含水率不断上升以及深水油田开发所带来的现实技术挑战。这种可用于高含水油井采出液预脱水处理的紧凑高效型、单体处理量大的轴向入口静态水力旋流器在国内尚未见有报道。
[0032]本发明的原理是:
[0033]待处理液自进液口进入并充满进液腔后，从单体旋流管的轴向入口进入旋流管内部，由于导流叶片高度方向上的外圆柱面与柱锥状外管的内壁之间为过盈配合，因此待处理液在导流叶片的作用下产生高速旋转的涡流。由于离心力的差异而使待处理液分为内外两层，外层的重质水相被甩至管壁并向底流口处流动，在排水腔内收集并从排水口排出；内层的轻质油相则沿轴心线反向运移并经叶片基体中心的排油孔进入排油腔，最后从排油口排出。
[0034]如果希望进一步增大处理能力，可以将若干个单体旋流管组合安装放置在一个圆柱状容器内，相应的容器组合式轴向入口静态水力旋流器设备同样由进液腔、排油腔和排水腔三大部分组成。当然，也可以进一步将一个或多个容器组合式轴向入口静态水力旋流器串联运行，以满足不同脱水率的要求。
[0035]本发明具有如下优点和效果:
[0036]1、本发明能够实现高含水油井采出液的高效预脱水，根据计算流体动力学(CFD)数值模拟实验的结果，单体旋流管处理量可达30m3/h，脱水率可达85%以上，排油孔(溢流口 )的压降低于0.2MPa、底流口的压降低于0.25MPa ;整个轴向入口静态水力旋流器设备结构紧凑、性能高效，尤其适合海上油田高含水油井采出液的预脱水处理。
[0037]2、本发明降低了对静态水力旋流器入口压力的要求，减少了油气集输处理流程的一次性建设投资和运行成本，具有更广泛的适用性；而且由于设备内部无运动部件，使得安装维护简便易行。此外，本发明采用橇装结构，既可以竖直立式安装放置也可以水平卧式安装放置，对分离性能影响不大。
[0038]3、本发明采取将单体旋流管放置在套筒内的结构设计模式，最大限度地降低了操作条件波动对处理效果的影响，使得该设备具有较高的操作弹性，可以在工况不太稳定的条件下连续稳定运行。
[0039]4、本发明提供的容器组合式轴向入口静态水力旋流器，可以根据处理要求(脱水率)和处理量的不同合理布置旋流管的数目，具有较好地可操作性。在相同的处理要求(脱水率)和处理量下，设备结构尺寸小于常规切向入口静态水力旋流器。
[0040]具体实施例:
[0041]如图1所示，油井采出液预脱水用轴向入口静态水力旋流器包括进液腔(3)、排水腔(4)和排油腔(5)三大部分，其中进液腔(3)与排水腔(4)通过底流挡板(6)隔开，进液腔(3)与排油腔(5)通过顶流挡板(16)隔开。进液腔(3)由带有进液口(1)、排砂口(19)的圆柱形外筒体(2)、底流挡板￠)、顶流挡板(16)和单体旋流管(7)组成；底流挡板(6)和顶流挡板(16)除起隔开不同腔室的作