一种用于稠油采出液掺稀集输的装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于稠油采出液掺稀集输的装置，属于稠油采出液掺稀减阻输送管道的附属装置。

背景技术：

随着常规原油的不断开采，原油重质化的趋势越来越明显，稠油资源比常规原油资源高数倍至十余倍，具有替代常规原油的战略地位。稠油的高黏、重质及其在管壁上的严重黏附给稠油的生产和输送带来了极大的困难，其降粘开采和输送工艺的开发已成为世界石油工业界普遍关注的重要课题。

掺稀降黏工艺是通过采输管内掺入轻质稀油，使其与稠油混合，改善高黏原油的流动性，从而实验稠油减阻送输的目的。稠油掺稀采输以其明显的技术经济优势而不断发展起来，实践和理论都证明这是稠油生产中切实可行的一项工艺措施。稠油与稀油的均匀有效混合，是掺稀降黏减阻输送的基础。

水环输送是稠油流动减阻的有效手段之一，在管道内壁注入水环，当油流速度控制在一定范围内时，可形成中心环状流，水环将减小管壁和流体之间的剪切应力，从而降低油流流动阻力。

考虑到稠油采出液本身含水，结合掺稀减阻输送与水环减阻输送的思路，如果设法在采输的过程中，先分离出稠油采出液中的部分水，再对采出液进行掺稀输送，利用同轴水套环空的管段，将采出液中分离出来的部分水和掺稀后的稠油采出液以水环的方式进行采出液的输送，以尽可能地降低稠油的黏度及其与管壁的摩擦阻力，达到稠油减阻输送的目的。既节省了稀油的用量，也减少了水环输送过程中的用水量，由于无需额外注水来进行水环输送，也降低了稠油采出液的脱水处理能耗。因此研究用于稠油采出液掺稀集输的装置具有重要的实用价值。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于稠油采出液掺稀集输的装置，该装置将掺稀减阻与水环减阻相结合来减小稠油与管壁之间的流动阻力，提高稠油采出液的输出效率，且不需额外注入水，节约稠油采出液输出过程中水的用量，降低稠油采出液脱水处理的能耗。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种用于稠油采出液掺稀集输的装置，包括采出液进口管和稀油注入管，其特征在于，该装置还包括：稠油掺稀主管，所述稠油掺稀主管自上而下依次分为旋流段、收缩段、尾椎段、尾段、油水分离段、稀油掺混段以及出口段的稠油掺稀主管；

其中，所述采出液进口管垂直贯通于所述稠油掺稀主管的所述旋流段的侧壁；所述油水分离段内同轴套置有中心油流管，且所述油水分离段与所述中心油流管之间形成环形空间，所述稀油注入管穿过所述油水分离段侧壁与其内的所述中心油流管垂直贯通；所述稀油掺混管内同轴套置有静态混合管，两者之间亦形成环形空间，所述静态混合管内设有旋流通道，使油液在所述静态混合管内作螺旋绕流运动。

所述静态混合管内的所述旋流通道是由固定在所述静态混合管内壁上且沿其轴线方向间隔布设的多个旋流单元片构成，多个所述旋流单元片在所述静态混合管的内周壁上呈螺旋交错分布。

所述稠油掺稀主管分为同轴的圆锥管段和圆柱管段，其中，所述旋流段、收缩段以及尾椎段构成所述稠油掺稀主管的圆锥管段，其管径逐渐减小；所述尾段、油水分离段、稀油掺混段和出口段构成所述稠油掺稀主管的圆柱管段，其管径一致。

所述油水分离段内的所述中心油流管与所述稀油掺混段内的所述静态混合管上下相互连通。

所述采出液进口管连接稠油采出液油管，所述出口段连接采输管。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型的稠油掺稀主管自上而下依次分为旋流段、收缩段、尾椎段、尾段、油水分离段、稀油掺混段以及出口段，油水分离段和稀油稀油掺混段内分别同轴套置有中心油流管和静态混合管，采出液进口管垂直贯通旋流段的侧壁，稀油注入管穿过油水分离段垂直贯通于中心油流管侧壁，静态混合管内设有旋流通道，由于旋流段、收缩段和尾椎段的旋流离心作用，实现油水分离流动，降低油液流动阻力，静态混合管内的旋流通道使稠稀油充分混合，有效降低油液与管壁的流动阻力；整个装置将掺稀减阻与水环减阻相结合来减小稠油与管壁之间的流动阻力，提高稠油采出液的输出效率，且不需额外注入水，节约稠油采出液输出过程中水的用量，降低稠油采出液脱水处理的能耗。2、本实用新型的静态混合管内的旋流通道是由固定在静态混合管内壁上且沿其轴线方向间隔布设的多个旋流单元片构成，多个旋流单元片在静态混合管的内周壁上呈螺旋交错分布；由于旋流单元片的作用使油液流向不断改变，能够促进稠油和稀油的混合，大大降低油液的黏度，降低油液与管壁的流动阻力，提高稠油采出液输出效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的稀油掺混段的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1、图2所示，本实用新型提供了一种用于稠油采出液掺稀集输的装置，该装置包括采出液进口管1、稠油掺稀主管和稀油注入管7；其中，稠油掺稀主管从上到下依次分为旋流段2、收缩段3、尾椎段4、尾段5、油水分离段6、稀油掺混段8以及出口段9；采出液进口管1垂直贯通于稠油掺稀主管的旋流段2的侧壁；油水分离段6内同轴套置有中心油流管10，油水分离段6与中心油流管10之间形成环形空间，稀油注入管7穿过油水分离段6侧壁与其内的中心油流管10垂直贯通；稀油掺混管8 内同轴套置有静态混合管11，两者之间亦形成环形空间，静态混合管11内设有旋流通道，使油液在静态混合管11内作螺旋绕流运动，促进不同稠度的油液混合。

上述实施例中，静态混合管11内的旋流通道是由固定在静态混合管11内壁上且沿其轴线方向间隔布设的多个旋流单元片13构成，多个旋流单元片13在静态混合管 11的内周壁上呈螺旋交错分布。

上述实施例中，稠油掺稀主管分为同轴的圆锥管段和圆柱管段，其中，旋流段2、收缩段3以及尾椎段4构成稠油掺稀主管的圆锥管段，其管径逐渐减小，采出液进口管1内的切向油水来液进入圆锥管段作旋流运动，实现油水分离流动；尾段5、油水分离段6、稀油掺混段8和出口段9构成稠油掺稀主管的圆柱管段，其管径一致。

上述实施例中，油水分离段6内的中心油流管10与稀油掺混段8内的静态混合管 11上下相互连通，以保证在出口段9内的油水亦呈分离流动(即呈外层水环内层油芯的油水分流状态)。

上述实施例中，采出液进口管1连接稠油采出液油管，出口段9连接采输管。

本实用新型的使用过程如下：稠油采出液以一定的速度由采出液进口管1切向进入稠油掺稀主管的旋流段2，遇到旋流段2的壁面后被迫做回转运动，在一定的压差条件下，形成螺旋运动，经收缩段3与尾椎段4的两级收缩后，采出液增速且在圆锥管段内形成一个稳定的离心力场，由于水的密度大于油，根据斯托克斯定律，采出液中的重相水在强大离心力的作用下被抛向旋流段2和收缩段3以及尾椎段4的内壁，形成螺旋态流动水环，轻相油流则向管中心聚集形成油芯，实现油水分离流动；然后，水环和油芯进入圆柱管段，水环和油芯先进入尾段5内稳流，之后水环进入油水分离管段6和中心油流管10之间的环形空间内，油芯进入中心油流管10内；稀油注入管 7向中心油流管10内输送稀油，稀油和稠油油芯混合进入静态混合管11，在静态混合管11内旋流单元片13的作用下，流体时而左旋，时而右旋，流动方向不断改变，使得稀油与稠油充分混合，稠油掺稀，油芯的黏度和流动阻力减小；再然后，掺稀后的油液从静态混合管11流出，与从稀油掺混段8和静态混合管11之间的环形空间流出的水环接触，在出口段9内形成外层水环内层油芯的油水分流状态，大大降低油芯的流动阻力，采出液掺稀后以外水环内油芯的形式向外输送，使采出液输送过程中与管壁接触的阻力大大减小；

在流动的过程中，由于油水的密度差异，水会因密度较大而下沉，水环发生偏心，使得管上部的水环较少甚至管上部没有水，油流直接接触管上部，但因稠油与稀油掺混，油流的黏度减小，降低稠油与壁面接触的流动阻力，即使水环发生偏心，整个采出液与管壁接触的阻力也是大大减小的；

整个装置将掺稀减阻与水环减阻相结合来减小稠油与管壁之间的流动阻力，提高稠油采出液的输出效率，且不需额外注入水，节约稠油采出液输出过程中水的用量，降低稠油采出液脱水处理的能耗，整个装置具有较大的实用性和市场前景。

本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。