一种四相旋流分离器制造技术

一种四相旋流分离器，所要解决的问题是对类似油田采出液，存在原油、水、伴生气及泥沙四相一体的介质进行分离，本发明专利技术的技术方案是旋流分离器的侧壁上对称设置有两个下倾切向入口；旋流分离器顶端设置有气相切向出口；油相出口管插入旋流分离器内；内锥外表面与旋流分离器的内壁形成气相分离腔；内锥下端设置有切向流道，油相分离腔设置在气相分离腔与水固分离腔之间；水固分离腔下端设置有集固室，集固室的侧壁上设置有水相出口管。本发明专利技术的优点是实现对油、气、水、固具有密度差的四相不互溶介质同时分离，分离效率高、设备结构紧凑且运行维护费用低。

A four-phase cyclone separator

A four-phase cyclone separator is designed to separate oil, water, associated gas and sediment from similar oilfield produced liquids. The technical scheme of the present invention is that two downward tangential inlets are symmetrically arranged on the side wall of the cyclone separator; a gas tangential outlet is arranged at the top of the cyclone separator; an oil phase outlet pipe is inserted into the cyclone separator; The outer surface of the cone and the inner wall of the cyclone separator form a gas phase separation chamber; the lower end of the cone is provided with a tangential flow channel; the oil phase separation chamber is arranged between the gas phase separation chamber and the water-solid separation chamber; the lower end of the water-solid separation chamber is provided with a solid collecting chamber, and the side wall of the solid collecting chamber is provided with a water phase outlet tube. The invention has the advantages of simultaneous separation of oil, gas, water and solid four-phase insoluble media with poor density, high separation efficiency, compact equipment structure and low operation and maintenance cost.

【技术实现步骤摘要】
一种四相旋流分离器
本专利技术属于介质分离
，特别涉及一种石油、化工、环保等领域中具有密度差的四相不互溶介质分离技术，尤其是气、油、水、固四相旋流分离器。
技术介绍
目前，应用于多相不互溶介质的快速分离方法主要有膜分离、过滤、气浮选和旋流分离等。膜分离设备成本较高，对介质条件要求较为严格；过滤分离方法可以较好地实现多相不互溶介质间的分离，但需要频繁对过滤设备进行反冲洗以保证设备的长期稳定运行；气浮选方法对分散相浓度变化的适应性较差。而采用旋流分离原理的旋流分离器具有设备体积小、快速分离等优点，被广泛应用于石油开采、化工、食品加工、环境保护等不互溶介质的分离领域。旋流分离器的原理是利用不互溶介质间的密度差进行离心分离。目前，基于两相及三相不互溶介质间的旋流分离报道较多，但鲜有四相旋流分离器的相关报道。而在石油、化工及环保等领域，常需要对具有密度差的四相不互溶介质进行旋流分离。以油田开采领域为例，随着注水采油工艺的发展，由井下举升至地面的采出液含水量逐年升高，部分油井含水量高达70%以上，这就需要对采出液进行预分离，将富油相输送至后续工艺进一步处理和加工，从而降低后处理设备负担及生产成本。而在实际过程中，油田采出液除了含有原油及水之外，还伴随有气相（伴生气）及固相（泥砂等），这就涉及到对四相不互溶介质间的分离。本专利技术所要解决的问题是对类似油田采出液，存在原油、水、伴生气及泥沙四相一体的介质进行分离。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种四相旋流分离器。本专利技术的目的是这样实现的，旋流分离器的侧壁上对称设置有两个下倾切向入口；旋流分离器顶端设置有一个气相切向出口；油相出口管插入旋流分离器内，油相出口管的插入点位于旋流分离器水平截面的几何中心；油相出口管的下部设置有内锥，内锥外表面与旋流分离器的内壁形成气相分离腔；内锥下端设置有切向流道，所述切向流道设置有至少四个，油相出口管的下端伸入油相分离腔内，油相分离腔设置在气相分离腔与水固分离腔之间；水固分离腔下端设置有集固室，集固室的侧壁上设置有水相出口管，水相出口管位于水固分离腔内的一端设置有油核稳定体。所述油核稳定体位于水固分离腔的一端采用双锥结构，另一端为细长圆柱结构。所述集固室内设置有两个插板槽，两个插板槽内分别设置有上层插板和下层插板。本专利技术的优点是：实现对油、气、水、固具有密度差的四相不互溶介质同时分离；实现对油、气、水、固四相均具有较高的分离效率；设备结构紧凑且运行维护费用低，有助于大范围的推广应用。附图说明图1是本专利技术的一种四相旋流分离器沿轴向剖面结构示意图。图2为本专利技术一种四相旋流分离器的侧视图。图3为本专利技术一种四相旋流分离器的三维结构示意图。图4为本专利技术一种四相旋流分离器的A-A截面剖视图。图5为本专利技术一种四相旋流分离器的B-B截面剖视图。图6为本专利技术一种四相旋流分离器的C-C截面剖视图。图7为本专利技术一种四相旋流分离器的D-D截面剖视图。图8为本专利技术一种四相旋流分离器中的油核稳定体三维结构示意图。图9为本专利技术一种四相旋流分离器的原理图。图10为本专利技术一种四相旋流分离器的上层插板抽出及下层插板关闭时示意图。图11为本专利技术一种四相旋流分离器的上层插板抽出下层插板关闭时示意图。下面将结合附图通过实例对本专利技术作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本专利技术其中的例子而已，并不代表本专利技术所限定的权利保护范围，本专利技术的权利保护范围以权利要求书为准。具体实施方式实例1如图1所示，本专利技术实施例的一种气、油、水、固四相旋流分离器，包括左侧下倾切向入口（1）、气相切向出口（2）、油相出口管（3）、右侧下倾切向入口（4）、气相分离腔（5）、内锥（6）、切向流道（7）、油相分离腔（8）、水固分离腔（9）、油核稳定体（10）、固定筋（11）、水相出口管（12）、集固室（13）、上层插板（14）、下层插板（15）及插板槽（16）。如图1所示，所述气相分离腔（5）、油相分离腔（8）、水固分离腔（9）及集固室（13）沿轴向顺次连接；气相分离腔（5）及油相分离腔（8）均为圆筒状结构；水固分离腔（9）为锥筒状结构。如图1所示，所述油相分离腔（8）直径小于气相分离腔（5）直径；油相分离腔（8）直径为气相分离腔（5）直径的0.5到0.8倍。如图1所示，所述左侧下倾切向入口（1）及右侧下倾切向入口（4）呈轴向对称布置于气相分离腔（5）中部，有利于在气相分离腔（5）内部形成对称稳定的旋流流场；气相切向出口（2）位于气相分离腔（5）上端；切向流道（7）位于内锥（6）底部，并沿周向均匀布置4个切向流道（7）。如图1所示，所述左侧下倾切向入口（1）、右侧下倾切向入口（4）、气相切向出口（2）及切向流道（7）内的气流整体沿着顺时针方向流动。也可通过改变左侧下倾切向入口（1）、右侧下倾切向入口（4）、气相切向出口（2）及切向流道（7）的布置位置及方向，实现本专利技术内部气流整体沿着逆时针方向流动。如图1所示，所述油相出口管（3）位于气相分离腔（5）内部中心区域，油相出口管（3）上端伸出气相分离腔（5）外侧，油相出口管（3）下端伸入油相分离腔（8）上部；在油相出口管（3）外侧设置内锥（6）。如图1所示，所述水相出口管（12）为90°弯曲圆管，主体位于集固室（13）内部，一端伸入水固分离腔（9）内，另一端伸出集固室（13）外部。如图1所示，所述油核稳定体（10）位于水固分离腔（9）中心处；油核稳定体（10）位于水固分离腔（9）的一端采用双锥结构，另一端为细长圆柱结构；油核稳定体（10）通过沿圆周向均匀布置的3个固定筋（11）与水相出口管（12）内壁呈刚性连接。如图1所示，所述插板槽（16）共有两个，均位于集固室（13）底部；所述上层插板（14）与下层插板（15）位于插板槽（16）内部，起到对集固室（13）的密闭作用；上层插板（14）与下层插板（15）均可沿水平方向左右滑动。所述气相分离腔、油相分离腔、水固分离腔及集固室沿轴向顺次连接；气相分离腔及油相分离腔均为圆筒状结构；水固分离腔为锥筒状结构。所述的左侧下倾切向入口、右侧下倾切向入口、气相切向出口及切向流道内的气流整体沿着顺时针方向流动。也可通过改变左侧下倾切向入口、右侧下倾切向入口、气相切向出口及切向流道的布置位置及方向，实现本专利技术内部气流整体沿着逆时针方向流动。所述油相出口管位于气相分离腔内部中心区域，油相出口管上端伸出气相分离腔外侧，油相出口管下端伸入油相分离腔上部；在油相出口管外侧设置内锥。所述水相出口管为90°弯曲圆管，主体位于集固室内部，一端伸入水固分离腔内，另一端伸出集固室外部。所述油核稳定体位于水固分离腔中心处；油核稳定体位于水固分离腔的一端采用双锥结构，另一端为细长圆柱结构；油核稳定体通过沿圆周向均匀布置的3个固定筋与水相出口管内壁呈刚性连接。所述插板槽共有两个，均位于集固室底部；所述上层插板与下层插板位于插板槽内部，起到对集固室的密闭作用；上层插板与下层插板均可沿水平方向左右滑动。上述基于一种气、油、水、固四相旋流分离器中，气、油、水、固四相混合液由左侧下倾切向入口及右侧下倾切向入口同时进入气相分离腔内并形成高速旋转流，同时在旋转流中心区域形成低压区。由于气相的密度远小于油、水、固各相的密度，使在混合液旋转过程中，气相更容易聚集于油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四相旋流分离器，它包括：旋流分离器，其特征是：旋流分离器的侧壁上对称设置有两个下倾切向入口；旋流分离器顶端设置有气相切向出口；油相出口管插入旋流分离器内，油相出口管的插入点位于旋流分离器水平截面的几何中心；油相出口管的下部固定有内锥，内锥外表面与旋流分离器的内壁形成气相分离腔；内锥下端设置有切向流道，所述切向流道设置有至少四个，油相出口管的下端伸入油相分离腔内，油相分离腔设置在气相分离腔与水固分离腔之间；水固分离腔下端设置有集固室，集固室的侧壁上设置有水相出口管，水相出口管位于水固分离腔内的一端设置有油核稳定体。

【技术特征摘要】
1.一种四相旋流分离器，它包括：旋流分离器，其特征是：旋流分离器的侧壁上对称设置有两个下倾切向入口；旋流分离器顶端设置有气相切向出口；油相出口管插入旋流分离器内，油相出口管的插入点位于旋流分离器水平截面的几何中心；油相出口管的下部固定有内锥，内锥外表面与旋流分离器的内壁形成气相分离腔；内锥下端设置有切向流道，所述切向流道设置有至少四个，油相出口管的下端伸入油相分离腔内，油相分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋民航，赵岩，邵春岩，侯海盟，陈刚，曾乐，刘舒，孔德勇，李宝磊，祁国恕，张广鑫，裴江涛，蒋帅，臧雪莉，
申请(专利权)人：沈阳环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：辽宁,21