一种井下双涡型旋流油水分离器制造技术

本发明专利技术实施例涉及一种井下双涡型旋流油水分离器，利用高速旋流原理的井下旋流油水分离设备，相对于传统的水力旋流器而言，本分离器综合利用双同向旋流进行油水预分和双反向旋流井下精细含油污水的处理。在油水预分时，油水两相在旋流场中沿同样的轴向方向运动，比两相沿相反的轴向方向旋流运动的两相掺混少，分离效果更好，精度更高；在含油污水处理时，利用细长锥提高旋流强度使得分离后的水相含油率更低。本发明专利技术与传统的重力沉降设备相比，处理效果更高，占据空间更少，是一种有应用前景的物理分离设备。

【技术实现步骤摘要】
一种井下双涡型旋流油水分离器
本专利技术实施例涉及油水分离设备
，尤其涉及一种井下双涡型旋流油水分离器。
技术介绍
在石化、环保等领域，油水分离设备是重要生产设备，分离技术对行业发展至关重要。尤其是随着油田开发进入中后期，含水率急剧升高甚至高达95％以上，将大量的水举升至地面然后分离达到标准排放或者回注涉及到一系列的成本，使得油田濒临经济开采极限，如何实现降低开采成本对于油田来说至关重要。而在井底，径向可用空间非常狭小，通常最大不超过250mm，留给分离器的径向空间就更小了，在此背景下，在有限的空间中采用井下油水分离器将油水混合液在井底分离开来并且保证分离后的水达标排放，对分离来说是一个挑战；不仅如此，因井下油水分离涉及到的费用较高，故在高产量的油井中才更有应用的前景，在有限的空间中处理高产量的原油混合液更是一个难题。目前常用的井下油水分离器主要分为三种，一种为基于重力分离原理的油水分离器，一种为基于离心分离原理的水力旋流器，一种基于选择透过性的膜分离原理。如CN201720360554.1，其利用重力原理进行井下油水分离，一般应用在单井产量较小的陆上油井中；如CN201420199799.7，其将传统处理含油污水的水力旋流器应用到井下，利用多根水力旋流器并联，这样油井产液在进入水力旋流器前会流经一系列的弯头等造成流向的转换，流向的急剧转换使油滴破碎成小油滴从而恶化油水分离效果；如CN201611198617.4，其利用疏水膜进行油水分离，这种方法一般应用在小产量的油井中，且反冲洗复杂。因此，开发高处理量、易操作同时又具有较高分离效率的井下油水分离方法对于开采中后期的油田来说具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种井下双涡型旋流油水分离器，是利用双同向旋流对原油混合液中粒径较大的油滴进行初步分离、双反向旋流对原油混合液中粒径较小的油滴进行深度分离井下油水分离，同时本申请公开的分离器能够应用于在陆上、海上油井和未来深水水下油井中进行油水分离。本申请实施例提供的一种井下双涡型旋流油水分离器，包括：双同向旋流器和双反向旋流器；所述双同向旋流器通过设置于所述双同向旋流器一端的入口管接收第一油水混合物，以使所述第一油水混合物进入所述双同向旋流器内，且经设置于所述双同向旋流器内的旋流转换器形成旋流，从而对所述第一油水混合物进行一次分离得到第一油相和第二油水混合物；其中，所述第一油相向所述双同向旋流器的中心运动，并经设置于所述双同向旋流器另一端的第一富油出口管排出，所述第二油水混合物向所述双同向旋流器的壁面运动，经所述双同向旋流器的第一富水出口管流入所述双反向旋流器，并在所述双反向旋流器内的锥形段内形成旋流，从而对所述第二油水混合物进行二次分离。在一个可能的实施方式中，所述双同向旋流器还包括：旋流管段；所述旋流管段的一端通过渐变管道与所述入口管连接，所述旋流转换器设置于所述旋流管段内部，且与所述渐变管道相邻设置，所述旋流管段的另一端设有开口，所述第一富油出口管通过所述开口延伸出所述旋流管段，用于将所述第一油相排出。在一个可能的实施方式中，所述第一富水出口管与所述旋流管段相切设置，且所述第一富水出口管与所述旋流管段的切向与所述旋流管段中旋流流向相同。在一个可能的实施方式中，所述旋流转换器包括：杆体；所述杆体的两端均为平滑过渡尖状结构，所述杆体的中部为圆柱体，所述杆体的中部上设有多组导流片，所述导流片包括与所述旋流管段轴心线平行的直线形结构，以及与所述直线结构连接的弧形结构，以此将所述第一油水混合物平滑的过渡成为具有周向速度的旋流。在一个可能的实施方式中，所述入口管上设有用于记录所述第一油水混合物流量的第一流量计。在一个可能的实施方式中，所述双反向旋流器，包括：柱体和锥形段；所述柱体顶部与所述第一富水出口管连接，所述柱体的底部与所述锥形段连接，用于将所述第二油水混合物流入所述锥形段，经所述锥形段形成旋流，从而实现所述油水混合物的二次分离得到第二油相和水相；其中，所述第二油相向所述双反向旋流器的中心运动，经设置于所述柱体顶端的第二富油出口管流入所述第一富油出口管，所述水相向所述双反向旋流器的壁面运动，并从设置于所述锥形段底部的第二富水出口管排出。在一个可能的实施方式中，所述锥形段的锥度小于15°。在一个可能的实施方式中，所述第一富油出口管上设有用于控制油相流量的阀门和用于记录油相总流量的第二流量计。本专利技术实施例提供的一种井下双涡型旋流油水分离器，利用高速旋流原理的井下旋流油水分离设备，相对于传统的水力旋流器而言，本分离器综合利用双同向旋流进行油水预分和双反向旋流井下精细含油污水的处理。在油水预分时，油水两相在旋流场中沿同样的轴向方向运动，比两相沿相反的轴向方向旋流运动的两相掺混少，分离效果更好，精度更高；在含油污水处理时，利用细长锥提高旋流强度使得分离后的水相含油率更低。本专利技术与传统的重力沉降设备相比，处理效果更高，占据空间更少，是一种有应用前景的物理分离设备。附图说明为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。图1为本申请实施例提供的一种井下双涡型旋流油水分离器的示意图；图2为本申请实施例提供的旋流转换器的结构示意图；标号注释：1-入口管，2-第一流量计，3-渐变管道，4-旋流管段，5-旋流转换器，6-双同向旋流器，7-第一富油出口管，8-第二流量计，9-阀门，10-第二富油出口管，11-第一富水出口管，12-双同向旋流器，13-柱体，14-锥形段，15-第二富水出口管。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方法进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动成果前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系，运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。图1为本申请实施例提供的一种井下双涡型旋流油水分离器的示意图，如图1所示，本申请实施例提供的一种井下双涡型旋流油水分离器，包括：双同向旋流器6和双反向旋流器12；双同向旋流器6通过设置于双同向旋流器6一端的入口管1接收第一油水混合物，以使第一油水混合物进入双同向旋流器6内，且经设置于双同向旋流器6内的旋流转换器5形成旋流，从而对第一油水混合物进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下双涡型旋流油水分离器，其特征在于，包括：双同向旋流器和双反向旋流器；/n所述双同向旋流器通过设置于所述双同向旋流器一端的入口管接收第一油水混合物，以使所述第一油水混合物进入所述双同向旋流器内，且经设置于所述双同向旋流器内的旋流转换器形成旋流，从而对所述第一油水混合物进行一次分离得到第一油相和第二油水混合物；/n其中，所述第一油相向所述双同向旋流器的中心运动，并经设置于所述双同向旋流器另一端的第一富油出口管排出，所述第二油水混合物向所述双同向旋流器的壁面运动，经所述双同向旋流器的第一富水出口管流入所述双反向旋流器，并在所述双反向旋流器内的锥形段内形成旋流，从而对所述第二油水混合物进行二次分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种井下双涡型旋流油水分离器，其特征在于，包括：双同向旋流器和双反向旋流器；
所述双同向旋流器通过设置于所述双同向旋流器一端的入口管接收第一油水混合物，以使所述第一油水混合物进入所述双同向旋流器内，且经设置于所述双同向旋流器内的旋流转换器形成旋流，从而对所述第一油水混合物进行一次分离得到第一油相和第二油水混合物；
其中，所述第一油相向所述双同向旋流器的中心运动，并经设置于所述双同向旋流器另一端的第一富油出口管排出，所述第二油水混合物向所述双同向旋流器的壁面运动，经所述双同向旋流器的第一富水出口管流入所述双反向旋流器，并在所述双反向旋流器内的锥形段内形成旋流，从而对所述第二油水混合物进行二次分离。


2.根据权利要求1所述的井下双涡型旋流油水分离器，其特征在于，所述双同向旋流器还包括：旋流管段；
所述旋流管段的一端通过渐变管道与所述入口管连接，所述旋流转换器设置于所述旋流管段内部，且与所述渐变管道相邻设置，所述旋流管段的另一端设有开口，所述第一富油出口管通过所述开口延伸出所述旋流管段，用于将所述第一油相排出。


3.根据权利要求2所述的井下双涡型旋流油水分离器，其特征在于，所述第一富水出口管与所述旋流管段相切设置，且所述第一富水出口管与所述旋流管段的切向与所述旋流管段中旋流流向相同。


4.根据权利要求2所述的井下双涡型旋流油水分...

【专利技术属性】
技术研发人员：史仕荧，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11