一种楔形波环状流发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种楔形波环状流发生器，包括环状流运输管道、进油管道、环状流进水管道以及一楔形波产生装置，其中，所述进油管道和所述环状流运输管道同轴设置，且相互连通；所述环状流进水管道的轴线与环状流运输管道的轴线相互垂直且相互连通；所述楔形波产生装置包括设置在所述进油管道末端的压板以及设置在所述环状流运输管道外壁上的冲击进水管道；其中，所述冲击进水管道的轴线与所述的环状流运输管道的轴线相垂直；所述压板由所述冲击进水管道控制水流进入与否实现向下运动以及复位。本发明专利技术可使水相在运行过程中产生与密度差引起的浮力方向相反的压力，使即将要失稳的油水环状流回稳，从而提高稠油的稳定输送距离，提高稠油的输送效率。提高稠油的输送效率。提高稠油的输送效率。

【技术实现步骤摘要】
一种楔形波环状流发生器


[0001]本专利技术涉及一种油水环状流输送装置，具体为一种楔形波环状流发生器。

技术介绍

[0002]随着人类文明发展的速度不断加快，陆地上的石油资源被消耗的速率也不断加快，日趋严峻的石油资源问题使人类的目光投向海洋石油资源。
[0003]但由于海洋稠油资源具有密度大、黏度高的特点，因此在运输的过程中，稠油的这些特性会导致其容易在管道内产生粘附。针对以上弊端，国内外研究人员提出数种运输稠油的方式，如加热法、乳化法、掺稀法，但是以上的方法都存在各自的缺陷，例如能耗过大、稠油成分改变等；而利用水环包裹稠油进行运输的方法能大幅度降低稠油与管壁的摩擦阻力；因此，目前常采用水环运输的方法来实现对稠油的运输，例如申请公布号为CN112253063A的专利技术专利申请公开了“一种环状流发生器”，所述环状流发生器采用水相包裹油相的方式来对稠油进行输送，以此来降低稠油的输送阻力，提高稠油的输送效率；以及申请公布号为CN205628330U的技术专利授权了“一种环状流喷嘴”，所述喷嘴同样采用类似的方法对稠油实施运输，而申请公布号为CN113236202A的专利技术专利申请公开了“一种脉动波环状流发生器”，所述脉动波环状流发生器具有能够对油相产生一定的脉动波形进而使其与已失稳的油水环状流平衡，以此延长稠油稳定输送的长度。
[0004]然而上述环状流发生器也存在弊端：由于水和稠油之间存在密度差，因此随着输送距离的不断延长，环状流会偏心的情况越专利技术显，即稠油由于浮力的作用压缩水相，若不能施加外力减轻其偏心程度，稠油会持续挤压水相，当水相被完全压缩时，稠油则会脱离水相包裹，并与输送环状流的管道内壁接触，并粘附在该管道内壁上，使得油水环状流完全失稳，从而导致运输管道内压力迅速下降，最终造成稠油运输的效率大幅降低。上述的CN112253063A、CN205628330U两个专利中，构成环状流的水相只能在进入管道伊始通过与进水管道轴线垂直的管壁的作用降低水相与油相结合时发生涡旋的可能性以实现提高环状流稳定性目的，但是当水相与油相结合后流经环状流运输管道中部时，无法对水相施加一定的作用力从而使环状流偏心流动的问题得以解决，亦即不能通过环状流发生器自身的构件实现对偏心环状流的恢复与稳定；而上述的CN113236202A专利技术专利“一种脉动波环状流发生器”中，相比于CN112253063A、CN205628330U两个专利，实现了可在环状流运输管道内对环状流两相中的一相施加作用力的可能，根据环状流失稳位置，对其施加与失稳变化规律相反的运动规律，从而输入与现有的油相方向相反的油相，但此专利是通过对单相作用力实现维稳，并未针对产生偏心环状流的本质进行干预，对于长距离稳定运输稠油的功能并未能很好的实现。
[0005]为了解决上述问题，所以亟需一种可以延长油水环状流的稳定输送的发生装置来提高稠油的输送效率。

技术实现思路

[0006]本专利技术在于克服现有环状流发生器的不足，提供一种楔形波环状流发生器，所述楔形波环状流发生器参照流体动压润滑油膜的原理，通过控制冲击进水管道的进水与否，对管道内油水环状流的上半部分产生周期性的楔形收敛形状，不同于现有技术对环状流稳定性无法干预或者仅对单相进行干预，本专利技术利用水相在楔形收敛空间内流动所产生的向下压力，以此抵抗稠油与水相密度差产生的向上的浮力作用，通过解决环状流两相密度差异导致的环状流偏心问题，使得油水环状流稳定输送的距离延长，延缓油水环状流失稳的出现，从而提高稠油的输送效率。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：
[0008]一种楔形波环状流发生器，用于输送稠油的环状流运输管道中，其特征在于，该楔形波环状流发生器包括设置在所述环状流运输管道内的进油管道、设置在所述环状流运输管道外壁的环状流进水管道以及一楔形波产生装置，其中，所述进油管道和所述环状流运输管道同轴设置，且相互连通；所述环状流进水管道的轴线与环状流运输管道的轴线相互垂直，且与所述环状流运输管道连通；所述楔形波产生装置包括设置在所述进油管道末端的压板以及设置在所述环状流运输管道外壁上的冲击进水管道；其中，所述冲击进水管道的轴线与所述的环状流运输管道的轴线相垂直；所述压板由所述冲击进水管道控制水流进入与否实现向下运动以及复位。
[0009]优选的，所述进油管道与同轴设置的环状流运输管道以及所述的环状流进水管道和冲击进水管道均设置有法兰。
[0010]优选的，所述进油管道设置的法兰包括所述进油管道入口端的第一法兰以及设置在所述进油管道入口端和出口端之间的第二法兰。所述环状流运输管道设置的法兰包括所述环状流运输管道入口端的第三法兰以及设置在所述环状流运输管道出口端的第四法兰。所述进油管道和所述环状流运输管道之间通过法兰连接。
[0011]优选的，所述环状流进水管道为多组，多组环状流进水管道沿着所述环状流运输管道的圆周270度方向等角度排布，每条环状流进水管道均与所述环状流运输管道连通。
[0012]优选的，所述进油管道的出口端外壁与所述环状流运输管道的内壁之间的间距为10mm
‑
15mm。
[0013]优选的，所述冲击进水管道为单组，冲击进水管道与所述环状流进水管道在端面方向视角呈周向均匀分布，所述冲击进水管道与所述环状流运输管道连通。
[0014]优选的，所述环状流进水管道和所述冲击进水管道入口端设置有法兰。
[0015]优选的，所述压板与所述进油管道内外径相同，且通过孔轴配合设置在所述的进油管道末端的上部分。
[0016]本专利技术与现有技术相比具有以下的有益效果：
[0017]1、本专利技术的楔形波环状流发生器可以将进水管道引入的尚未与进油管道引入的稠油结合的水相产生楔形状，使得形成油水环状流的水环上部分产生相应的楔形收敛空间，当进水管道引入的水流过所述的楔形收敛空间，能产生与密度差引起的浮力方向相反的压力，使得环状流偏心流动的问题得到一定程度的解决，从而有利于提高稠油的运输效率。
[0018]2、本专利技术的楔形波环状流发生器通过楔形波产生装置可以实现对生成的油水环
状流产生一定的压力，当生成的油水环状流即将失稳时，通过所述冲击进水管道法兰连接的电磁阀关闭，所述冲击进水管道停止进水，所述楔形波发生装置的压板复位，从而对水相与环状流运输管道的内壁生成楔形收敛形状，当水相流经所述的楔形收敛空间时能产生一定的压力，与稠油和水相之间的密度差产生的浮力进行中和，从而使得偏心流动的油水环状流再次趋于稳定，以此保证稠油的输送效果。
附图说明
[0019]图1和图2为本专利技术实施例1所提供的楔形波环状流发生器具体实施方式的立体结构示意图。
[0020]图3为本专利技术实施例1所提供的楔形波环状流发生器的立体结构示意图(剖视图)。
[0021]图4为楔形波发生装置的默认初始位置(冲击进水管道停止供水)示意图。
[0022]图5为楔形波发生装置的压板下压位置(冲击进水管道提供供水)示意图。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种楔形波环状流发生器，用于输送稠油的环状流运输管道中，其特征在于，该楔形波环状流发生器包括设置在所述环状流运输管道内的进油管道、设置在所述环状流运输管道外壁的环状流进水管道以及一楔形波产生装置，其中，所述进油管道和所述环状流运输管道同轴设置，且相互连通；所述环状流进水管道的轴线与环状流运输管道的轴线相互垂直，且与所述环状流运输管道连通；所述楔形波产生装置包括设置在所述进油管道末端的压板以及设置在所述环状流运输管道外壁上的冲击进水管道；其中，所述冲击进水管道的轴线与所述的环状流运输管道的轴线相垂直；所述压板由所述冲击进水管道控制水流进入与否实现向下运动以及复位。2.根据权利要求1所述的楔形波环状流发生器，其特征在于，所述进油管道与同轴设置的环状流运输管道以及所述的环状流进水管道和冲击进水管道均设置有法兰。3.根据权利要求2所述的楔形波环状流发生器，其特征在于，所述进油管道设置的法兰包括所述进油管道入口端的第一法兰以及设置在所述进油管道入口端和出口端之间的第二法兰。4.根据权利要求3所述的楔形波环状流发生器，其特征在于，所述环状流运输管道设置的法兰包括所述环状流运输管道入口端的第三法兰以及设置在所述环状...

【专利技术属性】
技术研发人员：江帆，黄君宏，谢宝山，颜举，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：