分离器制造技术

一种分离器，用于从占较大容积的较稠密液体中分离出占较小容积的较稀液体。例如，在横截面减小的长管内，将小容积的原油从油井生产用水中分离出来。邻近该分离器的粗端，有至少一个用于液体混合物的切线地安置的进口，而分离器的细端有用于较稠密组分的出口，以及轴向安置的用于较稀组分的出口。在两端中间还可提供用于较稠密组分的另外出口。用于较稠密组分的两个出口处，可提供压力控制装置来控制较稠密组分的压力。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分离器。具体地是涉及一种用来将一种占例如达到20%的较小容积的较稀的液体从一种占较大容积的较稠密液体中分离出的分离器，例如将小容积的原油从油井的生产水中分离出，使分离出的水在实质上是清水的状态下排入海里。大家熟悉这种用途的分离器的构造是具有从粗端到细端圆形截面减小的管状结构，在或靠近粗端具有至少一个沿切线布置的入口，用来将待分离的液体混合物在高速下引入分离器内，并有两个出口，第一个出口设置在在粗端的分离器的轴心线上用来分离较稀的液体组分，第二个出口设置在或靠近细端用来分离较稠密的液体组分。在使用这样一种分离器的过程中，较稀的组分(例如油)朝轴心线移动并形成一个芯子，并朝粗端移动，同时较稠密组分(例如海水)朝分离器壁移动并朝向细端。但是，发现到在有些情况下并不是所有的在中央芯子内的较稀的组分都朝粗端移动;有一些保持静止不动，还有些甚至朝细端移动，在细端跟较稠密组分混合起来并将其污染。本专利技术的目的是提供一个基本上降低或克眼上述不利影响的分离器。根据本专利技术的第一方面，用来将一种液体混合物分离成一种较稠密组分与较稀的组分的分离器含有一个长形管子，它具有一个直径从粗端朝细端减小的圆形截面，在或邻近粗端处至少有一个沿切线布置的入口用来在较高的速度下引进待分离的液体混合物，在分离器轴心线上至少有一个出口用来分离出较稀的组分，在分离器的细端附近至少设有一个出口用来分离出较稠密组分，并在较稠密组分的出口附近设有压力控制装置用来控制较稠密组分的压力。这管子可以是任何合适的形状。例如它可以是从邻近入口的一个部位朝向细端恒定地倾斜。也可以是会聚角是变化着的，可以是不连续地变化着，这样这管子就含有多个截头锥体部分;或者是逐渐地变化，这样管子的内表面呈弧线形，曲度沿从分离器的粗端朝向细端的方向减小。这管子可包括至少一个圆筒形段在例如粗端和/或在细端。较稠密组分的出口可伸展在至少基本上是管子的整个圆周上，或者可含有至少一个任何合适的截面形状如圆形、椭圆形、矩形或方形的、沿切线布置的、跟所述的至少一个入口反向的出口。出口的大小可以是可调。例如这出口可以是一个在这管子跟一个出口组合之间的间隙，该出口组合可沿分离器的轴心线活动以改变间隙的大小。限定这间隙的这管子的端部与出口组合的邻近表面可以是倾斜的，在管子上或出口装置上的表面的横截面面积从分离器的粗端朝细端的方向增加。在两个端头之间的分离器的壁上的一个预定的部位上可设置至少另一个中间出口用于较稠密组分，在此较稠密组分的中间出口附近有压力控制装置用来控制这较稠密组分的压力。这中间出口可伸展在基本上是管子的整个圆周上，或者可含有至少一个任何截面形状如圆形、椭圆形、矩形或方形的、沿切线布置的、跟所述的至少一个入口反向的出口。中间出口的大小可以是可调的，并且这出口可以在某些情况下封闭。但是不应发生直径变化。例如在中间出口伸展环绕管子的整个圆周的情况下，它可含有一个在管子的两个相邻管段之间的间隙，并且间隙可以通过将一段管子相对其相邻管段沿管子轴心线移动来进行调整。界定间隙的两相邻段的表面可以制成倾斜，在任一管段上的表面的横截面面积沿从分离器的粗端朝细端的方向增加。最好有两个径向相对的、切线方向的入口用于给待分离的液体混合物，这些入口可是任何合适的截面形状，如圆形、椭圆形、矩形或方形。但是可设置多于两个的入口。每一个入口可跟管子的一个圆筒形端段连接。较稠密组分的、在细端的和/或在两端头间的出口的大小或上述入口的大小可以手动或自动控制，自动控制是通过一个或多个用来检测各种参数如液体流率、液体组分(即每个成份的相对比例)或在不同部位的压力的传感器的信息来进行的。本专利技术将结合附图进行详细描述，其中附图说明图1示出本专利技术的分离器的一个简化的纵向剖视图;图2示出角α之界定;图3至5以简化形式示出图1所示分离器的部份的三种不同结构;图6与7以简化形式示出图1所示分离器的第二壳体段的两种不同形式;图8示出角β之界定;图9以简化形式示出图1所示分离器的结构的细端;图10示出本专利技术的一个实施例的旋流分离器的一个纵向剖视图。图1所示的是本专利技术的旋流分离器，它含有一个具有一个圆筒形进口段1、一个第一壳体段2与一个第二壳体段3的长形管。这分离器还含有一个出口装置(见图9)。为方便起见示出的分离器是薄壁的，但实际上这些壁是厚得多的以承受待分离的液体的内压。短圆筒管状的入口段1有一个截面面积AM，相应的直径DM在约20mm至约120mm的范围内，典型的约为70mm，长度L1达约500mm最好是L1＝DM。有两个径向相对的、沿切线方向布置的入口5a与5b从入口管道(未示出)通向入口段1，通过入口管道将水与达20%的原油的混合物在高速下供到分离器内部。入口段设有一个盘状端盖7，在本示例中端盖不设置较稀的组分的轴向布置的出口。尽管在图1的入口有直径为D1的圆形截面，但入口可以是任何合适的截面。入口的总截面面积A1可在以下列方程式给出的范围内0.03AM≤A1≤0.12AM……(1)最好是0.045AM≤A1≤0.09AM……(2)入口段1连接到第一壳体段2上;如图1所示，第一壳体段具有恒定倾斜以给其内表面8提供一个恒定的会聚角α，从入口段连接第一壳体段的A点到给比较稠密组分提供一个中间出口6的B点。会聚角α最好是在约30′至约10°的范围内，例如2°，虽然小的会聚角小到约1′至5′是可能的，如果分离器的入口直径D是小的话。α的较佳数值是1.8°。在B点上分离器的直径D如图1所示已缩小到以下方程式给出的一个数值DM/2≥D2≥DM/8 ……(3)较佳的数值是DM/4。第一壳体段2可以有其它的形状。例如会聚角可以变化;可以是不连续地变化，这样第一壳体段2就含有多个截头锥体部分;会聚角沿着离开入口段1的方向逐段地减小;或者是逐渐地变化，这样壳体段2的内表面8成弧线形，曲度沿着离开入口段1的方向逐渐减小，如图4所示。在所有这些不同的形状中，图2所示的从A点至B点的总的会聚角α是在上面给出的范围内，并且具有同样的较佳数值。如图1所示，分离器设有一个供较稠密组分用的中间出口6，其形式是一个在第一壳体段2与第二壳体段3之间的环形间隙。在中间出口附近设置有用来控制较稠密组分的压力的压力控制装置，但在图1内未示出。这种装置可含有一个压力控制阀。间隙的大小可以通过移动壳体段相会或相离以改变图1所示的纵向尺寸L2。L2的数值最好由以下方程式来界定DM/140≤L2≤DM/7 ……(4)或者，最好是DM/23≤L2≤DM/9 ……(5)在这个较佳范围内，对一个约为70mm的DM，L2是在4.0mm至8.0mm之间。如图1所示，第二壳体问窃餐残尾⒕哂心诰禗3。D3的数值在下列方程式给出的范围内D2≥D3≥D2/2 ……(6)其较佳数值是D3＝0.8D2……(7)应当注意到，如果D3＜D2，L2在下列方程式给出的限度内可能是负的L2＝-DM ……(8)换言之，第二壳体段3的邻近间隙6的端部可插入到第一壳体段2的内部。图3、4与5分别示出中间出口6，可包括一个或多个任何合适截面形状的出口。图3示出两个径向相对的、沿切线方向布置的矩形出口6a与6b，图4示出两个径向相对的、沿切线方向布置的圆形出口6c与6d，图5示出一个沿切本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离器，用于分离液体混合物，分成一较稠密组分和一较稀组分，包括一具有圆形断面的伸长的管子，从其粗端至细端直径减小，位于或邻近其粗端至少有一个成切线地安置的进口，用于引导相当高速的将被分离的液体混合物，在分离器的轴线上，至少有一个出口用于排放较稀组分，有至少一个出口位于分离器细端的附近，用于排放较稠密组分，还有压力控制装置，在较稠密组分出口附近，用于控制较稠密组分的压力。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维杜格拉斯莱德，彼得格雷戈里米肖路克，
申请(专利权)人：塞克贝卡有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]