井下二级旋流分离器制造技术

本发明专利技术提出一种井下二级旋流分离器，井下二级旋流分离器包括：外管，外管上设有产出液进口；设置在外管中的第一级旋流分离器，第一级旋流分离器包括：第一管壁以及第一管壁中的第一内腔，第一内腔中设有第一入口、第一富油溢流通道和第一富水排出通道；设置在外管中的第二级旋流分离器，第二级旋流分离器包括：第二管壁以及第二管壁中的第二内腔，第二内腔中设有第二入口、第二富油溢流通道和第二富水排出通道；富油流通道，设置在外管中并连接第一富油溢流通道和第二富油溢流通道；其中，第一级旋流分离器与第二级旋流分离器串联连接，第一入口与产出液进口连通，第一富水排出通道与第二入口连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油化工及环保领域，属于液-液两相分离处理技术，具体而言，涉及ー种井下ニ级旋流分离器，用于井下油-水分离。
技术介绍
目前，用于液液两相(以油水两相为例进行说明)的快速分离方法主要有旋流分离、气浮选、过滤和膜分离等。气浮选则适应含油浓度变化的范围小；过滤可以较好地实现油水两相的分离，但对于高含油污水却需要频繁的反冲洗来保证设备的长期稳定运行；膜分离设备成本较高，对介质条件要求又较为严格。旋流分离具有设备体积小、分离效率高等优点，在很多行业得到广泛应用，但只用于地面分离。水力旋流器的分离原理是利用介质间的密度差而进行离心分离的，密度差越大，分散相的粒径越大，分离效果相对就越好，目前作为ー种油水分离设备也已在我国获得了一定的应用(东北石油大学先后申请了多项相关技术专利，如ZL 98211681.0、ZL01279933. 5 和 ZL 01277425. I 等)。油田井下油水分离技术目前由于分离器分离效果、同注水质质量等的限制，未得到很好的推广应用。随着油田开采的深入，采出液的含水率逐步增高，采出水不仅大大增加了举升和作业成本，且为油田地面带来很大的环保压力。
技术实现思路
本专利技术g在提供ー种井下ニ级旋流分离器，以解决现有技术在井下油-水分离方面效果差的问题。为此，本专利技术提出ー种井下ニ级旋流分离器，所述井下ニ级旋流分离器包括夕卜管，所述外管上设有产出液进ロ ；设置在所述外管中的第一级旋流分离器，所述第一级旋流分离器包括第一管壁以及所述第一管壁中的第一内腔，所述第一内腔中设有第一入口、第一富油溢流通道和第一富水排出通道；设置在所述外管中的第二级旋流分离器，所述第二级旋流分离器包括第二管壁以及所述第二管壁中的第二内腔，所述第二内腔中设有第二入口、第二富油溢流通道和第二富水排出通道；富油流通道，设置在所述外管中并连接所述第一富油溢流通道和所述第二富油溢流通道；其中，所述第一级旋流分离器与所述第二级旋流分离器串联连接，所述第一入口与所述产出液进ロ连通，所述第一富水排出通道与所述第二入口连接。进ー步地，所述外管为直管，所述第一级旋流分离器与所述第二级旋流分离器同轴依次首尾连接，所述富油流通道设置在所述第一管壁和所述第二管壁之外。进ー步地，所述第一内腔中设有与所述第一入口连通的第一螺旋形旋流腔，所述第一螺旋形旋流腔的末端与所述第一富水排出通道连通，所述井下ニ级旋流分离器还包括连接在所述第一富油溢流通道的首端的集油腔，所述集油腔设置在所述外管中，所述第一富油溢流通道的末端位于所述第一螺旋形旋流腔的前端，且位于前端的轴心处。进ー步地，所述第一级旋流分离器还包括设置在所述第一富水排出通道中的导向底锥，所述导向底锥伸入到所述第一螺旋形旋流腔中，所述锥面形成锥尖，所述第一富油溢流通道位于所述第一内腔的中央，所述锥尖朝向所述第一富油溢流通道并位于所述第一内腔的中央。进ー步地，所述导向底锥的底部设置在所述第二入口上，所述锥尖与所述第一富油溢流通道的末端的间距为8至15倍的所述第一螺旋形旋流腔的直径。进ー步地，所述导向底锥包括相连接的第一锥段和第二锥段，所述锥尖位于所述第二锥段上，所述第一锥段的锥度小于所述第二锥段的锥度。进ー步地，所述第二级旋流分离器为圆弧曲线过渡型双锥水力旋流器。进ー步地，所述外管上还设有与第一富油溢流通道连通的抽油泵，所述抽油泵位于所述第一富油溢流通道的首端。·进ー步地，所述外管中还设有与第二富水排出通道连通的集水腔，以及与所述集水腔连接的注入泵。进ー步地，所述富油流通道所述与产出液进ロ通过密封件间隔。由于采用了第一级旋流分离器和第二级旋流分离器共两级旋流分离器，产出液经过了两级分离能够得到有效的处理，増加了产油量，又保证ニ级分离器处理后富水流达到井下同井同注指标，达到了环保的效果，使井下油水分离及同井同注成为可能。进而，本专利技术的第一级旋流分离器中具有导向底锥和锥尖(也称为顶针)，这样使油滴在顶针附近聚集，并沿顶针向上运移，缩短了油相从溢流ロ流出的距离，利于含油污水的进ー步分离。附图说明图I为根据本专利技术实施例的井下ニ级旋流分离器的结构示意图；图2为根据本专利技术实施例的第一级旋流分离器的工作原理示意图。附图标号说明I、外管11、密封件13、产出液进ロ 15、集油腔17、富油流通道19、密封件2、第一级旋流分离器21、第一管壁23、第一内腔25、导向底锥230、第一入口 231、第一螺旋形旋流腔235、第一富油溢流通道237、第一富水排出通道251、锥尖253、锥面252、第一锥段254、第二锥段3、第二级旋流分离器30、第二管壁34、第二富水排出通道36、集水腔320、第二入口 321、第二螺旋形旋流腔323、第二富油溢流通道100、井下ニ级旋流分离器具体实施例方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。如图I所示，根据本专利技术实施例的井下ニ级旋流分离器100包括外管I、设置在所述外管中的第一级旋流分离器2以及设置在所述外管中的第二级旋流分离器3。所述外管I上设有产出液进13，以便从井下获取产出液。外管I可以通过连接件或连接部与油管相连，例如采取斜螺纹形式的连接段与井下配套装置联接。旋流分离原理是利用两种不互溶液体介质的密度差而进行离心分离。在离心カ的作用下，密度较重相——水被甩至器壁；同吋，密度较轻相——油被挤至中心处。这样，油从中部的溢流管排出，水则向底流ロ运动，由底流ロ排出，从而实现旋流分离。所述第一级旋流分离器2包括第一管壁21以及所述第一管壁中的第一内腔23，所述第一内腔23中设有第一入ロ 230、第一富油溢流通道235和第一富水排出通道237。第一富油溢流通道235是一次分离(即第一次分离)时，含油多的液体的排出通道，例如，可以为带有孔的管道，第一富水排出通道237是一次分离时，含水多的液体的排出通道。所述第二级旋流分离器3包括第二管壁30以及所述第二管壁30中的第二内腔(图中未标示)，所述第二内腔中设有第二入口 320、第二富油溢流通道323和第二富水排出通道34。第二富油溢流通道323是二次分离时，含油多的液体的排出通道，第二富水排出通道34是二次分离(即第二次分离)时，含水多的液体的排出通道，也是经过两次分离后最终的排水通道。·富油流通道17，设置在所述外管I中并连接所述第一富油溢流通道235和所述第ニ富油溢流通道323。井下ニ级旋流分离器分离出来的油是来自第一富油溢流通道235和所述第二富油溢流通道323的总和。所述第一级旋流分离器2与所述第二级旋流分离器3串联连接，这样，能够在一次分离的基础上进行二次分离，保证ニ级旋流分离器处理的高效性，保证ニ级分离器处理后富水流达到井下同井同注指标。其中，所述第一入口 230与所述产出液进ロ 13连通，所述第一富水排出通道237与所述第二入口 320连接。一级旋流器采用螺旋流道式入ロ结构，相比常规盘式入ロ结构减少空间体积，并能为旋流器入口液流提供充分的切向速度，保证分离效率。一级旋流分离器底流ロ结构采用螺旋流道式出ロ，为ニ级旋流器提供螺旋液流的同时减少ニ级旋流分离器入口环空结构，与ニ级旋流分离器直接相连，缩短整体分离段的轴向尺寸，并保证了井下ニ级旋流分离器的同轴度。ニ级富油流与一级富油流均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下二级旋流分离器，其特征在于，所述井下二级旋流分离器包括：外管，所述外管上设有产出液进口；设置在所述外管中的第一级旋流分离器，所述第一级旋流分离器包括：第一管壁以及所述第一管壁中的第一内腔，所述第一内腔中设有第一入口、第一富油溢流通道和第一富水排出通道；设置在所述外管中的第二级旋流分离器，所述第二级旋流分离器包括：第二管壁以及所述第二管壁中的第二内腔，所述第二内腔中设有第二入口、第二富油溢流通道和第二富水排出通道；富油流通道，设置在所述外管中并连接所述第一富油溢流通道和所述第二富油溢流通道；其中，所述第一级旋流分离器与所述第二级旋流分离器串联连接，所述第一入口与所述产出液进口连通，所述第一富水排出通道与所述第二入口连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘合，裴晓含，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：