專利名稱：一種靜動復合型多相分離旋流器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種靜動復合型水力旋流器，特別是關于一種用于油田采出液中油水砂三相分離的靜動復合型多相分離旋流器。
背景技術：
在油田生產實踐中，經常利用旋流離心原理對幾種具有不同密度且不能互溶的混合物進行分離，如油田生產中采出的油、水、砂混合物。目前廣泛采用的重力分離設備存在著體積大、重量高、分離效率低、能耗嚴重等問題，單獨的一種靜態或動態水力旋流器也只能實現某兩種混合物的分離，必然降低設備的效率，也會使油田集輸工藝變得繁雜且出現相應的控制問題。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種靜動復合型多相分離旋流器，可使油田采出液在工藝集輸系統的上游實現有效分離，得到比較純凈的油相、水相和砂相。
為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案一種靜動復合型多相分離旋流器，其特征在于它包括一具有柱狀腔和錐狀腔的靜態水力旋流管，所述柱狀腔周向設置有至少一入液口；一集砂腔，其固定連接在所述錐狀腔端部，所述砂相出口設置在所述集砂腔周向底部；一動態水力旋流管，其一端插入所述靜態水力旋流管，且與其動密封連接；一集水腔，其套設在所述動態水力旋流管的另一端，且與其動密封連接；一油相出口管，其一端穿過所述集水腔插入所述動態水力旋流管，且與所述靜、動態水力旋流管位于同一軸心線上；一電機，其通過一傳動裝置驅動所述動態水力旋流管。
所述動態水力旋流管插入所述靜態水力旋流管的深度不超過所述靜態水力旋流管柱狀腔的底緣。
所述油相出口管插入所述動態水力旋流管的深度為4～6cm，且所述油相出口管的內截面是所述動態水力旋流管內截面的1/6～1/10。
所述柱狀腔上的入液口呈切向連接其上，且所述入液口剖面形狀呈圓形或矩形。
所述油相出口管和動態水力旋流管1的伸入端，均從外徑向內徑呈漸縮的喇叭狀，其傾斜角度為20°。
所述的靜態水力旋流管的錐狀腔的錐角為20～30°。
所述電機帶動的傳動裝置包括一連接所述電機輸出端的鏈輪，所述鏈輪通過一鏈條連接一設置在所述動態水力旋流管中部的鏈輪。
本實用新型由于采取以上設計，具備了以下特點1、本實用新型由于在靜態水力旋流管的基礎上復合了一個動態水力旋流管，通過動態水力旋流管的旋轉，強化了靜態水力旋流管的內部旋流場；而進入動態水力旋流管的油水混合液由于在靜態水力旋流管中得到了初步分離，因此會使油水在動態水力旋流場中的分離變得更加容易。2、本實用新型將靜態水力旋流管、動態水力旋流管和油相出口管采用同軸心設計，因此減少了設備內部的紊流，并減輕了內部的短路流或二次流；如果以混合物中的脫油和除砂作為考察指標，本實用新型可以有效地提高兩者的脫除效率，并在一個設備內實現了三相之間的有效分離。本實用新型結構簡單，制作方便，分離效率高，其在石油、石化、冶金工業等領域分離具有相似性質的混合物具有廣泛的實際應用價值。


圖1是本實用新型的結構示意圖圖2是本實用新型油相出口管和動態水力旋流管伸入端剖視示意圖圖3是圖2的右側示意圖圖4是本實用新型的分離過程示意圖具體實施方式
如圖1所示，本實用新型靜動復合型多相分離旋流器，包括一個靜態水力旋流管1和一個動態水力旋流管2，靜態水力旋流管1入液口溢流端呈柱狀腔11，另一端呈錐狀腔12，柱狀腔11的周向設置有1～2個入液口13，靜態水力旋流管1的出口錐狀腔12端部連接一集砂腔3，集砂腔3的周向底部設置一砂相出口31。動態水力旋流管2呈圓筒狀，其一端插入靜態水力旋流管1，另一端插入一集水腔4，動態水力旋流管2與靜態水力旋流管1和集水腔4分別通過動密封裝置5連接，動密封裝置可以是現有技術中的各種動密封裝置。一油相出口管6固定在集水腔4端部，油相出口管6內端從集水腔4穿過，并插設在動態水力旋流管2內，油相出口管6與靜、動態水力旋流管1、2位于同一軸心線上，在集水腔4的周向底部設置一水相出口41。動態水力旋流管2的旋轉驅動由一電機7帶動一鏈輪傳動機構8實現，鏈輪傳動機構8包括一連接電機7輸出端的鏈輪81，其通過一鏈條82連接一設置在動態水力旋流管2中部的鏈輪83。
上述實施例中，動態水力旋流管2插入靜態水力旋流管1的深度以不超過靜態水力旋流管1的柱狀腔11底緣(與錐狀腔12的連接處)為宜；油相出口管6插入動態水力旋流管2的深度以4～6cm為宜；同時油相出口管6的內截面可以是動態水力旋流管2內截面的1/6～1/10；如果要處理的混合物有較高的含油量，油相出口管6的內徑可適當加大。設置在柱狀腔11上的入液口13應呈切向連接其上，且入液口可以呈圓形或矩形。如圖1所示，靜態水力旋流管1錐狀腔12的錐角可以呈20～30°。
上述各實施例中，動態水力旋流管2的驅動裝置還可以采用其它結構，比如電機7帶動的齒輪機構等。另外電機可以具有調速裝置，也可以另行設置調速裝置，以調節動態水力旋流管2的轉速。
如圖2、圖3所示，油相出口管6伸入到動態水力旋流管2的伸入端及動態水力旋流管1伸入到靜態水力旋流管2的伸入端，均從外徑向內徑呈漸縮的喇叭狀，其傾斜角度為20°，以較大限度地避免內部渦流。
如圖4所示，本實用新型用于油水砂三相分離操作時，電機7通過鏈輪傳動機構8帶動動態水力旋流管2作高速旋轉。此時，包括油、水、砂的混合物通過靜態水力旋流管1切向入液口13進入其柱狀腔11中，混合物在下行的過程中由于能量的轉化形成了離心力場，密度較大的砂相趨向外壁運動，最終被收集進入集砂腔3中而得以排出設備之外；而密度較小的油水相向軸中心運移，并且在這種弱離心力場中實現了油水的初步分離，動態水力旋流管2的旋轉對靜態水力旋流管內部離心力場有一定的強化作用。在砂相出口31處的背壓作用下，集中到靜態水力旋流管1軸線中心的油水混合物進入動態水力旋流管2，在動態水力旋流管2的強離心力作用下實現分離，油相趨向軸中心線并沿同軸心設置的油相出口管6排出設備之外；密度較大的水相趨向旋轉筒壁運動，并被收集到集水腔4中，最終排出設備之外。這樣，就實現了具有不同密度且不互溶的油水砂三相的分離，本實用新型還可以用于其它類似混合物的多相分離。
權利要求1.一種靜動復合型多相分離旋流器，其特征在于它包括一具有柱狀腔和錐狀腔的靜態水力旋流管，所述柱狀腔周向設置有至少一入液口；一集砂腔，其固定連接在所述錐狀腔端部，所述砂相出口設置在所述集砂腔周向底部；一動態水力旋流管，其一端插入所述靜態水力旋流管，且與其動密封連接；一集水腔，其套設在所述動態水力旋流管的另一端，且與其動密封連接；一油相出口管，其一端穿過所述集水腔插入所述動態水力旋流管，且與所述靜、動態水力旋流管位于同一軸心線上；一電機，其通過一傳動裝置驅動所述動態水力旋流管。
2.如權利要求1所述的一種靜動復合型多相分離旋流器，其特征在于所述動態水力旋流管插入所述靜態水力旋流管的深度不超過所述柱狀腔的底緣。
3.如權利要求1所述的一種靜動復合型多相分離旋流器，其特征在于所述油相出口管插入所述動態水力旋流管的深度為4～6cm，且所述油相出口管的內截面是所述動態水力旋流管內截面的1/6～1/10。
4.如權利要求2所述的一種靜動復合型多相分離旋流器，其特征在于所述油相出口管插入所述動態水力旋流管的深度為4～6cm，且所述油相出口管的內截面是所述動態水力旋流管內截面的1/6～1/10。
5.如權利要求1或2或3或4所述的一種靜動復合型多相分離旋流器，其特征在于所述柱狀腔上的入液口呈切向連接其上，且所述入液口剖面形狀呈圓形和矩形之一。
6.如權利要求1或2或3或4所述的一種靜動復合型多相分離旋流器，其特征在于所述油相出口管和動態水力旋流管的伸入端，均從外徑向內徑呈漸縮的喇叭狀，其傾斜角度為20°。
7.如權利要求5所述的一種靜動復合型多相分離旋流器，其特征在于所述油相出口管和動態水力旋流管的伸入端，均從外徑向內徑呈漸縮的喇叭狀，其傾斜角度為20°。
8.如權利要求1或2或3或4或7所述的一種靜動復合型多相分離旋流器，其特征在于所述的靜態水力旋流管的錐狀腔的錐角為20～30°。
9.如權利要求5所述的一種靜動復合型多相分離旋流器，其特征在于所述的靜態水力旋流管的錐狀腔的錐角為20～30°。
10.如權利要求1或2或3或4或7或9所述的一種靜動復合型多相分離旋流器，其特征在于所述電機帶動的傳動裝置包括一連接所述電機輸出端的鏈輪，所述鏈輪通過一鏈條連接一設置在所述動態水力旋流管中部的鏈輪。
專利摘要本實用新型涉及一種靜動復合型多相分離旋流器，其特征在于它包括一具有柱狀腔和錐狀腔的靜態水力旋流管，所述柱狀腔周向設置有至少一入液口；一集砂腔，其固定連接在所述錐狀腔端部，所述砂相出口設置在所述集砂腔周向底部；一動態水力旋流管，其一端插入所述靜態水力旋流管，且與其動密封連接；一集水腔，其套設在所述動態水力旋流管的另一端，且與其動密封連接；一油相出口管，其一端穿過所述集水腔插入所述動態水力旋流管，且與所述靜、動態水力旋流管位于同一軸心線上；一電機，其通過一傳動裝置驅動所述動態水力旋流管。本實用新型分離效率高，在石油、石化、冶金工業等領域分離具有相似性質的混合物具有廣泛的實際應用前景。
文檔編號B04C5/081GK2863254SQ20052014714
公開日2007年1月31日 申請日期2005年12月29日 優先權日2005年12月29日
發明者李太平, 劉培林 申請人:中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司