本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于石油、化工等領(lǐng)域中的分離裝置，具體的說(shuō)，是一種應(yīng)用于對(duì)油田采出液進(jìn)行分離及污水進(jìn)行處理的分離裝置。

背景技術(shù)：

隨著油田的不斷開(kāi)發(fā)，很多陸上油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，油井含水率越來(lái)越高，很多油井含水率大于95%，因此產(chǎn)出水如何處理是很多油田不得不面臨的棘手問(wèn)題，隨著研究的深入，目前已基本形成了一整套以旋流設(shè)備為主要分離部分的井下油水分離及同井回注技術(shù)方案，用于油水分離的旋流分離器在井下環(huán)境中表現(xiàn)出很好的分離效果。但是，由于伴生氣的影響使分離效果受到制約。伴生氣進(jìn)入旋流器后會(huì)造成幾方面影響：一方面是氣相的存在造成分離不穩(wěn)定，它增加了相間混合和湍流程度，兩相流動(dòng)過(guò)程中液滴和氣泡的碰撞、團(tuán)聚和擴(kuò)散機(jī)理更加復(fù)雜，這就造成了氣-液旋流分離的研究遠(yuǎn)滯后于其他分離。氣液比增大后，多數(shù)氣體分離后由溢流管排出，部分未來(lái)得及分離的氣體隨液體由底流排出，所以氣液比增大后也增加了分離的難度。氣相的存在也會(huì)占據(jù)溢流出油口的空間，最終影響到旋流器的分離效果；另一方面含氣會(huì)對(duì)與旋流分離器配接的工藝管柱上的其他元件造成影響，最終相互影響，進(jìn)一步惡化分離效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)行井下油水分離過(guò)程中所適用的油水分離設(shè)備，在含氣條件下分離效果差分離效率低，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)含氣條件下油水兩相間的高效分離等問(wèn)題，本實(shí)用新型通過(guò)國(guó)家863課題：井下油水分離及同井回注技術(shù)與裝備資金的支持，提供出一種井下采出液脫氣裝置，該種井下采出液脫氣裝置，可于井下實(shí)現(xiàn)高效脫氣，能夠增強(qiáng)分離設(shè)備對(duì)含氣條件的適用性，對(duì)增強(qiáng)井下油水分離及同井回注系統(tǒng)的適用性并使其長(zhǎng)期高效運(yùn)行具有重大意義。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：該種井下采出液脫氣裝置，由密封外筒、氣液隔離管、上定位封板、變截面入口盤(pán)、入口腔體、變徑分離管以及錐形分離管構(gòu)成，其中：氣液隔離管的尾端開(kāi)有隔離管定位螺紋；變徑分離管由直管段和錐管段兩段連接后構(gòu)成；其中，所述直管段的內(nèi)徑大于所述錐管段小徑端的內(nèi)徑，在錐管段小徑端開(kāi)有密封螺紋；在變徑分離管直管段的上半部分開(kāi)有若干排氣孔；在變徑分離管錐管段的尾端開(kāi)有分離管緊固螺紋，用來(lái)與錐形分離管的首端進(jìn)行螺紋連接；

錐形分離管的首尾兩端分別開(kāi)有用于與變徑分離管連接的內(nèi)螺紋和用于與密封外筒連接的底部法蘭盤(pán)；密封外筒的底部切向接入一個(gè)液相出口管；

上定位封板與變截面入口盤(pán)及入口腔體組合后共同構(gòu)成裝置的雙切向入口單元；其中變截面入口盤(pán)上開(kāi)有一對(duì)變截面入口，以實(shí)現(xiàn)由所述變截面入口進(jìn)入的液體經(jīng)此形成切向速度；上定位封板上開(kāi)有帶內(nèi)螺紋的中心定位孔，用來(lái)安裝固定變徑分離管；變徑分離管上開(kāi)有分離管定位螺紋，通過(guò)分離管定位螺紋與中心定位孔連接；氣液隔離管穿過(guò)中心定位孔插入所述變徑分離管的直管段，通過(guò)隔離管定位螺紋與密封螺紋相連接后實(shí)現(xiàn)與所述變徑分離管的套接；氣液隔離管與中心定位孔之間留有環(huán)形間隙，此環(huán)形間隙為氣相出口；氣液隔離管的開(kāi)口為重質(zhì)液相出口；

變徑分離管與錐形分離管通過(guò)螺紋連接，錐形分離管通過(guò)法蘭共用螺栓與密封外筒上的法蘭連接；變徑分離管與錐形分離管固定于密封外筒的內(nèi)部；錐形分離管的外壁與密封外筒的內(nèi)壁之間形成的腔體與液相出口管相連通。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：本種井下采出液脫氣裝置，可在油水分離前將氣相分離開(kāi)，實(shí)現(xiàn)井下含氣采出液中氣液兩相的高效分離。本實(shí)用新型不僅具有良好的脫氣除油功能且無(wú)需外部動(dòng)力源，具有節(jié)能降耗和分離效率高的特點(diǎn)，且易于加工具有較高的可行性。

附圖說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型所述旋流分離裝置的外觀圖。

圖2為本實(shí)用新型所述旋流分離裝置的軸向截面剖視圖。

圖3為本實(shí)用新型所述旋流分離裝置的局部剖視圖。

圖4為本實(shí)用新型所述旋流分離裝置的爆炸視圖。

圖5為本實(shí)用新型所述旋流分離裝置的入口連接方式示意圖。

圖6為本實(shí)用新型所述旋流分離裝置的氣液隔離管示意圖。

圖7為本實(shí)用新型所述旋流分離裝置的變徑分離管定位方式示意圖。

圖8為本實(shí)用新型所述旋流分離裝置的氣液隔離管與變徑分離管連接方式示意圖。

圖9為本實(shí)用新型所述旋流分離裝置的前端裝配圖。

圖10為本實(shí)用新型所述旋流分離裝置的錐形分離管安裝示意圖。

圖11為一種新型井下脫氣除油旋流分離裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)注。

圖中1-雙切向入口單元；2-氣相出口；3-重質(zhì)液相出口；5-氣液隔離管；6-上定位封板；7-變截面入口盤(pán)；8-入口腔體；9-排氣孔；10-變徑分離管；11-錐形分離管； 17-密封外筒；18-變截面入口；19-中心定位孔；20-分離管定位螺紋；21-隔離管定位螺栓，22-密封螺紋；23-分離管緊固螺紋；24-錐形分離管安裝螺紋；34-液相出口管；35-導(dǎo)流口；36-底部法蘭盤(pán)。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：

本種井下采出液脫氣裝置，由密封外筒17、氣液隔離管5、上定位封板6、變截面入口盤(pán)7、入口腔體8、變徑分離管10以及錐形分離管11構(gòu)成，其中：

氣液隔離管5的尾端開(kāi)有隔離管定位螺紋21；變徑分離管10由直管段和錐管段兩段連接后構(gòu)成；其中，所述直管段的內(nèi)徑大于所述錐管段小徑端的內(nèi)徑，在錐管段小徑端開(kāi)有密封螺紋22；在變徑分離管10直管段的上半部分開(kāi)有若干排氣孔9；在變徑分離管10錐管段的尾端開(kāi)有分離管緊固螺紋23，用來(lái)與錐形分離管11的首端進(jìn)行螺紋連接；

錐形分離管11的首尾兩端分別開(kāi)有用于與變徑分離管10連接的內(nèi)螺紋和用于與密封外筒17連接的底部法蘭盤(pán)36；密封外筒17的底部切向接入一個(gè)液相出口管34；

上定位封板6與變截面入口盤(pán)7及入口腔體8組合后共同構(gòu)成裝置的雙切向入口單元1；其中變截面入口盤(pán)7上開(kāi)有一對(duì)變截面入口18，以實(shí)現(xiàn)由所述變截面入口進(jìn)入的液體經(jīng)此形成切向速度；上定位封板6上開(kāi)有帶內(nèi)螺紋的中心定位孔19，用來(lái)安裝固定變徑分離管10；變徑分離管10上開(kāi)有分離管定位螺紋20，通過(guò)分離管定位螺紋20與中心定位孔19連接；氣液隔離管5穿過(guò)中心定位孔19插入所述變徑分離管的直管段，通過(guò)隔離管定位螺紋21與密封螺紋22相連接后實(shí)現(xiàn)與所述變徑分離管的套接；氣液隔離管5與中心定位孔19之間留有環(huán)形間隙，此環(huán)形間隙為氣相出口2；氣液隔離管5的開(kāi)口為重質(zhì)液相出口3；

變徑分離管10與錐形分離管11通過(guò)螺紋連接，錐形分離管11通過(guò)法蘭共用螺栓與密封外筒17上的法蘭連接；變徑分離管10與錐形分離管11固定于密封外筒17的內(nèi)部；錐形分離管11的外壁與密封外筒17的內(nèi)壁之間形成的腔體與液相出口管34相連通。

下面結(jié)合附圖進(jìn)行說(shuō)明：

如圖1所示，本種新型井下采出液脫氣裝置整體外觀視圖，具體為兩個(gè)入口管與裝置整體呈切向垂直連接，構(gòu)成切向的來(lái)液總?cè)肟?。上下兩端通過(guò)密封蓋板，與裝置筒體法蘭通過(guò)螺栓密封連接。氣液隔離管沿裝置頂部軸心伸出，氣液隔離管外壁與上定位封板所形成空隙為氣相出口，氣液隔離管內(nèi)即為裝置重質(zhì)相出口。圖2為裝置軸向截面剖視圖，裝置整體呈內(nèi)外兩層，在裝置頂端及底端分別通過(guò)法蘭與定位封板連接，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)裝置的固定及密封。圖3為裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)展示，裝置于軸向上整體呈圓形分布，筒體內(nèi)外壁皆采用光滑壁面，且裝置內(nèi)部各部件連接方式采用螺紋密封連接，以此來(lái)保證流場(chǎng)的順暢與穩(wěn)定，從而降低因行成強(qiáng)湍流而對(duì)分離效果產(chǎn)生不利影響。本裝置中的氣-液分離腔主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)采出液進(jìn)行氣液分離處理，經(jīng)分離腔底部的液相出口管，將除去氣相的處理液排出裝置，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)含氣采出液的脫氣處理。

本裝置的脫氣原理為：待處理液由雙切向入口單元1中的來(lái)液總?cè)肟谶M(jìn)入脫氣裝置內(nèi)部，在氣-液分離腔內(nèi)進(jìn)行氣-液分離，輕質(zhì)氣相在離心力的作用下運(yùn)移到裝置軸心位置，進(jìn)入變徑分離管10頂部設(shè)的排氣孔9沿氣-液隔離管5外壁經(jīng)氣相出口2排出裝置。同時(shí)脫氣后的油水混合液沿密封套筒17內(nèi)壁繼續(xù)沿軸向底部運(yùn)移，當(dāng)流至裝置底端時(shí)，由液相出口管34排出裝置。

本種新型井下脫氣裝置主要特點(diǎn)是借助旋流分離原理，在一密封套筒內(nèi)部，通過(guò)將變徑分離管及導(dǎo)流筒體等原件巧妙配合，使其在不需要借用外部增壓條件下于井下實(shí)現(xiàn)采出液的脫氣處理。本裝置的爆炸視圖如圖4所示，圖中上定位封板6與變截面入口盤(pán)7及入口腔體8共同構(gòu)成裝置的雙切向入口模塊，將變截面入口盤(pán)7沿入口方向定位到入口腔8內(nèi)，于入口腔上端蓋緊上定位封板6，通過(guò)螺栓對(duì)其進(jìn)行緊固，以此完成入口裝置的安裝，如圖5所示。圖中18為變截面入口，來(lái)液經(jīng)此形成切向速度，且通過(guò)由邊壁到軸心入口截面逐漸變小的方式為來(lái)液提供相應(yīng)的加速運(yùn)動(dòng)，使進(jìn)入氣液分離腔內(nèi)的來(lái)液具有足夠的分離速度及壓力，進(jìn)而與氣液分離腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)氣液分離。中心定位孔19用來(lái)安裝固定變徑分離管10，通過(guò)變徑分離管10頂端的分離管定位螺紋與上定位封板6軸心的螺紋進(jìn)行密封連接，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)相互定位，如圖6所示。圖6中變徑分離管10通過(guò)分離管定位螺紋20與中心定位孔19進(jìn)行連接，如圖7所示。同時(shí)氣液隔離管5穿過(guò)中心定位孔19與變徑分離管套接，通過(guò)隔離管定位螺紋21與密封螺紋22相連接，既對(duì)氣液隔離管5起到了固定的作用，又實(shí)現(xiàn)了氣液兩相間的密封作用，即先將氣液隔離管5伸入變徑分離管10內(nèi)通過(guò)螺紋進(jìn)行定位及密封，再將變徑分離管10沿軸心位置伸入上定位封板圓心處，以此來(lái)完成該部分連接，如圖8所示。入口裝置與變徑分離管10及氣液隔離管5的整體裝配情況如圖9所示，此部分涵蓋一種新型井下脫氣裝置的頂端密封，同時(shí)也構(gòu)成了密封套筒內(nèi)氣液分離腔的部分前端結(jié)構(gòu)。

圖11為本裝置的主要尺寸標(biāo)注，圖中密封外筒內(nèi)徑D、變徑分離管外徑D₁及導(dǎo)流筒體內(nèi)徑D₃滿足如下關(guān)系式：

同時(shí)式中變徑分離管外徑D₁與導(dǎo)流筒1體內(nèi)徑D₃滿足關(guān)系：

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