專利名稱：分離器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種分離裝置，具體地說是一種適用于高含水油田的油、氣、水、砂四相分離的分離裝置。
在油田開發處于中后期生產階段，由于采用向地層中注水的方法來提高油田的開采能力。因此油井產液中含水量大幅度上升，采液量成倍增長。如將這種油井產液都集中處理并輸送，將使得油氣集輸系統面臨不斷增加的集輸液量而不得不擴建，同時為滿足原油集中處理的熱力條件，對來液加溫也需要大量的能量，顯然這樣做也是很不經濟的。
在油田開發中后期的生產階段，為降低油氣集輸系統的綜合能耗，常規的方法是將油井產液進行分離。在中國實用新型專利CN2067597U公開了一種油水分離器，它利用一種比重介于油與水之間的浮體起分離作用，通過浮體上部的導油管入口和分離室下部的導水管入口及相應的管路將油與水相互分離。工作時油井產液首先進入混合室，在此緩沖液體的流速，使之通過連通口均勻而又緩和地進入分離室。在分離室重油上升、水下降，形成油水界面，以便于浮體進行油水分離。為保證低溫季節的工作，在分離室內還設置了保溫管；為容納和清除分離室內的固相污物，在分離室下部設置了沉淀包和清污閥。這種分離器的油井產液雖經混合室進入分離室，但仍無法保證液體進入分離室時是層流狀態，也不能形成穩定的油水界面。由此使得分離效率低，分離效果不理想。在CN2064676U中公開了另一種分離器，該裝置具有一組軸向平行、徑向保持適宜角度并用骨架固定起來的采用親油材料制作的斜板構成，具有除砂設施。可根據原油性質和生產需要適當調節斜板間距和傾斜角度。工作時油井產液呈三維流態，混合液軸向流動，油氣向上浮升，水砂向下沉降。這種分離器雖然對液流具有一定的整流作用，但實際上該裝置不是為整流而專門設計的，其中來液直接通過斜板使得其經過斜板后并不能形成理想的層流狀態，油水界面也不穩定。
另外，現有技術的分離器均沒有采用氣體預分離手段，使得分離器內氣體所占空間過大，降低了分離器的有效容積，而溶解在混合液中的氣體由于其浮升運動也會干擾水砂的沉降運動。
為對乳化油加溫破乳，現有技術一般在容器底部的水中設置有加熱器。這種加熱方式是通過水對乳化油間接加熱的，因此器溫度場在水中的部分較高，而在油中的部分較低。使得熱能不能有效地被利用。此外還有采用外加熱的方式，由于這種加熱方式通過罐體對油加溫，其能量的浪費更嚴重。
為解決上述現有技術所存在的問題，本實用新型的目的在于提出一種能夠有效地利用分離器的容積，并能使油井產液在較理想的層流狀態下實現油水分離及液固分離的分離器。進一步地，本實用新型的分離器具有可以有效地利用熱能的結構。
為實現上述目的，本實用新型的分離器具有一個筒體，所述筒體內被分為氣液分離室和油水砂分離室；一個預分離旋流器由上部的氣體收集器和下部的錐形旋流管組成，所述錐形旋流管自筒體的頂部伸入氣液分離室中，一個油井產液的入口切線或漸開線地設置在預分離旋流器在筒體外的部分上；在氣液分離室與油水砂分離室之間設置一個整流裝置；在油水砂分離室設有出油管、出水管及除砂器。其中錐形旋流管的底部設置有一組配流管，在配流管的翼板上加工有均勻排列的小孔或倒槽。
所述整流裝置的一種較佳的結構為整流迷宮板。最好為中間帶槽的多層板結構。
為使高度乳化油破乳脫水，提高脫水效果，本實用新型在油水砂分離室的上半部油水界面之上設置了加熱器。在油田環境下，采用高溫流體作為熱源既方便又可以利用設備余熱。與之相應的加熱器結構為加熱盤管上設置與加熱盤管的軸線垂直的散熱片。
為取得更加的效果，最好在整流迷宮板及散熱片上涂有憎油親水材料，以增加水滴的碰撞、聚結沉降的機會。
為穩定油水界面，保證油水分離效果。一個隔板將油水砂分離室分成進行油、水、砂分離的沉降室及儲存油、水的儲液室。所述儲液室又被儲液室隔板隔開分為儲油室和儲水室。一個下端穿過隔板與沉降室中的水連通的集水管在儲水室中向豎直向上申延。集水管上端的高度決定了沉降室中油水界面的高度。通過一個以某種公知方式連接并調節集水管上端的水位調節裝置，來控制沉降室中油水界面的高度。
在筒體的底部設有沖砂管及集砂漏斗，集砂漏斗的尾部裝有快速排砂閥，通過快速排砂閥集砂漏斗與沉淀砂池相連。
本實用新型的分離器由于具有穩定的流場及分離器有效容積增大，油井產液的處理量較現有技術大大增加，因而提高了分離速度；分離效果好，出水量高，出油含水低；適用范圍廣，對高度乳化油及稠油、重油具有同樣好的分離效果。
為使本實用新型更易于被理解，
以下結合附圖及實施例對本實用新型做進一步地說明。
圖1是本實用新型油、氣、水、砂分離器的結構示意圖；圖2是
圖1中A-A向的俯視圖，其中顯示了錐形旋流管及其筋板的配置結構；圖3是
圖1中B-B向的剖視圖，顯示了整流迷宮板的剖視圖；圖4是
圖1中C-C向的剖視圖，顯示了加熱器的剖視圖；圖5是
圖1中D-D向的剖視圖，顯示了集水管及油室、水室的分布狀態。
如
圖1所示，油井產出的油、氣、水混合液從切向入口3切向進入預分旋流分離器4。在預分旋流分離器4中，混合液靠自身旋轉的離心力作用使所含伴生氣體的95％以上被脫出，所述氣體經分氣包5進入天然氣管線6排走并被利用。從而減少了分離器內氣體所占的空間，提高了分離器的有效容積。同時靠離心力的作用對油、水、砂進行初步分離。
經預分離后，混合液體進入錐形旋流管18。在錐形旋流管18中，由于來自油井的壓力較高，混合液體從錐形旋流管18中排入氣液分離室1時的沖力很大。為此，如
圖1所示，在錐形旋流管18的下端設置有一組配流管，所述配流管上加工有均勻排列的圓形小孔(見圖2)。這樣沖力很大的混合液經罐體底部作用反彈時，受到配流管的阻緩使沖力減小，受到阻緩的混合液體在經配流管間的縫隙及配流管上的小孔均勻地通過配流管上升，減少了來液對分離器內部流場的沖擊。
通過配流管的混合液體，再經過如圖3所示的整流迷宮板15緩沖整流進入油水砂分離室11中的沉降室11’。此時混合流體處于一種較理想的層流的狀態，混合流體的這種層流的狀態有利于油的浮升和水、砂的沉降。又由于混合液中大部分氣體在預分離時以被分出，這樣在沉降室11’中水砂的沉降幾乎不受升浮氣體的干擾，使得在本實用新型的沉降室11’中油、水、砂的分離較現有技術更加充分和完全。
為使高度乳化油破乳脫水，在分離器內上部部位設置加熱盤管及散熱片14組成的加熱器7(見圖4，其中的“+”表示加熱盤管的截面)，利用循環熱水或蒸汽做熱源給原油加熱。這樣在分離器內形成油水界面以上溫度較高的溫度場，從而使熱能主要用于給含水乳化油加溫，增加破乳效果，從而避免了給底部水加溫造成的熱能浪費。
在本實施例中，整流迷宮板15及加熱器7的散熱片14上都涂有憎油親水材料，進一步增加水滴碰撞、聚結沉降的機會，取得了更佳的油水分離的效果。
見
圖1及圖5，在本實施例中一個隔板10將油水砂分離室11分成進行油、水、砂分離的沉降室11’及儲存油、水的儲液室11”。所述儲液室11”又被儲液室隔板9隔開分為儲油室21和儲水室20。在隔板10的下部一個集水管13的一端自隔板10處延伸入沉降室11’中，并與沉降室11’中的水連通，而集水管13的另一端在儲水室中轉向豎直向上申延其端部形成集水管13的上端。這樣實際上在隔板10的兩側形成了一個“U”形管。利用“U”形管原理，集水管13上端的高度決定了沉降室11’中油水界面的高度。一個水位調節器8以某種公知方式連接并調節集水管13的上端，一旦集水管13的上端高度被確定，沉降室11’中油水界面的高度也隨之確定。油水界面處于動平衡狀態，當沉降室11’中油水界面的高度高于確定的高度時，沉降室11’中的水經集水管13，從集水管13的上端溢出，直至油水界面落回到預定的高度。當沉降室11’中油水界面的高度低于確定的高度時，沉降室11’中的水不會經集水管13的上端溢出，直至油水界面回升到預定的高度。這樣使得油水界面相對穩定，更利于油水分離，保證油水分離效果。
分離后的油和水分別經出油口12及出水口12’排出罐外。
見
圖1，本實施例在筒體2內底部設有一個除砂器16，它包括一個沖砂管17，當分離器工作一段時間后，利用沖砂管17對分離器底部的積砂沖洗，使之落入分離器底部的集砂漏斗內，再打開集砂漏斗底部的快速排砂閥，靠分離器內的壓力將砂子排出分離器。
上述實施例僅僅是為詳細說明本實用新型而舉出的最佳實施方式，不應理解為對本實用新型的保護范圍的限定，例如在必要的情況下加熱器7也可采用電加熱器等等。此類變化在此無法一一累述，由此可見在上述公開的本實用新型的思路和實質精神的基礎上所作的顯而易見的改動和變化都將落入本申請所附的權利要求書所確定的的保護范圍之內。
權利要求1．一種分離器，具有一個筒體，在筒體內包括一個氣液分離室和一個油水砂分離室；其特征在于一個由上部的氣體收集器和下部的錐形旋流管組成的預分離旋流器的錐形旋流管自筒體的頂部伸入氣液分離室中，一個油井產液的入口切線或漸開線地設置在預分離旋流器在筒體外的部分上；在氣液分離室與油水砂分離室之間設置一個整流裝置；在油水砂分離室設有出油管、出水管。
2．如權利要求1所述的分離器，其特征在于錐形旋流管的底端與錐形旋流管的軸線垂直地設置有一組配流管，在配流管的翼板上加工有均勻排列的小孔或倒槽。
3．如權利要求1所述的分離器，其特征在于所述整流裝置的結構為整流迷宮板。
4．如權利要求3所述的分離器，其特征在于所述整流迷宮板為中間帶槽的多層板結構。
5．如權利要求3或4所述的分離器，其特征在于所述整流迷宮板上涂有憎油親水材料。
6．如權利要求1所述的分離器，其特征在于所述油水砂分離室的上半部油水界面之上設置了加熱器。
7．如權利要求6所述的分離器，其特征在于所述加熱器結構為加熱盤管上設置與加熱盤管的軸線垂直的散熱片。
8．如權利要求7所述的分離器，其特征在于所述整流迷宮板及散熱片上涂有憎油親水材料。
9．如權利要求1所述的分離器，其特征在于所述油水砂分離室被一個隔板將分成沉降室及儲液室；所述儲液室又被儲液室隔板隔開分為儲油室和儲水室；一個下端穿過隔板與沉降室中的水連通的集水管在儲水室中向豎直向上申延。
10．如權利要求9所述的分離器，其特征在于所述集水管的上端的高度位置可由一個水位調節裝置來控制。
11．如權利要求10所述的分離器，其特征在于所述筒體的底部設有沖砂管及集砂漏斗，集砂漏斗的尾部裝有快速排砂閥，通過快速排砂閥集砂漏斗與沉淀砂池相連。
專利摘要一種分離器,為一種適用于高含水油田的油、氣、水、砂四相分離的分離裝置,具有一個包括一個氣液分離室和一個油水砂分離室的筒體;一個底部具有配流管的預分離旋流器的錐形旋流管自筒體的頂部伸入氣液分離室中,在氣液分離室與油水砂分離室之間設置一個整流裝置;在油水砂分離室內的上半部設有加熱器;在油水砂分離室內的下半部設有出砂裝置;以及一個控制油水界面的機構。該分離器有效地利用了容器的空間,提高了分離器的分離效率和分離效果并能夠節約能源。
文檔編號B01D21/02GK2338072SQ98241308
公開日1999年9月15日 申請日期1998年10月12日 優先權日1998年10月12日
發明者劉國慶, 高新華, 王舒宜, 劉會泉, 郭慶斌, 高志剛 申請人:高新華