[發明專利]螺旋式三相介質分離器

有效

• 申請號: 201410658938.2
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104445681A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 蔣明虎;趙立新;李永山;李楓;張勇;徐保蕊
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;C02F103/10
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 李建華

技術領域

?本發明涉及一種應用于石油、化工、海洋工程、水處理以及環保等領域中的多相介質分離處理裝置。

背景技術

隨著我國眾多油田開發的不斷深入，采出液含砂量、伴生氣量逐年增加。采出液的大量含砂、含氣會對地面集輸設備造成極大的損害，除氣、除砂不可缺少。目前油田上應用的除砂設備主要有重力沉降、過濾除砂、離心除砂以及旋流器除砂等幾種。其中，重力沉降（罐）屬于重力分離方法，是利用密度差進行分離。缺點是占地面積大，適宜于陸上環境，空間足夠大的場合；過濾（篩網）除砂具有高效的特點，但需要反沖洗，設備占地面積大，適宜于砂含量較少，砂粒粒徑小等場合；離心分離是借助于離心力，使比重不同的物質進行分離的方法。由于離心機等設備可產生相當高的角速度，使離心力遠大于重力，于是溶液中的懸浮物便易于沉淀析出:又由于比重不同的物質所受到的離心力不同，從而沉降速度不同，能使比重不同的物質達到分離；旋流分離是根據離心沉降和密度差分原理設計而成，使其內產生離心力場，根據物體間的密度差及離心力的作用，從而達到分離的效果，旋流分離具有設備體積小等優點，但目前的現有旋流分離設備對于細小油滴和顆粒的去除能力有限，也不適應于對含有大量的伴生氣、泥砂等雜質的采出液進行分離。

伴生氣的分離則主要有吸收法、活性炭吸附法、膜分離法等幾種方法。吸收作用常用于氣體污染物的處理與回收；活性炭吸附取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質分子的大小和不飽和度、附質的濃度等；膜分離是在壓力驅動下，借助氣體中各組分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜內溶解-擴散上的差異，即滲透速率差來進行分離的，設備成本較高，對介質條件要求又較為嚴格。目前我國大多數油田的采出液中都含有大量的伴生氣、泥砂等雜質，這些雜質不但會造成壓力不穩，增加輸送難度，還會造成設備的腐蝕、堵塞等，存在諸多安全隱患，對油田生產造成很大危害。因此，采出液的脫氣除砂處理也成為油田生產中的一個重要問題。因此急需結構設計合理、體積小、功能多、人力需求少、易操作等諸多優良特性的能夠實現三相介質的高效分離設備，以降低系統能耗，有效解決采出液含砂含氣對集輸系統的影響。

發明內容

?為了解決背景技術中所提到的技術問題，本發明提供一種螺旋式三相介質分離器，該種分離器結構簡單，可以同步進行對采出液的高效脫氣除砂，減輕分離設備重量，提高油田開采的經濟效益。

本發明的技術方案是：該種螺旋式三相介質分離器，包括依次連接的第一直管段、外錐段和第二直管段，第一直管段的直徑大于第二直管段的直徑，第二直管段的底部封閉，在第二直管段的外圓周上切向接入一根排砂管，在第一直管段內的中部固定有第一螺旋流道，在第一螺旋流道的中央固定連接有一根沿軸線方向貫穿所述第一螺旋流道的溢流管，溢流管的首、尾兩端均探出所述第一螺旋流道外；在溢流管的下1/3管段處有若干貫穿管體的第一微孔，所述第一微孔的孔徑范圍在5微米～10微米之間。

在第一直管段內的上部，有一個呈喇叭狀的導流體，所述導流體由喇叭口和出氣管連接后組成，所述導流體的喇叭口倒扣固定在第一螺旋流道的中央，出氣管與溢流管具有相同的中心軸線。

第一直管段內的下部為旋流腔，溢流管的尾端位于旋流腔內；在第二直管段內的中部固定有第二螺旋流道，在第二螺旋流道的中央固定連接有一根沿軸線方向貫穿所述第二螺旋流道的排液管，排液管的尾端開口探出第二直管段的底部封閉端；在排液管的中段有若干貫穿管體的第二微孔，所述第二微孔的孔徑范圍在10微米～15微米之間。

在外錐段內有一個與其錐形相配合的過濾錐，在過濾錐內置有第三螺旋流道，在過濾錐的下1/3處有若干第三微孔，第三微孔與所述過濾錐的錐壁面垂直；所述第三微孔的孔徑范圍在30微米～50微米之間；外錐段的底端與排液管的首端相連接。