[实用新型]一种油气水三相分离器

说明书

本实用新型涉及一种利用不同相介质各相间互不相溶流体的密度差，借助重力场实现油气水分离的专用设备，主要用于油田地面工程、环境工程、炼油厂及化工厂。

在已有技术中，游离水分离器是应用最早、最广泛、也是最基本的油气水分离设备。该设备在结构上往往只在进液端设置碟型或上孔箱型的入口转向器，用以减少入口射流对分离流场的冲击影响；在排液端设置一些堰板，用以控制气液界面和油水界面；而在设备中部则不设任何强化器件。据文献SPE6527报导：1987年美国Shell公司的B·Zemell曾用放射性示踪法对这种设备进行了现场实测，结果表明：设备的流动特性相当不好，其中存在严重的短路流和涡流，不仅导致设备的大部分空间未能有效利用，而且由于涡流造成的返混，使相当一部分介质未经处理就排出，甚至还有一部分因剪切严重而起泡，严重影响了设备的工作效果。另据文献SPE11562报导：美国C-E Natco公司曾在原游离水分离器的结构模型上，通过引入Performax填料(该填料相当于现代化工设备中常用的规整波纹板填料)，使设备的工作性能得到一定程度上的改善，由此发展出了Performax填料式分离器，并成为八十年代以来世界范围内广泛应用的主体设备。但在这种设备中，由于气相空间约占设备体积的二分之一，设备有效利用率低，而且沉降室内也没有采取有效的聚结措施，设备整体效率较低，反映在工程应用中，一方面，设备体积相当庞大，另一方面仍需以加热和电脱作辅助，不仅增加了能耗、投资和运行费用，而且生产管理也很不便。中国专利ZL92241514.5公布的重力式油气水分离结构优化设备，在结构上有较大的改进，设备性能也有很大的提高，但在实际应用中仍有部分不完善的地方，如导向叶片式旋流预脱气器脱气效果不理想、θ环整流器容易堵塞、自支承波纹板聚结器除砂效果差，检修周期短和界面控制不稳等，这些原因在一定程度上影响了设备的运行性能。

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、设备综合性能好的油气水三相分离设备。

实现本实用新型的目的所采取的技术方案一是：

采用卧式壳体结构，在壳体内依次设有旋流预脱气器、碟型转向器、布液消能器、波纹板整流器、斜板聚结器、油室、水室、可调“U”型管和捕雾器，并在壳体上设有混合流体进口接管、油出口接管和水出口接管，在捕雾器顶部设有气出口接管。旋流预脱气器与壳体紊流室上部外壁相固接，侧壁设有进口接管，顶部通过导气管和控制阀与捕雾器相连，下部内腔设置的底流管伸入壳体内，并穿过布液消能器与固接于紊流室下部内壁的蝶型转向器相对。布液消能器置于壳体轴线水平面之下、蝶型转向器之上的紊流室之中。波纹板整流器置于壳体内与壳体轴线相垂直的平面上，并分隔紊流室与沉降室。在沉降室内置有斜板聚结器。通过与壳体轴线相垂直布置的油室隔板和水室隔板将油室、水室和沉降室分隔开，在油室和水室底部分别设有油出口接管和水排出口接管。在水室内设有其调节丝杆穿过壳体上部外壁、“U”型导管分别穿过水室隔板和油室隔板的可调“U”型管。在油室隔板上部壳体外壁固接有捕雾器，其通过通孔与壳体内相通，通过导气管、控制阀与旋流预脱气器相连，在其顶部设有气出口接管。

旋流预脱气器采用带捕雾丝网的旋流结构，主要由捕雾丝网、芯管、内顶板、旋流筒体、锥管和底流管组成，中心设有芯管的内顶板固定于旋流筒体内部，且在捕雾丝网下方，并在进口接管上方。

布液消能器采用下孔箱式结构，主要由布液板和小孔组成，在布液板上开有以底流管为中心呈径向内疏外密分布的小孔。

可调“U”型管由固定在一起的调节丝杆、连接筋和下部带密封环的调节管以及“U”型导管组成，“U”型导管轴向插入调节管之中。

实现本实用新型的目的所采取的技术方案二是：

结构组成与方案一类似，即由两个方案一呈两侧对称状一体化并联，不同仅在于：油室、可调“U”型管、水室和捕雾器设置在壳体的中部，旋流预脱气器、碟型转向器、布液消能器、整流器和聚结器则各自分为两部分，对称地设置在壳体的两端。

本实用新型采用的各部件及其组合方式，基本消除或抑制了气相湍流对分离过程的不利影响，减少了设备内的气相空间，有助于设备容积效率的提高；有效地引入了重力消能、活性水强化水洗和气体浮选作用，强化了设备的预分离作用；抑制或消除了设备中的短路流、涡流和沟流，强化了设备的流动特性；在提高设备分离性能的同时，又具有良好的沉砂和除砂效果；保证了设备内部的油水界面控制稳定，为油水分离创造了良好的条件。因此，采取本实用新型的技术方案，可使设备结构紧凑，设备整体性能提高，具有较高的经济实用价值。