[发明专利]一种管道式导流片型油水分离器及其除水装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种油水分离器，特别是涉及到一种应用在井下油水分离系统中的管道式导流片型油水分离器及其除水装置。

背景技术

随着油田开发时间的延长，产水量持续增加，使得生产成本增加，为了降低开采成本，采用井下油水分离器将水分离并就地回注地层成为共识。

当前井下油水分离所采用的分离原理主要是重力和离心两种，例如专利公开号：CN 101025080A，多杯等流型井下油水分离器实现高含水井同井注采的方法，其利用重力原理进行自然沉降分离油水。公开号：CN2931780，一种井下油水分离器，描述的是采用离心分离原理分离油水的锥形旋流器。由于在实际生产中，往往需要对油水分离实现快速分离以提高生产效率，重力分离虽然是有效的分离技术，但是处理速度相对较慢，且所需的竖直高度较大，因此一般倾向于使用离心原理分离油水，从而提高分离效率。

基于离心分离原理进行井下油水分离的旋流设备也有很多种，按照起旋方式可分为切向式和轴向式起旋两种。例如公开号为CN 201496054U，有杆抽油泵用旋流式油水分离器(应用于井下油水分离)，其采用双切向式入口形式起旋形成旋流场；公告号：CN 2118814U，一种井下油水分离器，其描述的是采用轴向安装的动态导流片旋转形成旋流场。由于在井下的作业空间有限，采用切向式入口起旋使旋流器径向结构较大而不利于在油井下安装，若将其应用在井下，使得旋流器整体尺寸缩小降低了旋流器的处理量，因此使用轴向式起旋是更好的选择。然而在井下，采用动态导流片起旋，使得设备复杂，维护麻烦。

发明内容

本发明的解决的技术问题是，针对以上油水旋流分离器在整体结构上的不紧凑或者在井下应用时动态起旋难维护的不足，提出一种新型井下油水分离器，其入口导流结构能够提高旋流场的对称稳定性、改进油水分离技术、提高井下油水分离器空间的利用率。

为了解决上述问题，本发明提供一种管道式导流片型油水分离器，包括：依次连接的进液管段、渐扩管段、旋流生成管段和除水管段，所述旋流生成管段包括旋流管道和固定倾斜安装在该旋流管道中的2片以上的导流片，当油水混合液流经所述导流片时，形成中心对称的旋流场，从而将油和水离心分离；所述除水管段包括除水管道，该除水管道具有油水输入口和输出口，在该除水管道上沿管的轴向方向开设有一组以上的除水孔。

优选地，上述油水分离器还具有以下特点：

所述导流片沿所述旋流管道的周向均布，并在所述旋流管道的轴向依次叠置。

优选地，上述油水分离器还具有以下特点：

所述导流片为半椭圆形，该导流片的长轴与所述旋流管道的横截面的夹角θ为：10°≤θ≤60°，所述导流片的短轴与所述旋流管道的横截面的夹角α为：0°≤α≤45°。

优选地，上述油水分离器还具有以下特点：

所述导流片为4片，所述导流片的长轴与所述旋流管道的横截面的夹角θ为45°，所述导流片的短轴与所述旋流管道的横截面的夹角α为0°。

优选地，上述油水分离器还具有以下特点：

所述除水孔的外圆周面与所述除水管道的内壁相切，所述除水孔的孔径d′为：d′≤bD-cαD，其中，所述b、c为常数，D为输出口处的直径，α为入口含油率。

优选地，上述油水分离器还具有以下特点：

所述b为0.25，所述c为0.8925。

优选地，上述油水分离器还具有以下特点：

所述进液管段上装有第一流量计；所述除水管道的外部还设置有圆筒，所述圆筒用于容纳从除水孔排出的液体；所述圆筒与一出水管段连接，所述出水管段上装有球阀和第二流量计，通过调节球阀控制从出水管段的出口分流掉的流量占进液管段流量的百分比。

为了解决上述问题，本发明提供一种管道式导流片型油水分离器的除水装置，包括：除水管道，该除水管道具有油水输入口和输出口，在该除水管道上沿管的轴向方向开设有一组以上的除水孔，所述除水孔的外圆周面与所述除水管道的内壁相切，且所述除水孔的孔径d′为：d′≤bD-cαD，其中，所述b、c为常数，D为输出口处的直径，α为入口含油率。

优选地，上述除水装置还具有以下特点：

所述b为0.25，所述c为0.8925。

优选地，上述除水装置还具有以下特点：

所述除水管道的管径从所述油水输入口至所述输出口逐渐减小。

本发明具有如下优点：