一種油、氣、水、雜質混合物的多相分離裝置的製作方法

2023-05-28 15:25:16

專利名稱：一種油、氣、水、雜質混合物的多相分離裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油、氣、水、雜質混合物的多相分離裝置，它主要用於油田鑽井中抽出的油、氣、水、雜質混合物的多相分離。
背景技術：
在已有技術中，中國專利ZL00262857. 0公布了一種油氣水三相分離器，它是一種 機械分離器。它的工作過程是混合物先通過旋流預脫氣器、碟型轉向器和布液消能器進 行預分離，該預分離過程採用了旋流重力射流和重力消能的工作方式，使高速旋轉下降液 體的動能轉化成壓能，並利用活性水強化水洗及氣體浮選作用得到氣、液預分離，預分離後 的油水混合液流經波紋板整流器，達到抑制液體短路流、溝流和渦流的作用，然後進入沉降 室，在沉降室中設有「人」字型斜板聚結器，可使進入沉降室的液體經過聚結器的淺池效應 縮短液滴沉降或氣泡浮升的距離而得到油、水的快速分層，分層後液體用U型管分離排出。 通過上述分離過程可以看出，它基本上沒有超出機械分離的範疇，在重力沉降下，只能分離 IOmm以上的滴液，分離的精度較低、水油分層浮選不清，造成了資源浪費，也汙染了環境。

實用新型內容本實用新型的目的針對已有技術中的不足，提供一種改進的油、氣、水、雜質混合 物的多相分離裝置，以提高分離精度。為實現上述目的，本實用新型的技術方案如下它具有一個臥式殼體，其改進之處是在所述的臥式殼體中從前端到尾端依次設 有折流板隔層、微濾集成膜隔層和超濾集成膜隔層，由所述的折流板隔層將臥式殼體的前 部隔成一個粗分離沉降腔，所述的折流板分離層和微濾集成膜隔層之間的空腔為第一過濾 布液腔，所述的微濾集成膜隔層與超濾集成膜隔層之間的空間為第二過濾布液腔，由超濾 集成膜隔層將臥式殼體的尾部隔成一個油水分離腔，在所述粗分離沉降腔中的上部設有一 個旋流分離器，混合物進口管與該旋流分離器的進液口相接，在所述粗分離沉降腔的腔底 部設有第一集汙槽，在所述的第一過濾布液腔的上端設有第一集氣包，在該第一過濾布液 腔的下端設有第二集汙槽，在所述的油水分離腔的上端設有第二集氣包，並且在該油水分 離腔上設有一個液位計和出油管及出水管，所述的第一集氣包和第二集氣包頂部的出氣管 通過排氣閥與出氣口相接。本實用新型進一步改進的技術方案如下所述的微濾集成膜隔層由一個殼體的徑面隔板和裝在該徑面隔板上的多個微濾 集成膜過濾芯構成。所述的超濾集成膜隔層由一個殼體的徑面隔板和裝在該徑面隔板上的多個超濾 集成膜過濾芯構成。通過上述技術方案可以看出，本實用新型將傳統的機械分離(旋流分離和折流板 層分離)和集成膜過濾分離有機的結合在一起，它先用機械分離進行氣、液、固的粗分離，再用集成膜過濾進行油、水細分離。其中粗分離分離出雜質(固相)和大部分氣體(氣相)， 細分離將混合液相油、水進行分離。由於採用了微濾和起濾集成膜的過濾分離，油、水分離 的效果和雜質分離的效果都達到較好的程度，即液相中雜質量的精度分離到0. 5μπι的精 度，油相中水的精度分離到< 0. 1 μ m的精度，這是普通純機械分離裝置難以達到的分離精 度。同時，集成膜過濾的採用還簡化了分離器的結構，使其結構簡單，節省了設備投資。

圖1、本實用新型的整體結構示意圖。圖2、旋流分離器的結構示意圖。圖3、微濾集成膜隔層和超濾集成膜集成膜隔層的結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，它具有一個臥式殼體1，在該臥式殼體中從前端到尾端依次設有折流板 隔層2、微濾集成膜隔層3和超濾集成膜隔層4，由所述的折流板隔層2將臥式殼體的前部 隔成一個沉降腔1-1，所述的折流板隔層3與微濾集成膜隔層之間的空腔為第一過濾布液 腔1-2，所述的微濾集成膜隔層3與超濾集成膜隔層4之間的空腔為第二過濾布液腔1-3， 由超濾集成膜隔層4將臥式殼體1的尾部隔成一個油水分離腔1-4。在所述沉降腔1-1內 的上部設有一個旋流分離器5，參見圖2，混合液進口管6與該旋流分離器的進液口 5-1相 接，該旋流分離器的結構與現有的旋風分離器相同。再參見圖1，在所述沉降腔的腔底部設 有第一集汙槽7。所述的折流板隔層2由多層帶孔眼的折流扳構成。參見圖3，所述的微濾 集成膜隔層3由一個外殼1的徑面隔板3-1和多個裝在該徑面隔板上的微濾集成膜過濾芯 3-2構成；所述的超濾集成膜隔層4也是由一個外殼1的徑面隔板4-1和多個裝在該徑面 隔板上的超濾集成膜過濾芯4-2構成。在所述的第一過濾布液腔1-2的上端設有第一集氣 包8，在集氣包中設有除汙絲網，進入集氣包的氣體通過除汙絲網的過濾排出。在該第一過 濾布液腔1-2的下端設有第二集汙管9，在油水分離腔1-4的上端設有第二集氣包10，並且 在該油水分離腔上設有一個液位計11和出油管12及出水管13，所述的第一集氣包8和第 二集氣包10頂部的出氣管14、15並接，並通過一個排氣閥門16與出氣口相接。本裝置的工作過程如下一、第一階段分離過程混合物進料由進口管6進入旋流分離器5，由於離心、慣性力作用，混合物進料中 的較大雜質(固相)靠重力下降到沉降腔1-1中，混合物進料中的液體(液相)在旋流分離 器5旋轉而下，從其的下口排出進入沉降腔，在旋轉而下的過程中混合物進料中的氣體(氣 相)上升。經過旋流分離後，混合物進料中的氣、液、固三相在沉降腔中分布成上、中、下三 層，下層的固相(雜質)下降到第一集汙槽7而排出，上、中兩層的氣相和液相在進口管混 合物進料的推動下向前(右)推進，進入折流板層2，在通過折流板層2過程中，混合物流中 的絕大部分氣體漂浮上升，從第一集氣包8處排走，液相利用其前進慣性力與其中雜質重 力方向垂直正交的作用，其中的雜質(固相)從折流板上的小孔下降，而液體繼續向前進入 到第一過濾布液腔，下降的雜質順流排到第二集汙槽9處而排出。通過該折流板的分離，進 入第一過濾布液腔1-3中的液體為油水混合物和極少量的氣體。這樣，就完成了第一階段的粗分離，即機械分離過程。二、第二階段分離過程經過第一階段粗分離後的混合液相繼續向前(右)推進，先通過微濾集成膜隔層3 而進入第二過濾布液腔1-3，再經過超濾集成膜隔層4而進入油水分離腔1-4。在這一過程 中，混合液相經過一次微濾集成膜的過濾和一次超濾集成膜的過濾，在這兩次過濾過程中， 混合液相中細小的油滴會集聚成大油滴而漂浮在油水分離腔1-4的上部，而混合液相中的 水會沉到油水分離腔1-4的下部，隨著分離液相在油水分離腔內停留時間的增長，液相中 溶解的微量氣體會浮動上升，並從第二集氣包10排走，因此，油水分離腔1-4的空間大小將 根據油水需要分離停留時間的需要來設計。進入油水分離腔中液體從液位計11上可以清 楚看出液層分為三層，其上層為油相，中間為油水混合物，下層為水相。這時，可以根據混合 物進料中油水的比例大小，適當調節出水管和出油管的流速就可以將油和水進行分離。完 成第二階段分離。上述的兩個集氣包8、10收集的氣體通過排氣閥16接入天然氣管網。
權利要求一種油、氣、水、雜質混合物的多相分離裝置，它具有一個臥式殼體(1)，其特徵是在所述的臥式殼體中從前端到尾端依次設有折流板隔層(2)、微濾集成膜隔層(3)和超濾集成膜隔層(4)，由所述的折流板隔層將臥式殼體的前部隔成一個粗分離沉降腔(1-1)，所述的折流板分離層和微濾集成膜隔層之間的空腔為第一過濾布液腔(1-2)，所述的微濾集成膜隔層與超濾集成膜隔層之間的空間為第二過濾布液腔(1-3)，由超濾集成膜隔層將臥式殼體的尾部隔成一個油水分離腔(1-4)，在所述粗分離沉降腔中的上部設有一個旋流分離器(5)，混合物進口管(6)與該旋流分離器(5)的進液口相接，在所述粗分離沉降腔(1-1)的腔底部設有第一集汙槽(7)，在所述的第一過濾布液腔(1-2)的上端設有第一集氣包(8)，在該第一過濾布液腔(1-2)的下端設有第二集汙槽(9)，在所述的油水分離腔(1-4)的上端設有第二集氣包(10)，並且在該油水分離腔(1-4)上設有一個液位計(11)和出油管(12)及出水管(13)，所述的第一集氣包和第二集氣包頂部的出氣管(14、15)通過排氣閥(16)與出氣口相接。
2.根據權利要求1所述的油、氣、水、雜質混合物的多相分離裝置，其特徵是所述的微 濾集成膜隔層(3)由一個殼體(1)的徑面隔板(3-1)和裝在該徑面隔板(3-1)上的多個微 濾集成膜過濾芯(3-2)構成。
3.根據權利要求1或2所述的油、氣、水、雜質混合物的多相分離裝置，其特徵是所述 的超濾集成膜隔層(4)由一個殼體(1)的徑面隔板(4-1)和裝在該徑面隔板上的多個超濾 集成膜過濾芯(4-2)構成。
專利摘要本實用新型是一種油、氣、水、雜質混合物的多相分離裝置。它具有一個臥式殼體1，在所述的臥式殼體中從前端到尾端依次設有折流板隔層2、微濾集成膜隔層3和超濾集成膜隔層4，並通過這些隔層將臥式殼體分隔成粗分離沉降腔1-1、第一過濾布液腔1-2、第二過濾布液腔1-3和油水分離腔1-4。本實用新型先用旋流分離和折流板分離的機械式分離進行氣、液、固的粗分離，再用集成膜過濾進行油、水細分離。由於本裝置採用了集成膜過濾分離，液相中雜質量的精度達到0.5μm的精度，油相中水的精度達到≤0.1μm的精度，這是普通純機械分離裝置難以達到的。同時，集成膜過濾的採用還簡化了分離器的結構，使其結構簡單，節省了設備投資。
文檔編號B01D17/028GK201572545SQ20092024580
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月16日 優先權日2009年12月16日
發明者黨紅娟, 康宏達, 張文效, 李麗, 李偉, 陳龍 申請人:陝西高芯超濾膜科技有限責任公司