一種礦場稠油管道減阻用水環發生裝置的製作方法
2023-06-14 05:51:06 1
專利名稱：一種礦場稠油管道減阻用水環發生裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於稠油管道輸送節能減阻領域，具體涉及一種礦場稠油管道減阻用水環發生裝置。
背景技術：
油田採出的稠油都含有一定數量的石蠟、浙青或膠質等有機化合物成分，這些成分在運輸過程中由於溫度和壓力的變化會不斷地析出，阻礙稠油的流動。特別是高凝、高粘稠油，礦場管道輸送過程中需要預防其凝固、結蠟引發的管道堵塞。為達到減阻運輸的目的，就必須改善管道中稠油的流動性。目前一般通過降低稠油粘度來增加其流動性，主要採用兩種方法1.加熱方法，通過提高稠油運輸溫度來降低稠油粘度，從而減少運輸過程中的摩擦阻力，但加熱方法耗能較高(有的油田運輸溫度高達110°c )，經濟投入大，而且當管線溫度降至環境溫度時常發生凝管事故；2.添加化學藥劑的方法，通過添加一些化學藥劑(如降粘劑)來改變稠油表面活性或潤溼性以減少稠油運輸過程中的阻力，但是對於不同性質的稠油常常需要不同的化學配方，藥劑的配置也會浪費一定的人力物力，且化學處理劑一般呈酸性，會加速管道的腐蝕，若處理後的藥劑無法回收，還會造成一定程度的環境汙染。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術缺點，提供一種礦場稠油管道減阻用水環發生裝置，摒棄了傳統以降粘為基礎的稠油運輸減阻方法，避免了加熱或添加化學藥劑方法所造成的大量資源消耗、管道腐蝕和環境汙染等問題。礦場稠油管道減阻用水環發生裝置，包括外部套管、圓環形流道入口封頭、切向入水管、中心輸油管。外部套管和中心輸油管進出口直徑均不相等，入口直徑均大於出口直徑，中部存在漸縮段，外部套管入口直徑比中心輸油管入口直徑大，兩管同軸平行放置，在兩管之間形成一圓環形流道，圓環形流道徑向寬度沿程不變，流道入口由圓環形流道入口封頭封堵。外部套管鄰近封頭處連接有一與外部套管管軸夾角Θ為50° 70°的切向入水管。切向入水管內徑與圓環形流道徑向寬度相等，其入口設置外螺紋，用於連接礦場供水設備向圓環形流道引入高速水流。中心輸油管入口設置內螺紋，用於連接上遊礦場稠油管道，外部套管出口設置外螺紋，用於連接下遊礦場稠油管道。中心輸油管入口直徑與外部套管出口直徑相等。中心輸油管總長度比外部套管總長度短，圓環形流道在外部套管出口上遊消失。本實用新型可達到的效果是，通過本裝置引入高速水流在裝置內壁形成水環並在下遊稠油管道中保持一段有效距離，以達到減阻運輸的目的。水環形成後可產生三種效果水環緊貼管壁，避免了稠油與管壁的直接接觸，相比滿管稠油流動降低了運動阻力；水環可作為稠油運輸載體，水流動能不斷傳遞給稠油，帶動稠油運移；水環中水流的旋轉推進增強了稠油擾動，減小了稠油凝固、結蠟的可能。
圖I是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型入口俯視平面結構示意圖。圖3是本實用新型A-A剖面階梯剖示圖。其中1.外部套管、2.圓環形流道入口封頭、3.切向入水管、4.中心輸油管。
具體實施方式
礦場稠油管道減阻用水環發生裝置，包括外部套管I、圓環形流道入口封頭2、切向入水管3、中心輸油管4。外部套管I和中心輸油管4進出口直徑均不相等，入口直徑均大於出口直徑，中部存在漸縮段(如圖I)。中心輸油管4入口設置內螺紋，用於連接上遊礦場稠油管道；外部套管I出口設置外螺紋，用於連接下遊礦場稠油管道。中心輸油管4入口直徑與外部套管I出口直徑相等，可安裝於礦場稠油管道任意位置。外部套管I入口直徑比中心輸油管4入口直徑大，兩管同軸平行放置，在兩管之間形成一圓環形流道，圓環形流道徑向寬度沿程不變，流道入口由圓環形流道入口封頭2封堵。外部套管I鄰近封頭處連接有一與外部套管I管軸呈Θ角的切向入水管3 (如圖3)，切向入水管3內徑與圓環形流道徑向寬度相等(如圖2，圖3)，切向入水管3入口設置外螺紋，用於連接礦場供水設備向圓環形流道引入高速水流。中心輸油管4總長度比外部套管I總長度短，圓環形流道在外部套管I出口上遊消失。一般礦場稠油運輸管線長度較短，本裝置產生的水環效應可以實現良好的減阻效果。由於外部套管I出口直徑與中心輸油管4入口直徑相等，且中心輸油管4入口設置內螺紋，外部套管I出口設置外螺紋，裝置兩端可以自由安裝在礦場稠油管道的任意位置。切向入水管3上設置外螺紋，可用於連接礦場供水設備向圓環形流道引入高速水流。切向入水管3內徑和圓環形流道寬度相等，水流入射方向與稠油流入方向成50° 70°夾角，高速水流切向射入水環通道，緊貼外部套管I內壁形成旋轉水流，並以一定速度向下遊推進，旋轉水流緊貼外部套管I內壁形成水環，且在一定距離內水環會在管壁上形成一定厚度的動態水層。由於中心輸油管4總長度比外部套管I總長度短，圓環形流道在外部套管I出口上遊消失，裝置出口處油水界面已經接觸，但由於動態水層的存在，稠油不會直接與管壁接觸，相比滿管稠油流動降低了運動阻力，且水流動能不斷傳遞給稠油，帶動了稠油的運移。同時水環旋流對管壁產生一定的衝洗作用，抑制了管壁處的結垢，而且旋轉推進的水流增強了稠油擾動，減小了稠油凝固、結蠟的可能。
權利要求1.一種礦場稠油管道減阻用水環發生裝置，包括外部套管(I)、圓環形流道入口封頭(2)、切向入水管(3)、中心輸油管(4);外部套管(I)和中心輸油管(4)進出口直徑均不相等，入口直徑均大於出口直徑，中部存在漸縮段；外部套管(I)入口直徑比中心輸油管(4)入口直徑大，兩管同軸平行放置，在兩管之間形成一圓環形流道，圓環形流道徑向寬度沿程不變，流道入口由圓環形流道入口封頭(2)封堵；外部套管(I)鄰近封頭處連接有一與外部套管(I)管軸呈9角的切向入水管(3)，切向入水管(3)內徑與圓環形流道徑向寬度相等，切向入水管(3)入口設置外螺紋，用於連接礦場供水設備向圓環形流道引入高速水流；中心輸油管(4)入口設置內螺紋，用於連接上遊礦場稠油管道；外部套管(I)出口設置外螺紋，用於連接下遊礦場稠油管道；中心輸油管(4)入口直徑與外部套管(I)出口直徑相等；中心輸油管(4)總長度比外部套管(I)總長度短，圓環形流道在外部套管(I)出口上遊消失。
2.根據權利要求I所述的一種礦場稠油管道減阻用水環發生裝置，其特徵在於外部套管(I)與切向入水管(3)管軸夾角0為50° 70°。
專利摘要本實用新型公開了一種礦場稠油管道減阻用水環發生裝置，包括外部套管、圓環形流道入口封頭、切向入水管、中心輸油管。高速水流由礦場供水設備通過切向入水管引入外部套管與中心輸油管形成的圓環形流道，並形成旋流緊貼外部套管內壁向下遊流動，稠油從中心輸油管流入，在裝置末端油水界面接觸，然而旋轉水流緊貼管壁形成水環，避免了稠油與管壁的直接接觸，相比滿管稠油流動降低了運動阻力，且水流動能不斷傳遞給稠油，帶動稠油運移，同時旋轉推進的水流增強了稠油擾動，減小了稠油凝固、結蠟的可能。相比傳統的加熱或添加化學藥劑降粘方法，本實用新型可以節能降耗，節約運輸成本，減少環境汙染。
文檔編號F17D1/20GK202546272SQ20122018295
公開日2012年11月21日 申請日期2012年4月27日 優先權日2012年4月27日
發明者馮光, 張文麗, 戚興, 敬加強, 朱紅鈞, 楊曉露, 王其軍, 鄒大鵬 申請人:西南石油大學