海陆两用油气水三相分离器的制作方法

本实用新型涉及一种分离器，特别涉及一种海陆两用油气水三相分离器，属于石油开采领域。

背景技术：

目前有成千上万的油井在陆地和海底开采石油，当石油被开采出来时，通过利用三相分离器，水和气体会从油中分离，并被收集，再次注入油藏中来维持其高生产力。传统的三相分离器大多都安装在陆地或者海上平台上，通常是体积很大、重量很沉的圆柱形设备。传统的三相分离器通常是重力分离器，混合物静置一段时间后，利用三种成分的不同密度的混合物分离。在实践中，密度较大的水相留在容器底部，而密度较小的油相在其上，混合物中含有的气体上升到两个液体层以上的区域。因此，除了尺寸之外，这些装置还具有分离效率很低的缺点。

有些改进的分离器利用连通、填料结构促进两种液体的初次分离，但这种结构具有局限性，例如，当混合物中存在固相时，很容易使结构堵塞，并且这种结构可能使得气体被截留在液相中，不能彻底被脱去。对于海洋油藏开采所需的海下多相分离器，由于开采时大量的液体和气体很容易造成段塞脉冲，使得其安装与管理的难度非常大，并且因为其潜在的崩塌性，对环境与经济也存在很大的风险。还有的分离系统加入了旋流分离器和静电聚结器来简化模块分离系统的控制，但这使得整个系统在维护和破损频率方面的可靠性大大降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单并且分离效率高的海陆两用油气水三相分离器，该三相分离器的尺寸较小，成本有效，使油、水、气混合物的分离不需要很长的等待时间或特殊的维护操作，尤其适用于但不仅限于在海床上使用，解决以上背景技术中提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种海陆两用油气水三相分离器，包括设有内腔的主体，主体上设有混合物入口、排气口、排水口和出油口，混合物入口方向沿主体外壁切向，排气口设于主体顶部，排水口设于主体底部，出油口设于混合物入口和排气口之间；主体内腔设有输送管和漏斗，输送管一端连接混合物入口，输送管另一端连接漏斗，输送管邻近漏斗处的管径大于输送管邻近混合物入口处的管径，输送管邻近漏斗的端部下方管壁上设有若干气孔，漏斗设于出油口和排气口之间，输送管伸入漏斗，输送管端部位于漏斗开口与漏斗出口之间，漏斗出口与输送管端部管壁之间设有缝隙；主体内腔在漏斗下方设有与主体同轴的导管，导管内径大于输送管外径，导管外径小于主体内径，导管与主体内壁之间形成环形间隙。通过上述三相分离器，使油水气混合物中的气体组分的初步分离在主体内腔的上部中进行，主体内腔的上部具有旋风式气液分离器典型的流动条件，在这里，气体被分离出来，油水混合物继续向下流动，分离出的气体组分从气孔处径向排出，然后从排气口处排气；初步分离后的油水两相通过漏斗与输送管端部管壁之间的缝隙向下流动至导管，随着液相缓缓下流，部分仍停留在液相中的气体不断地继续被分离出来，并且由于油水的密度差异导致油滴与水滴的流速存在差异，使油水两相能在导管中得到初步分离；传统的分离器在垂直方向上的分离一般都采用油水两相逆流，而在本实用新型的三相分离器中，采用油水两相同方向流动，利用其密度差异带来的速度差进行分离，分离后的水和油分别通过设于主体底部的排水口和设于主体上部的出油口排出。

作为优选，所述的混合物入口设有单向节流阀。单向节流阀在该三相分离器放置于海床或近海平面时能有效的减小甚至消除段塞流所带来的冲击，并且单向节流阀具有较为成熟的技术，安装成本较低。

作为优选，所述的输送管为三段式变径管，第三段输送管管径为第一段输送管管径的3~4倍，第二段输送管管径为第一段输送管管径的2~3倍，第一段输送管连接混合物入口。

作为优选，所述的气孔沿径向均匀环绕分布在输送管端部下方管壁上。

作为优选，所述的导管外径为主体外径的0.7~0.8倍。

作为优选，所述的导管上开设有均匀分布的若干狭缝。狭缝透过管壁，使混合物液体可以在一定的高度从导管内流出到环形间隙，保持流动的规律性，显著降低液体的流动速度，提高重力对混合物的有效分离。

作为优选，所述的导管下方设有斜板，斜板环绕输送管管壁，斜板中部高于斜板边缘，斜板上固定有若干回收导管，回收导管倾斜布置，回收导管一端与斜板相接，回收导管另一端与环形间隙相接。斜板起到两种作用，一是引流混合物到主体内壁上，二是能够收集相对于水逆流向上的油滴，通过回收导管使混合物中的油能够被收集并流入到环形空隙中。

作为优选，所述的主体内腔在混合物入口和排水口之间还设有用于油水分离的第二分离器，所述的第二分离器为聚结式分离器或重力式分离器。

作为优选，所述的主体内腔在混合物入口和排水口之间还设有中心管，所述的中心管管壁设有若干通孔。中心管结构简单，加工方便，可以使得水相在三相分离器的下部内腔中形成最佳的分布速度，并且能够维持其中的水在一定容量，明显降低水下降的速度，这促进了油水在该区域中通过重力进一步分离，提高了分离效率。

作为优选，所述的中心管外径为主体外径的1/5~1/3倍，中心管高度为主体外径的1~5倍。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的海陆两用油气水三相分离器，混合物入口处的单向节流阀能够减缓消除段塞流带来的冲击，能够更好的适用于海床以及海上平台；本实用新型内部结构能减缓液体的流动速度，有效提高重力带来的液体分离效果；本实用新型结构紧凑，体积较小，放置所需空间比传统分离器要明显减小，可以被放置于距井口较近位置，井口压力较高，不仅可以提高分离效率，还能够减少输送成本；本实用新型结构简单，可以根据环境需要采用不同的主体形状。

附图说明

图1是实施例1的主视结构示意图；

图2是实施例2的主视结构示意图。

图中：1、主体，2、输送管，3、漏斗，4、导管，5、斜板，6、第二分离器，7、中心管，10、内腔，11、混合物入口，12、排气口，13、排水口，14、出油口，15、单向节流阀，21、气孔，31、缝隙，41、环形间隙，42、狭缝，51、回收导管，71、通孔。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。

实施例1：

如图1所示的一种海陆两用油气水三相分离器，包括设有内腔10的主体1，主体为竖直放置的圆柱形罐体，主体上设有混合物入口11、排气口12、排水口13和出油口14，混合物入口方向沿主体外壁切向，排气口设于主体顶部，排水口设于主体底部，出油口设于混合物入口和排气口之间。混合物入口设有单向节流阀15。单向节流阀在该三相分离器放置于海床或近海平面时能有效的减小甚至消除段塞流所带来的冲击，并且单向节流阀具有较为成熟的技术，安装成本较低。

主体内腔设有输送管2和漏斗3，输送管一端连接混合物入口，输送管另一端连接漏斗，输送管邻近漏斗处的管径大于输送管邻近混合物入口处的管径，输送管邻近漏斗的端部下方管壁上设有若干气孔21，气孔沿径向均匀环绕分布在输送管端部下方管壁上。输送管为三段式变径管，第三段输送管管径为第一段输送管管径的4倍，第二段输送管管径为第一段输送管管径的3倍，第一段输送管连接混合物入口。

漏斗设于出油口和排气口之间，输送管伸入漏斗，输送管端部位于漏斗开口与漏斗出口之间，漏斗出口与输送管端部管壁之间设有缝隙31。

主体内腔在漏斗下方设有与主体同轴的导管4，导管内径大于输送管外径，导管外径小于主体内径，导管外径为主体外径的0.8倍，导管与主体内壁之间形成环形间隙41。导管上开设有均匀分布的若干狭缝42。每个狭缝宽度为1.5cm，狭缝高度为4.5cm。狭缝透过管壁，使混合物液体可以在一定的高度从导管内流出到环形间隙，保持流动的规律性，显著降低液体的流动速度，提高重力对混合物的有效分离。

导管下方设有斜板5，斜板环绕输送管管壁，斜板中部高于斜板边缘，斜板上固定有若干回收导管51，回收导管倾斜布置，回收导管一端与斜板相接，回收导管另一端与环形间隙相接。斜板起到两种作用，一是引流混合物到主体内壁上，二是能够收集相对于水逆流向上的油滴，通过回收导管使混合物中的油能够被收集并流入到环形空隙中。

主体内腔在混合物入口和排水口之间还设有用于油水分离的第二分离器6，第二分离器为聚结式分离器。

通过上述三相分离器，使油水气混合物中的气体组分的初步分离在主体内腔的上部中进行，主体内腔的上部具有旋风式气液分离器典型的流动条件，在这里，气体被分离出来，油水混合物继续向下流动，分离出的气体组分从气孔处径向排出，然后从排气口处排气；初步分离后的油水两相通过漏斗与输送管端部管壁之间的缝隙向下流动至导管，随着液相缓缓下流，部分仍停留在液相中的气体不断地继续被分离出来，并且由于油水的密度差异导致油滴与水滴的流速存在差异，使油水两相能在导管中得到初步分离；传统的分离器在垂直方向上的分离一般都采用油水两相逆流，而在本实用新型的三相分离器中，采用油水两相同方向流动，利用其密度差异带来的速度差进行分离，分离后的水和油分别通过设于主体底部的排水口和设于主体上部的出油口排出。

实施例2：

如图2所示的一种海陆两用油气水三相分离器，结构同实施例1，不同之处在于：

主体内腔在混合物入口和排水口之间不设置第二分离器，而是设置中心管7，中心管管壁设有若干通孔71。中心管外径为主体外径的1/3倍，中心管高度为主体外径的3倍。中心管结构简单，加工方便，可以使得水相在三相分离器的下部内腔中形成最佳的分布速度，并且能够维持其中的水在一定容量，明显降低水下降的速度，这促进了油水在该区域中通过重力进一步分离，提高了分离效率。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。