本发明属于原油集输技术领域， 涉及一种油气分离装置， 尤其涉及一种 泡沬油自励搅拌螺旋分离装置。

背景技术

在原油集输计量系统， 特别是井口单井计量系统中， 常用油气分离系统 把油井开采出的气相和液相分离开， 分别计量原油中的液相数量、 气相数量， 液相含水率进而推算出产油量， 实现生产计量的目的， 支持油田信息化管理 和决策、 计量、 控制、 提高产油量提供依据和保障。 目前各种常用的管柱旋 流分离器相比传统的卧式分离器、 立式分离器由于体积小、 分离速度高、 分 离效果好被大量开发出来。

由于原油集输系统的流体参数为非稳态， 例如断塞流等瞬间大气量、 大 液量、 无流量等现象， 大幅度改变原油集输的瞬时流量， 导致决定旋流分离 效果的关键参数-射流线速度在过大的范围内� �动， 严重削弱旋流分离效果， 降低实际分离计量精度。

同时， 采用质量流量计的分离计量装置， 直接计量质量值， 计量误差小， 常被用来作为其他井口计量装置的校准设备， 需要移动， 仪表需要移动电源， 使用不方便。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题， 本发明提供了一种分离效果 显著、 使用方便的泡沬油自励搅拌螺旋分离装置。

本发明的技术解决方案是： 本发明提供了一种泡沬油自励搅拌螺旋分离 装置， 包括管状分离器本体， 其特殊之处在于： 所述泡沬油自励搅拌螺旋分 离装置还包括设置在分离器本体内部的搅拌装 置。

上述搅拌装置包括与分离器本体同轴的传动轴 以及设置在传动轴上的驱 动叶片和搅拌叶片； 所述驱动叶片靠近设置在分离器本体上射流口 附近； 所 述传动轴通过支撑架设置在分离器本体内部。

上述搅拌装置还包括速度超越离合器； 所述搅拌叶片通过速度超越离合 器与传动轴相连。

上述支撑架包括上支撑以及下支撑； 所述上支撑包括上支撑座、 向心推 力轴承以及上支撑臂； 所述上支撑臂与分离器本体相连； 所述传动轴的上端 伸入上支撑座中并通过向心推力轴承固定在支 撑臂上； 所述下支撑包括下支 撑孔以及下支撑臂； 所述传动轴的下端伸入下支撑孔中； 所述下支撑臂与分 离器本体相连。

上述驱动叶片是一片或多片， 所述驱动叶片是多片时， 所述多个驱动叶 片均勾分布在传动轴上。

上述搅拌叶片是一层或多层； 所述每层搅拌叶片的数量是一片或多片； 所述搅拌叶片是多片时， 所述多个搅拌叶片非均勾分布设置在传动轴上 。

上述泡沬油自励搅拌螺旋分离装置还包括设置 在分离器本体内部与搅拌 装置相连的供电装置。

上述供电装置包括发电机、隔离连接器以及对 UPS进行充电的充电装置; 所述发电机通过隔离连接器与对 UPS进行充电的充电装置连接； 所述发电机 设置在传动轴的上端部， 并由传动轴带动发电机发电。

上述泡沬油自励搅拌螺旋分离装置还包括设置 在传动轴上， 并在射流口 以上的收集伞。

本发明的优点是：

1、 分离效果显著。 本发明在现有油气分离器的基础上， 增加了伸入液相 内部的传动轴以及搅拌叶片和驱动叶片， 当油气混合物从射流口入射时， 首 先由于其线速度的作用推动驱动叶片， 并进一歩带动传动轴和搅拌叶片旋转， 在液面下的搅拌叶片通过对液相的搅动， 对分离器中混有气相的液相翻卷， 迫使液面以下的气相升至液面以上进行逃逸。 搅拌叶片加速没有分离出的气 相聚合、 粘接等进一歩分离， 特别是针对泡沬油等气液两相亲和的状态、 溶 解气等， 通过挤压、 破乳、 碎泡、 聚合， 加速难分离混合物分离。 吸收流体 动能通过旋风分离器带动同轴的截断螺旋， 翻卷旋流分离后的较高单一含量 流体， 促进夹带的需分出流体浮出主含量流体界面逸 出， 进一歩提高两相流 体分离精度， 改善了原油泡沬油及溶解性两相流体分离效果 。 同时搅拌叶片 可以通过速度超越离合器与传动轴连接， 避免流速过大时引起飞溅， 破坏已 有分离效果； 并截断过长旋流， 避免夹带， 因为旋流分离管内的旋流角速度 不仅与入射的线速度先关， 更重要的是随着所分离流体粘度变化， 处于不同 旋流半径的角速度不同， 中心部位的角速度急剧突变， 产生过长旋流。 驱动 叶片还起到过小流量下， 强制形成旋流分离的作用。 本发明改变了传统依靠 重力分离的方式， 使气液分离更加彻底， 效果非常显著。

2、 功能强大。 本发明在分离器的气相空间中， 还设置了与传动轴连接的 发电机， 在传动轴转动的过程中， 带动发电机进行发电， 可对其他井口计量 装置进行充电， 免去了外接电源， 在气液分离的基础上进一歩增强了其使用 功能， 使用方便。

3、 设有发电机对 UPS的充电装置， 当电压低于下限时不充电， 减少流速 较低时的能量吸收， 以免削弱旋流效果， 通过吸收高速时的能量， 进一歩稳 定射流线速度。

附图说明

图 1是本发明所提供的分离装置的结构示意图；

其中：

附图简要说明： 1-分离器； 2-出液口； 3-下支撑； 4-搅拌叶片； 5-液面； 6-驱动叶片； 7-传动轴； 8-射流口； 9-上支撑； 10-向心推力轴承； 11-发电机； 12-隔离连接器； 13-出气口； 14-收集伞。

具体实施方式

参见图 1， 本发明提供了一种泡沬油自励搅拌螺旋分离装 置， 包括管状分 离器本体， 该泡沬油自励搅拌螺旋分离装置还包括设置在 分离器本体内部的 搅拌装置。 无论何种搅拌装置， 其目的是带动分离器 1内部的液体进行翻卷， 带动液相中残留的气泡升至液面以上逸出。

搅拌装置包括与分离器本体同轴的传动轴 7以及设置在传动轴 7上的搅 拌叶片 4; 传动轴 7通过支撑架设置在分离器本体内部， 当气液混合物从设置 在分离器本体上的射流口进入时， 依靠射流线速度和重力的作用推动驱动叶 片 6及与其连接的传动轴 7进行旋转， 进而带动搅拌叶片 4工作， 实现对液 相的翻卷。

为了避免液面 5 内部的流速过大时引起飞溅， 破坏已有分离效果， 本发 明所采用的搅拌装置还包括速度超越离合器； 搅拌叶片通过速度超越离合器 与传动轴相连。

本发明所采用的支撑架包括上支撑 9以及下支撑 3 ;上支撑 9包括上支撑 座、 向心推力轴承 10以及上支撑臂； 上支撑臂与分离器本体相连； 传动轴 Ί 的上端伸入上支撑座中并通过向心推力轴承 10固定在支撑臂上； 下支撑 3包 括下支撑孔以及下支撑臂； 传动轴 7 的下端伸入下支撑孔中悬空设置； 下支 撑臂与分离器本体相连。

驱动叶片 6可以是一片或多片， 当驱动叶片 6是多片时， 多个驱动叶片 6 均勾分布在传动轴 7上。 搅拌叶片 4可以是一层或多层； 每层搅拌叶片 4的 数量是一片或多片； 当搅拌叶片 4是多片时， 多个搅拌叶片 4非均勾分布设 置在传动轴 7上。

作为本发明的另一个实施方式， 在上述基础上， 还增加了设置在分离器 本体内部与搅拌装置相连的供电装置， 供电装置包括发电机 11以及与发电机 11电性连接的隔离连接器 12; 发电机 11设置在传动轴 7的上端部。传动轴 Ί 在旋转时， 带动供电装置发电并给计量装置的电源进行充 电， 免去了外接电 源， 传动轴 7带动发电机 11发电。

在分离器 1内设置自励螺旋装置， 流体推动射流口 8的驱动叶片 6， 平抑 段塞流引起的线速度变化， 并吸收过大流量的能量。 一方面带动下部的一层 或多层搅拌叶片 4， 翻卷液相流体， 使液面以下的气相升至液面以上逸出， 同 时由于在搅拌叶片 4 的作用下， 液相内部的小气泡碰撞聚集呈大气泡从原油 中析出， 搅拌叶片 4加速没有分离出的气相聚合、 粘接等进一歩分离， 特别 是针对泡沬油等气液两相亲和的状态、 溶解气等， 通过挤压、 破乳、 碎泡、 聚合， 加速难分离混合物分离， 最终使得气相从设置在分离器 1 顶部的出气 口 13排出， 使得液相从设置在分离器 1底部的出液口 2排出。 另一方面， 传 动轴 7带动发电机 11发电， 产生电动势， 通过隔离连接器 12输出， 对 UPS 充电， 作为仪表在野外的显示电源等。 设有发电机对 UPS (不间断电源） 的 充电装置， 当电压低于下限时不充电， 减少流速较低时的能量吸收， 以免削 弱旋流效果； 通过吸收高速的时的能量， 进一歩稳定射流线速度。

驱动叶片 6的叶片的数量 3〜5个， 均勾分布； 搅拌叶片 4为一层或多层， 每层叶片的数量 1〜5片， 叶片可不均勾分布， 叶片方向可与驱动叶片 6的方 向相同或不同； 叶片的最上一层有可能处于液面 5 以上； 液面 5指包含一定 夹带气相的视在液面； 可以设置发电机 11对 UPS的充电装置， 当电压低于下 限时不充电， 减少流速较低时的能量吸收， 以免削弱旋流效果； 上支撑 9和 下支撑 3与分离器 1连接的支撑杆至少 3件； 上支撑 9采用向心推力轴承 10 支撑螺旋装置的重力。 搅拌叶片 4可以通过速度超越离合器与传动轴 Ί连接， 避免流速过大时引起飞溅， 破坏已有分离效果； 驱动叶片 6还起到过小流量 下， 强制形成旋流分离的作用。 传动轴 7上部设有收集伞 14， 进一歩提高分 离效果。