申请日2020.11.26
公开（公告）日2021.04.02
IPC分类号B04C5/04; B04C5/081; B04C5/12; C02F1/00; C02F1/38; C02F1/40; C02F101/32; C02F103/10
摘要
一种低含油污水脱油除砂旋流净化装置。主要解决含砂油田采出液难以被高效分离的问题。所述装置具有旋流分离腔、旋流分离腔上盖、切向入口盘、入口盘、螺旋流道、中间油水分离器、油砂旋流分离器锥形桶以及油砂旋流分离器圆柱桶；油砂旋流分离器圆柱桶，整体呈圆柱状，上端与旋流分离器锥形桶进行螺纹连接，下端与旋流分离腔进行螺栓连接；油砂旋流分离腔上盖、切向入口盘、入口盘与旋流分离腔用螺栓固定，螺旋流道插在中间油水分离器内，顶端插在旋流分离腔上盖轴心处的圆孔中。本装置将含油浓度较低的含砂油田采出液中的油分离出来，提高了油田采出液的分离效率，增强了油水分离系统的可行性和适用性。
权利要求书
1.一种低含油污水脱油除砂旋流净化装置，具有旋流分离腔（1）、旋流分离腔上盖（4）、切向入口盘（5）、入口盘（6）、螺旋流道（7）、中间油水分离器（8）、油砂旋流分离器锥形桶（9）以及油砂旋流分离器圆柱桶（10），其特征在于：
所述旋流分离腔（1）整体呈圆柱状，上下各有法兰，下部设有含沙底流出口，所述含沙底流出口亦呈圆柱状，并设有法兰；
所述旋流分离腔上盖（4），整体呈圆盘状，下方有一凸台可用于与切向入口盘（5）固定；所述旋流分离腔上盖的中心处开有一圆孔，用于轴向固定螺旋流道（7）；所述含沙底流出口四周开设4个圆孔，用于与切向入口盘（5）固定；
所述切向入口盘（5）整体呈圆环状，上部有一凹槽用于实现与所述旋流分离腔上盖之间的固定；所述凹槽四周有4个圆孔，用于与所述切向入口盘进行螺栓连接；所述切向入口盘两侧开有两个切向入口，所述两个切向入口安装时与入口盘（6）的两个油砂入口（2）对齐，使来液由切向入口进入到旋流分离腔内；
所述入口盘（6）中部呈圆环状，两侧有两个圆柱状的油砂入口（2），中部开有一个凹槽用于固定切向入口盘（5），下端与旋流分离腔的法兰进行螺栓连接；
所述螺旋流道（7）整体呈管状，下段设有5条流道，用于将来液进行加速增压；螺旋流道（7）轴向为中空结构，是中间油水分离器的溢流出口；
所述中间油水分离器（8），上部呈圆柱状，下部呈锥状，上部设有滤砂孔（12），螺旋流道（7）固定在中间油水分离器圆柱段轴心处，螺旋流道的5条流道在滤砂孔（12）的下方，下部锥段为油水分离腔，底部（13）为油水分离器底流出口；所述中间油水分离器在油砂旋流分离器锥形桶（9）和油砂旋流分离器圆柱桶（10）内，与旋流分离腔（1）具有相同的轴线；
所述油砂旋流分离器锥形桶（9），整体呈圆锥状，上部有一凸台圆管套入中间油水分离器，下部与油砂旋流分离器圆柱桶（10）进行螺纹连接；
所述油砂旋流分离器圆柱桶（10），整体呈圆柱状，上端与旋流分离器锥形桶进行螺纹连接，下端与旋流分离腔（1）进行螺栓连接；
油砂旋流分离腔上盖（4）、切向入口盘（5）、入口盘（6）与旋流分离腔（1）用螺栓固定，螺旋流道（7）插在中间油水分离器（8）内，顶端插在旋流分离腔上盖（4）轴心处的圆孔中。
说明书
一种低含油污水脱油除砂旋流净化装置
技术领域
本发明涉及一种应用于石油、化工等领域中针对含砂油田采出液及污水的进行分离和处理的装置。
背景技术
目前水力旋流器因其具有适应性强、结构简单、体积小便于装卸、分离高效灵活、工艺简单及运行连续等优点，已广泛应用于石油、化工、冶金、环保、电力、水处理等多重领域。水力旋流器的原理是将混合来液以巨大的压力由切向入口注入旋流器的内腔中，随即绕轴线进行高速旋转，产生很大的离心力，混合液中密度不同的相由于受到的离心力不同，所以它们在旋流器中的运转速度、加速度及方向也各不相同，重质相受的离心力大，被抛向旋流器的内壁，按螺旋线轨迹下旋到底部，从底流口流出。轻质相受的离心力小，被带到中心，在锥形内腔中心形成内旋流向上运动，作为溢流从溢流管排出。但是现有的这些水力旋流器在处理含砂的油田采出液时，却效率较低，原因在于：由于这些采出液中含有砂石和较低浓度的油，砂石较多就很容易造成旋流器堵塞，无法将油分离出来，从而影响旋流器的分离效率。
发明内容
为了解决背景技术中所提出的现有技术问题，本发明提出了一种低含油污水脱油除砂旋流净化装置，可将含砂油田采出液中的砂先分离出来，再进行油水分离，从而将含沙油田采出液中低浓度的油分离出来，进一步提高采出液的分离本专效率。
本发明是在原有旋流器的基础上进行的改进，含砂油田采出液进入本装置后，先在油砂旋流分离腔进行油砂分离，由于砂的密度较大，所以砂会从底流流出，油水混合物会沿滤砂孔进入中间旋流分离器，然后进行油水分离，从而使含砂油田采出液的油从溢流流出
本发明的技术方案是：本装置具有油砂旋流分离腔1、油砂旋流分离腔上盖4、切向入口盘5、入口盘6、螺旋流道7、中间油水分离器8、油砂旋流分离器锥形桶9、油砂旋流分离器圆柱桶10等组成。
所述旋流分离腔1整体呈圆柱状，上下各有法兰，下部设有含沙底流出口，该出口也呈圆柱状，出口处设有法兰。
所述旋流分离腔上盖4，整体呈圆盘状，下方有一凸台可用于与切向入口盘5固定，该旋流分离腔上盖的中心处开有一圆孔，可用于轴向固定螺旋流道7，四周开设4个圆孔，用于与切向入口盘5固定。
所述切向入口盘5整体呈圆环状，上部有一凹槽与旋流分离腔上盖进行固定，凹槽四周有4个圆孔，用于与切向入口盘进行螺栓连接，切向入口盘两侧开有两个切向入口，该入口安装时与入口盘6的两个油砂入口2对齐，使来液由切向入口进入到旋流分离腔内。
所述入口盘6中部呈圆环状，两侧有两个圆柱状的油砂入口2，中部开有一个凹槽用于固定切向入口盘5，下端与旋流分离腔的法兰进行螺栓连接。
所述螺旋流道7整体呈管状，下段设有5条流道，可将来液进行加速增压，轴向为中空结构，为中间油水分离器的溢流出口。
所述中间油水分离器8，上部呈圆柱状，下部呈锥状，上部设有滤砂孔12，螺旋流道7固定在中间油水分离器圆柱段轴心处，螺旋流道的5条流道在滤砂孔12的下方，下部锥段为油水分离腔，底部13为油水分离器底流出口。该中间油水分离器在油砂旋流分离器锥形桶9、油砂旋流分离器圆柱桶10内，旋流分离腔1的轴心处。
所述油砂旋流分离器锥形桶9，整体呈圆锥状，上部有一凸台圆管套入中间油水分离器，下部与油砂旋流分离器圆柱桶10进行螺纹连接。
所述油砂旋流分离器圆柱桶10，整体呈圆柱状，上端与旋流分离器锥形桶进行螺纹连接，下端与旋流分离腔1进行螺栓连接。
油砂旋流分离腔上盖4、切向入口盘5、入口盘6与旋流分离腔1用螺栓固定，螺旋流道7插在中间油水分离器8内，顶端插在旋流分离腔上盖4轴心处的圆孔中，中间油水分离器8、油砂旋流分离器锥形桶9用螺纹连接，与旋流分离腔1轴心重合。
本发明具有如下有益效果：对于大多数的油田采出液和油田污水，可用传统水力旋流器进行油水分离，而对于一部分含砂的油田采出液，该采出液中也有较低浓度的油，传统水力旋流器对该油田采出液分离效率低，且容易造成堵塞，针对这一现象本专利提出进行两次分离的旋流分离装置，第一次是将液体与砂进行分离，密度大的砂石和杂质按螺旋线先从油砂旋流分离腔的底流流出，密度小的轻质经过滤砂孔进入中间旋流分离器进行油水分离，从而将含砂油田采出液中低浓度的油分离出来，进一步提高了采出液的分离效率。
下面进行详细说明：
首先，本发明提出的新型脱油除砂净化装置在结构上具有创新性，丰富了旋流器结构的内容，具有较重要的理论意义。
其次，本发明提出的在油砂旋流分离腔内先将砂分离，再进行油水分离的设计方法保证了旋流器内各相不同介质的有序分离，具有较强的创新性和实用性。
再次，中间油水分离器上设置了多个滤砂孔的设计方法，丰富了旋流器结构的设计方法，为除砂旋流器提供了一条新的设计思路。
最后，中间油水分离器插入到油砂旋流分离腔的设计方法，对已除砂的油田采出液进行了二次分离，提高了旋流器的分离效率。
综上所述，本发明提出的低含油污水高效脱油除砂净化装置结构新颖，创新性强，可实现先将含砂油田采出液的砂分离出来后，再将采出液中低浓度的油分离出来，为除砂旋流器在结构设计上提供了一种新的设计思路，提高了含砂油田采出液的回收效率。
（发明人：李枫;赵立新;刘彩玉;高金明;郑九洲;李金煜）
