技术领域
[0001] 本实用新型涉及
流体分离领域，尤其涉及一种适用于石油、化工工业中进行油
水分离的液液分离装置。
背景技术
[0002] 石油，地质勘探的主要对象之一，是一种粘稠的、深褐色液体，被称为“工业的血液”。石油既是工业生产所使用的主要
燃料，也是许多化学工业产品如
溶剂、化肥、
杀虫剂和塑料等的原料。但在石油化工整个产业链中，无时无刻不在产生着浓度各异的含油污水，出于保护环境，节约资源等方面考虑，必须对其进行处理，因此衍生了各种油水分离技术。九十年代后，随着油田不断开采，我国东部大部分油田都开始进入中、高含水开采期，油田采出液当中的水量大幅增长，可以达到80％甚至90％以上。因此，不管是海上油田还是陆上油田的生产过程中，都会产生大量的油水混合物，油水分离工艺占据了很重要的地位。基于
重力分离的传统脱
水处理设施普遍存在效率低、占地面积大、
停留时间长等不足，难以应对中后期含水率上升的局面。旋流分离作为一种超重力分离技术，因具有结构简单、占地少、分离效率高等优点得到了广泛应用，尤其是对于甲板空间和承载能力有限的海洋石油开采平台，迫切需要紧凑、高效的分离设备来减少平台的占用面积、减轻上部荷重，而未来水下生产系统的推广实施更是使得紧凑高效型设备成为必然选择。
[0003]
水力旋流器是利用旋转流场进行油水分离的典型设备，但传统切向入口水力旋流器要求入口压力较高、最小分割粒径较大、
单体处理能力较低、流量
波动适应能力较差等不足，限制了该类设备的进一步推广使用。在内联、紧凑理念的引领下，为了克服常规切向入口水力旋流器结构上的固有
缺陷，国内外研究人员尝试从设计理念上进行突破。如
专利CN102728487B公布了一种变截面多
叶片导流式内锥型轴向水力旋流器；专利CN2882798公布了一种轴流式高效水力旋流器；专利CN102626561A公布了一种管道式导流片型油水分离器。但以上专利的方案都以常规切向入口静态水力旋流器为蓝本，存在单体处理量小的缺点。实用新型内容
[0004] 基于
现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种液液分离装置，能高效实现油水分离，保证单体处理量。
[0005] 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] 本实用新型实施方式提供一种液液分离装置，包括：
[0007] 导入管、
翼型导流旋流器、分离管、顶流式出水口、出油管；
[0008] 所述导入管、翼型导流旋流器、分离管和出水口顺次连接为整体管状结构；
[0009] 所述翼型导流旋流器设有多个翼型导流叶片；
[0010] 所述出油管的入口穿过所述翼型导流旋流器设在所述分离管内，该出油管的入口处于所述所述翼型导流旋流器的叶片载体的中心线处，该出油管的出口设于所述导入管的外部；
[0011] 所述顶流式出水口上设有顶流锥，该顶流锥朝向所述分离管内，与所述出油管的入口相对。
[0012] 由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型
实施例提供的液液分离装置，其有益效果为：
[0013] 通过设置顺次连接为整体管状结构的导入管、翼型导流旋流器、分离管和顶流式出水口，能实现离心分离，分离中由于顶流式出水口上设有顶流锥，能保护分离后的油核避免油水再次混合，能达到高效分离；使用时，该分离装置可方便的连接到管道中，易于安装且操作方便，减少了一次性建设投资和运行成本；该分离装置结构紧凑、性能高效，能克服现有分离器体积庞大、压降过大的缺点；由于采用设有多个翼型导流叶片的翼型导流旋流器，利用翼型导流叶片产生旋转流场，使得入口压力和运行压力远小于常规切向入口水力旋流器，从而使处理能力远大于常规切向入口水力旋流器，能够有效降低阻力损失，提高处理量，根据
计算流体动力学CFD数值模拟实验的结果，该液液分离装置的处理量可达45m3/h；由于整体为管状结构，易于实现多个分离装置并联撬装运行，在相同的处理要求和处理量下，该分离装置的结构尺寸小于常规切向入口水力旋流器。
附图说明
[0014] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0015] 图1为本实用新型实施例提供的液液分离装置的剖视结构示意图；
[0016] 图2为本实用新型实施例提供的液液分离装置的顶流锥及固定架的剖视结构示意图；
[0017] 图3为本实用新型实施例提供的液液分离装置的翼型导流旋流器内部的结构示意图；
[0018] 图4为本实用新型实施例提供的液液分离装置的翼型导流旋流器的翼型叶片的示意图；
[0019] 图中各标记为：1-导入管；2-出油管；3-翼型导流旋流器；31-翼型导流叶片；32-叶片载体；33-外管；34-叶片载体的头部；35-叶片载体的尾部；4-顶流锥；5-顶流式出水口；51-排水孔；52-固定架；6-分离管；7-导入区；8-起旋区；9-分离区。
具体实施方式
[0020] 下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
[0021] 如图1所示，本实用新型实施例提供一种液液分离装置，可作为液液的管道分离器，用于油水混合物的油水分离，包括：
[0022] 导入管1、翼型导流旋流器3、分离管6、顶流式出水口5和出油管2；
[0023] 所述导入管1、翼型导流旋流器3、分离管6和顶流式出水口5顺次连接为整体管状结构；
[0024] 所述翼型导流旋流器3设有多个翼型导流叶片31；
[0025] 所述出油管2的入口穿过所述翼型导流旋流器3设在所述分离管6内，该出油管2的入口处于所述所述翼型导流旋流器3的叶片载体的中心线处，该出油管2的出口设于所述导入管1的外部；
[0026] 所述顶流式出水口5上设有顶流锥4，该顶流锥4朝向所述分离管6内，与所述出油管2的入口相对。
[0027] 上述分离装置中，导入管1、翼型导流旋流器3、分离管6和顶流式出水口5顺次连接为整体管状结构为：
[0028] 所述导入管1、翼型导流旋流器3、分离管6和顶流式出水口5顺次通过
焊接或
法兰连接为整体管状结构。
[0029] 如图3所示，所述翼型导流旋流器3包括：所述翼型导流旋流器3包括：叶片载体32、多个翼型导流叶片31和外管33；
[0030] 所述多个翼型导流叶片31均匀分布固定设在所述叶片载体32外表面，形成多个旋流通道；
[0031] 所述外管33套设在所述叶片载体上的多个翼型导流叶片31外面，该外管33与各翼型导流叶片31为紧密配合；
[0032] 所述叶片载体32为圆筒形结构，该叶片载体32内为穿设所述出油管2的中空结构，所述中空结构与所述出油管2紧密配合，处于所述翼型导流旋流器3头部的进液端的所述叶片载体为圆弧形，处于所述翼型导流旋流器3尾部的出液端的所述弧形叶片载体为圆锥形。即连接导入管一侧的叶片载体为圆弧形，也能减小进液阻力，更便于所分离液体进入翼型导流旋流器，能提升进液效率，连接分离管一侧的叶片载体为锥形，便于使出液形成强力旋流，提升分离效率。
[0033] 这种结构的翼型导流旋流器3中，叶片载体32和外管33均为柱形结构，叶片载体32和外管33之间的上游空间安装多个翼型导流叶片31，能使流经的
混合液产生切向速度分量，进而在下游空间形成稳定的旋转流动。由于利用翼型导流叶片产生旋转流场，使得入口压力和运行压力远小于常规切向入口水力旋流器，从而使处理能力远大于常规切向入口水力旋流器，能够有效降低阻力损失，提高处理量。
[0034] 如图4所示，上述分离装置中，翼型导流旋流器表面设置的多个导流叶片均采用翼型导流叶片。能实现更好的旋流，提升后续分离效率。
[0035] 上述分离装置中，顶流式出水口5上设有固定架52，所述顶流锥4固定设在所述固定架52的中心部位，所述顶流锥4四周的所述固定架42上设有多个排水孔51。
[0036] 上述分离装置中，导入管1的入口端设有法兰；导入管1通过设置法兰，方便连接来液管；
[0037] 所述顶流式出水口5的外侧设有法兰，顶流式出水口5通过设置法兰方便连接下游管路。优选的，顶流式出水口5外侧的法兰可设在固定架52的外侧上面。
[0038] 优选的，上述，设在顶流式出水口5上的顶流锥4与固定架51可采用法兰连接。
[0039] 实际工作时，待处理液从轴向入口经导入管1进入分离器内部，流经翼型导流旋流器3时在翼型导流叶片的作用下获得旋转动量，
加速后产生稳定的旋转流动；在
离心力的作用下，进入分离管6的油水混合液发生分层，重质水相被甩至外层管壁并向顶流式出水口5流动，轻质油相汇集至中心形成的油核
接触到顶流锥4后逆流进入出油管2排出。
[0040] 本实用新型的分离这种，由于采用设有多个翼型导流叶片的翼型导流旋流器，利用翼型导流叶片产生旋转流场，使得入口压力和运行压力远小于常规切向入口水力旋流器，从而使处理能力远大于常规切向入口水力旋流器，能够有效降低阻力损失，提高处理量，根据计算流体动力学CFD数值模拟实验的结果，该液液分离装置的处理量可达45m3/h；整体设备采用管式结构，易于实现多管并联撬装运行，在相同的处理要求和处理量下，设备结构尺寸小于常规切向入口水力旋流器；该分离装置在管式结构中实现了离心分离，结构紧凑、性能高效，克服了现有分离器体积庞大、压降过大的缺点，工作时可用法兰直接连接到管道中，易于安装且操作方便，减少了一次性建设投资和运行成本。可方便用于海上平台、深水作业等环境复杂、空间和承重受限的场合；在油水分离过程中可通过顶流锥保护分离后的油核避免油水再次混合，以达到高效分离的目的。
[0041] 下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。
[0042] 如图1所示，本实用新型实施例提供的液液分离装置，包括：导入管1、出油管2、翼型导流旋流器3、顶流锥4、顶流式出水口5和分离管6；
[0043] 其中，导入管1、翼型导流旋流器3、顶流锥4和顶流式出水口5通过法兰或者焊接依次连接，各部件连接后整体呈管状结构。
[0044] 上述导入管1和顶流式出水口5设有与外部设备连接的法兰，可分别与上、下游管路和设备连接。
[0045] 上述出油管2可位于翼型导流旋流器3的叶片载体的中心线处(参见图1)，以实现逆流排油。
[0046] 如图2所示，上述的顶流锥4通过固定架52设在顶流式出水口5上，顶流锥4四周的固定架52上设有多个排水孔41，顶流式出水口5可通过固定架42外侧设置的法兰与下游管路连接。
[0047] 图3所示为本实用新型中的翼型导流旋流器3，该翼型导流旋流器3的叶片载体32的头部34为圆弧形，尾部35为圆锥形；叶片载体32的前端外表面均匀分布固定设置多个翼型导流叶片31(参见图4)，翼型导流叶片31外面紧密配合套设外管33。
[0048] 使用上述油水分离管进行油水分离时，油水混合物从导入管1进入翼型导流旋流器3的导入区7，然后流入翼型导流旋流器3内的起旋区8，在翼型导流叶片31的作用下混合液获得旋转
动能，以一定的切向速度流入分离管6内的分离区9，形成稳定的强旋转流动，在离心力的作用下，轻质油相向中心汇聚，重质水相向外部流动；强旋转的混合液进入分离管6的分离区9后，在离心力的作用下，油水两相形成了界限明显的内旋和外旋两个区域，外旋流区主要为重质水相类，内旋流区主要为轻质油相类，外旋流区的水相以旋进的方式流动至顶流式出水口5排出，内旋流区的油相在中心逆压力梯度及顶流锥4的作用下以旋进油核的形式反向流动，进入出油管2的入口经的出油管2的出口排出。
[0049] 本实用新型的分离装置，采用轴向
流管式结构，能够较大程度地节约该分离装置占用的空间，具有结构紧凑、处理量大、阻力损失小、油水分离效率高等优点，尤其适合海上平台使用。而且本实用新型易于实现多管撬装，解决了传统切向水力旋流器占用空间大的问题。而且该分离装置易于实现多管撬装，解决了传统切向水力旋流器占用空间大的问题。
[0050] 以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以
权利要求书的保护范围为准。
