专利摘要

一种出流方向及多相产物可调节式旋流分离装置。所述旋流分离装置，包括旋流装置溢流管、旋流器上外壳、旋流器下外壳、切换杆套、切换杆、杆状阀门、弹簧以及导流叶片；所述旋流分离装置通过可按动式结构来切换分离模拟，可切换溢流出口方向实现两相或三相分离。本种可调节式旋流分离装置，针对油田现场经常需要更换出口管线以及采出液成分复杂、含气量未知等工况而设计，具有模式切换方式简单、分离速度快、结构简单易加工以及可实现连续分离等特点，增强了油水分离装置的可行性及适用性，可用于石油行业、环保行业等领域。

权利要求

1.一种出流方向及多相产物可调节式旋流分离装置，包括旋流装置溢流管（1）、旋流器上外壳（2）以及旋流器下外壳（3），旋流装置溢流管（1）为圆柱形结构，顶部中心开有孔；所述旋流器上外壳（2）和下外壳（3）均为圆柱形结构，所述旋流器上外壳的侧面上部水平连接来液入口（9），所述旋流器下外壳（3）底部开口为底部溢流口（14），所述旋流器下外壳（3）的侧面下部水平连接底流口（11）；其特征在于：

旋流器上外壳（2）上连接有凹法兰（21），凹法兰（21）上开有凹槽（20），凹槽（20）内含有密封胶；所述旋流器上外壳具有光滑的内壁；所述旋流器上外壳上连接来液入口（9），用于和外部管路连接；

所述分离装置还包括切换杆套（4）、切换杆（5）、导流叶片（8）、弹簧（7）以及杆状阀门（6）；

所述切换杆套（4）的内壁上开有若干键（29）、深槽（27）和浅槽（28），深槽（27）和浅槽（28）间隔分布；所述切换杆（5）上设置有齿（31）与方键（30），所述齿的数量和方键的数量相同，且与键（29）的数量一致；所述切换杆套（4）与切换杆（5）为套装连接，方键（30）位于切换杆套（4）上的浅槽（28）或深槽（27）中；

所述导流叶片为变螺旋升角结构，包括若干边缘光滑的螺旋叶片（17），所述导流叶片的中心开有中心孔道，导流叶片的上端固定有大法兰下（16），大法兰下（16）上有凸台，所述凸台与凹法兰（21）上的凹槽（20）相配合；所述导流叶片（8）与所述旋流器上外壳通过大法兰下（16）和凹法兰（21）相连接，连接后，螺旋叶片（17）与所述旋流器上外壳的内壁紧密配合；

杆状阀门（6）上部有双键（32），杆状阀门（6）的中部有圆盘（33），杆状阀门（6）的下部有圆头（34）；其中，双键（32）的宽度大于键（29）所在圆弧直径，圆头（34）的直径大于导流叶片（8）中心孔道的直径；

所述旋流分离装置的零件按照如下方式组合成一体：旋流装置溢流管（1）与旋流器上外壳（2）、旋流器下外壳（3）及导流叶片（8）具有相同的中心轴线；

所述旋流装置溢流管（1）与导流叶片（8）通过大法兰上（19）和大法兰下（16）连接；所述导流叶片通过大法兰下（16）和凹法兰（21）与旋流器上外壳（2）连接；所述旋流器上外壳（2）和下外壳（3）通过凹法兰（21）、凸法兰下（22）配合连接；所述切换杆套（4）通过过盈配合的连接方式与旋流装置溢流管（1）连接；所述切换杆（5）通过键配合的方式连接在切换杆套（4）内；所述切换杆（5）套在杆状阀门（6）上，一起插在导流叶片（8）的中心孔道内；

所述杆状阀门（6）下方连接圆头（34），所述弹簧（7）套在圆头（34）上方。

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋流分离装置。

背景技术

旋流分离是一种对两相或多相不互溶介质的快速分离方法，旋流分离装置的分离原理是利用不互溶介质间的密度差而进行离心分离，旋流分离装置具有设备体积小、快速分离等优点，被广泛应用于石油开采、化工、食品加工、环境保护等不互溶介质的分离领域。但是，由于现场工况和采出液成分复杂，对分离装置的现场适用性提出了较高的要求，当采出液不含气或者含气量较低时，不需要对气相进行单独分离；但当采出液含气量较高时，则需要分离油气水三相。因为大量的气相的存在会增加相间混合和湍流程度，造成分离不稳定，且气相的存在也会占据溢流出油口的空间，影响旋流装置的油水分离效果；另一方面含气会对与旋流分离器配接的工艺管柱上的其他元件造成影响，最终相互影响，进一步恶化分离效果。现有技术中尚没有可根据不同的工况和采出液要求灵活地切换工作模式以增强分离设备对工况变化的适用性的旋流分离装置。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提出了一种出流方向及多相产物可调节式旋流分离装置，可根据不同的工况和采出液要求灵活地切换旋流装置工作模式，增强分离设备对工况变化的适用性。本专利提出的一种出流方向及多相产物可调节式旋流分离装置具有结构简单易加工、可靠性高、模式多样、模式切换方法简单、处理工艺简单、对不同工况适应性强，在石油行业、环保行业将会得到广泛的认可与应用。

本发明的技术方案是：本种出流方向及多相产物可调节式旋流分离装置，包括旋流装置溢流管、旋流器上外壳以及旋流器下外壳，旋流装置溢流管为圆柱形结构，顶部中心开有孔；所述旋流器上外壳和下外壳均为圆柱形结构，所述旋流器上外壳的侧面上部水平连接来液入口，所述旋流器下外壳底部开口为底部溢流口，所述旋流器下外壳的侧面下部水平连接底流口。其独特之处在于：

旋流器上外壳上连接有凹法兰 ，凹法兰上开有凹槽，凹槽内含有密封胶；所述旋流器上外壳具有光滑的内壁；所述旋流器上外壳上连接来液入口，用于和外部管路连接。

所述分离装置还包括切换杆套、切换杆、导流叶片、弹簧以及杆状阀门。

所述切换杆套的内壁上开有若干键、深槽和浅槽，深槽和浅槽间隔分布；所述切换杆上设置有齿与方键，所述齿的数量和方键的数量相同，且与键的数量一致；所述切换杆套与切换杆为套装连接，方键位于切换杆套上的浅槽或深槽中。

所述导流叶片为变螺旋升角结构，包括若干边缘光滑的螺旋叶片，所述导流叶片的中心开有中心孔道，导流叶片的上端固定有大法兰下，大法兰下上有凸台，所述凸台与凹法兰上的凹槽相配合；所述导流叶片与所述旋流器上外壳通过大法兰下和凹法兰相连接，连接后，螺旋叶片与所述旋流器上外壳的内壁紧密配合。

杆状阀门上部有双键，杆状阀门的中部有圆盘，杆状阀门的下部有圆头；其中，双键的宽度大于键所在圆弧直径，圆头的直径大于导流叶片中心孔道的直径。

所述旋流分离装置的零件按照如下方式组合成一体：旋流装置溢流管与旋流器上外壳、旋流器下外壳及导流叶片有相同的中心轴线。

所述旋流装置溢流管与导流叶片通过大法兰上和大法兰下连接；所述导流叶片通过大法兰下和凹法兰与旋流器上外壳连接；所述旋流器上外壳和下外壳通过凹法兰、凸法兰下配合连接；所述切换杆套通过过盈配合的连接方式与旋流装置溢流管连接；所述切换杆通过键配合的方式连接在切换杆套内；所述切换杆套在杆状阀门上，一起插在导流叶片的中心孔道内。

所述杆状阀门下方连接圆头，所述弹簧套在圆头上方。

本发明具有如下有益效果：本种旋流分离装置，可以调换出口管线，更加适应现场复杂的工况；其模式切换方式简单，只需按动装置上方切换杆；其结构简单易加工、可靠性高；处理工艺简单，安装方便，可实现连续分离；可用于石油行业、环保行业等领域，具有可观的推广前景；可应用于井下油水分离，可以应对采出液含气和不含气的情况。

附图说明：

图1为本发明爆炸视图。

图2为本发明轴向截面剖视图。

图3为本发明的外观图。

图4为本发明溢流管与导流叶片连接方式。

图5为本发明导流叶片与旋流器上外壳连接方式。

图6为本发明旋流器下外壳与旋流器上外壳连接方式。

图7为旋流装置溢流管、旋流器上外壳、旋流器下外壳之间的装配图。

图8为本发明切换杆套与旋流装置溢流管的连接方式。

图9为切换杆套示意图。

图10为切换杆示意图。

图11为切换杆与切换杆套之间的配合抛视图。

图12为杆状阀门的展示图。

图13为导流叶片的抛视图。

图14流道开闭控制机构剖视图。

图中1-旋流装置溢流管、2-旋流器上外壳、3-旋流器下外壳、4-切换杆套、5-切换杆、6-杆状阀门、7-弹簧、8-导流叶片、9-入口、10-顶部溢流口、11-底流口、12-底部溢流口、13-孔、14-小法兰、15-大凸台、16-大法兰下、17-叶片18-侧孔、19-大法兰上、20-凹槽、21-凹法兰、22-凸法兰下、23-凹法兰上、24-环凹槽、25-底流口法兰、26-下方出口法兰、27-深槽、28-浅槽、29-键、30-方键、31-齿、32-双键、33-圆盘、34-圆头。。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1至图14所示，一种出流方向及多相产物可调节式旋流分离装置整体为圆筒状结构。

所述的旋流装置溢流管1通过法兰连接在导流叶片8上、通过法兰连接到导流叶片8的旋流器上外壳2、通过法兰连接到旋流器上外壳2的旋流器下外壳3、通过过盈配合的方式连接到切换杆套4的旋流装置溢流管1、嵌套在切换杆5内的切换杆套4、嵌套在杆状阀门6内的切换杆5、嵌套在杆状阀门6外的弹簧7、嵌套在弹簧7和杆状阀门6外的导流叶片8。

所述旋流装置溢流管1上方开有孔13，该孔13与导流叶片8中心的流道对齐，方便切换套杆嵌入其中；旋流装置溢流管1下方通过大法兰上19与导流叶片8上的大法兰下16连接，在大法兰下16上设计大凸台15，与大法兰上19的凹槽20相配合，内部涂油密封胶，保证旋流装置溢流管1与导流叶片8连接的稳定性与密封性。在安装过程中，需要保证侧孔18要与顶部溢流口10对齐，以此完成旋流装置溢流管1与导流叶片8的安装。

所述导流叶片8上的大法兰下16与旋流器上外壳的凹法兰21配合，大法兰下16上有凸台，凹法兰21上开有凹槽20，凹槽20与凸台配合并且之间含有密封胶，以此保证导流叶片8上与旋流器上外壳连接的稳定性与密封性；导流叶片8上的叶片17边缘光滑，旋流器上外壳的内壁光滑，并且二者配合紧密，使得流体形成旋流效率高，以此完成旋流器上外壳与导流叶片8的安装。

所述旋流器上外壳的凸法兰下22与旋流器下外壳上的凹法兰21上配合，凸法兰下22上有凸台，凹法兰21上开有环凹槽24，环凹槽24与凸台配合并且之间含有密封胶，保证旋流器下外壳与旋流器上外壳连接的稳定性与密封性；旋流器上外壳上水平连接来液入口9；下方出口法兰26与底流口11法兰连接出口管线，以此完成旋流器下外壳与旋流器上外壳的安装。

所述切换杆套4通过过盈配合的连接方式与旋流装置溢流管1连接，其安装高度需要依据杆状阀门6的位置确定，目的在于保证杆状阀门6能够开关自如；所述切换杆套4上有键29、深槽27、浅槽28、深槽27和浅槽28穿插出现，切换杆5上有齿31，其数量与切换杆套4上的键29数量相同，切换杆5上还有方键30，其数量也与切换杆套4上的键29数量相同，切换杆套4与切换杆5为套装连接，方键30位于浅槽28或深槽27中；此外，切换杆5与切换杆5套4之间为滑动密封连接，从而保证油相或气相不会从缝隙中流出。

所述杆状阀门6上部有双键32，中部有圆盘33，下部有圆头34，其中双键32的宽度大于键29所在圆弧的直径，以保证机构功能的实现；圆头34的直径大于导流叶片8中心流道的直径，保证圆头34能作为阀门将流道关闭。

所述切换杆5通过键配合的方式连接在切换杆套4内，切换杆5套在杆状阀门6上，一起插在导流叶片8的中心孔道内，所述杆状阀门6下方连接圆头34，弹簧7套在圆头34上方。按动切换杆5，切换杆5带动杆状阀门6向下运动，松开切换杆5，杆状阀门6被弹簧7弹起，同时被切换杆5套4上的浅槽28卡住，此时流道开通；再次按下切换杆5，切换杆5带动杆状阀门6向下运动，松开切换杆5，杆状阀门6被弹簧7弹起，此时被切换杆5套4上的双键32并未接触深槽27的槽底，而是杆状阀门6上的圆头34卡在导流叶片8中心流道口处，使流道关闭；再次按动即打开，实现流道开闭的灵活控制。

本装置工作过程如下：

（1）当待处理液为油水两相混合物时，待处理液通过来液入口进入旋流器上外壳内部，并在导流叶片上的流体通道内流动，形成旋流，从导流叶片出来的油水两相进入旋流器下外壳内发生离心分离，油相由于密度小位于装置的轴心处，而水相则被甩到旋流装置的外壁处，最终水相从底流口流出，油相从底部溢流口流出，此时杆状阀门将导流叶片中心的流道关闭。

（2）当要切换油相出口时，则按动切换杆，切换杆带动杆状阀门在切换杆套内运动，使杆状阀门的位置较之前略低并固定，这时杆状阀门将导流叶片中心的流道打开，顶部溢流口与旋流器上外壳内部空间连通，与此同时，关闭底部溢流口的阀门，则位于旋流装置轴心处的油相通过导流叶片中心的流道到达顶部溢流口并流出，位于旋流装置外壁处的水相通过底流口流出。

（3）当待处理液为油气水三相混合物时，需在杆状阀门将导流叶片中心的流道打开的同时保证底部溢流口的阀门打开，则气相由于密度最小位于旋流装置上方，通过导流叶片中心的流道到达顶部溢流口并流出，油相位于旋流装置下方中心，从底部溢流口流出，水相位于旋流装置外壁附近，从底流口流出，实现了油气水三相分离。由此便实现了不同分离模式切换下的两相或三相分离。

一种出流方向及多相产物可调节式旋流分离装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。