專利名稱：分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分離器。具體地是涉及一種用來將一種占例如達(dá)到20%的較小容積的較稀的液體從一種占較大容積的較稠密液體中分離出的分離器，例如將小容積的原油從油井的生產(chǎn)水中分離出，使分離出的水在實(shí)質(zhì)上是清水的狀態(tài)下排入海里。
大家熟悉這種用途的分離器的構(gòu)造是具有從粗端到細(xì)端圓形截面減小的管狀結(jié)構(gòu)，在或靠近粗端具有至少一個沿切線布置的入口，用來將待分離的液體混合物在高速下引入分離器內(nèi)，并有兩個出口，第一個出口設(shè)置在在粗端的分離器的軸心線上用來分離較稀的液體組分，第二個出口設(shè)置在或靠近細(xì)端用來分離較稠密的液體組分。
在使用這樣一種分離器的過程中，較稀的組分(例如油)朝軸心線移動并形成一個芯子，并朝粗端移動，同時(shí)較稠密組分(例如海水)朝分離器壁移動并朝向細(xì)端。但是，發(fā)現(xiàn)到在有些情況下并不是所有的在中央芯子內(nèi)的較稀的組分都朝粗端移動;有一些保持靜止不動，還有些甚至朝細(xì)端移動，在細(xì)端跟較稠密組分混合起來并將其污染。
本發(fā)明的目的是提供一個基本上降低或克眼上述不利影響的分離器。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，用來將一種液體混合物分離成一種較稠密組分與較稀的組分的分離器含有一個長形管子，它具有一個直徑從粗端朝細(xì)端減小的圓形截面，在或鄰近粗端處至少有一個沿切線布置的入口用來在較高的速度下引進(jìn)待分離的液體混合物，在分離器軸心線上至少有一個出口用來分離出較稀的組分，在分離器的細(xì)端附近至少設(shè)有一個出口用來分離出較稠密組分，并在較稠密組分的出口附近設(shè)有壓力控制裝置用來控制較稠密組分的壓力。
這管子可以是任何合適的形狀。例如它可以是從鄰近入口的一個部位朝向細(xì)端恒定地傾斜。也可以是會聚角是變化著的，可以是不連續(xù)地變化著，這樣這管子就含有多個截頭錐體部分;或者是逐漸地變化，這樣管子的內(nèi)表面呈弧線形，曲度沿從分離器的粗端朝向細(xì)端的方向減小。這管子可包括至少一個圓筒形段在例如粗端和/或在細(xì)端。
較稠密組分的出口可伸展在至少基本上是管子的整個圓周上，或者可含有至少一個任何合適的截面形狀如圓形、橢圓形、矩形或方形的、沿切線布置的、跟所述的至少一個入口反向的出口。出口的大小可以是可調(diào)。例如這出口可以是一個在這管子跟一個出口組合之間的間隙，該出口組合可沿分離器的軸心線活動以改變間隙的大小。限定這間隙的這管子的端部與出口組合的鄰近表面可以是傾斜的，在管子上或出口裝置上的表面的橫截面面積從分離器的粗端朝細(xì)端的方向增加。
在兩個端頭之間的分離器的壁上的一個預(yù)定的部位上可設(shè)置至少另一個中間出口用于較稠密組分，在此較稠密組分的中間出口附近有壓力控制裝置用來控制這較稠密組分的壓力。這中間出口可伸展在基本上是管子的整個圓周上，或者可含有至少一個任何截面形狀如圓形、橢圓形、矩形或方形的、沿切線布置的、跟所述的至少一個入口反向的出口。中間出口的大小可以是可調(diào)的，并且這出口可以在某些情況下封閉。但是不應(yīng)發(fā)生直徑變化。例如在中間出口伸展環(huán)繞管子的整個圓周的情況下，它可含有一個在管子的兩個相鄰管段之間的間隙，并且間隙可以通過將一段管子相對其相鄰管段沿管子軸心線移動來進(jìn)行調(diào)整。界定間隙的兩相鄰段的表面可以制成傾斜，在任一管段上的表面的橫截面面積沿從分離器的粗端朝細(xì)端的方向增加。
最好有兩個徑向相對的、切線方向的入口用于給待分離的液體混合物，這些入口可是任何合適的截面形狀，如圓形、橢圓形、矩形或方形。但是可設(shè)置多于兩個的入口。每一個入口可跟管子的一個圓筒形端段連接。
較稠密組分的、在細(xì)端的和/或在兩端頭間的出口的大小或上述入口的大小可以手動或自動控制，自動控制是通過一個或多個用來檢測各種參數(shù)如液體流率、液體組分(即每個成份的相對比例)或在不同部位的壓力的傳感器的信息來進(jìn)行的。
本發(fā)明將結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)描述，其中

圖1示出本發(fā)明的分離器的一個簡化的縱向剖視圖;
圖2示出角α之界定;
圖3至5以簡化形式示出圖1所示分離器的部份的三種不同結(jié)構(gòu);
圖6與7以簡化形式示出圖1所示分離器的第二殼體段的兩種不同形式;
圖8示出角β之界定;
圖9以簡化形式示出圖1所示分離器的結(jié)構(gòu)的細(xì)端;
圖10示出本發(fā)明的一個實(shí)施例的旋流分離器的一個縱向剖視圖。
圖1所示的是本發(fā)明的旋流分離器，它含有一個具有一個圓筒形進(jìn)口段1、一個第一殼體段2與一個第二殼體段3的長形管。這分離器還含有一個出口裝置(見圖9)。為方便起見示出的分離器是薄壁的，但實(shí)際上這些壁是厚得多的以承受待分離的液體的內(nèi)壓。
短圓筒管狀的入口段1有一個截面面積AM，相應(yīng)的直徑DM在約20mm至約120mm的范圍內(nèi)，典型的約為70mm，長度L1達(dá)約500mm最好是L1＝DM。有兩個徑向相對的、沿切線方向布置的入口5a與5b從入口管道(未示出)通向入口段1，通過入口管道將水與達(dá)20%的原油的混合物在高速下供到分離器內(nèi)部。入口段設(shè)有一個盤狀端蓋7，在本示例中端蓋不設(shè)置較稀的組分的軸向布置的出口。盡管在圖1的入口有直徑為D1的圓形截面，但入口可以是任何合適的截面。入口的總截面面積A1可在以下列方程式給出的范圍內(nèi)0.03AM≤A1≤0.12AM……(1)最好是0.045AM≤A1≤0.09AM……(2)入口段1連接到第一殼體段2上;如圖1所示，第一殼體段具有恒定傾斜以給其內(nèi)表面8提供一個恒定的會聚角α，從入口段連接第一殼體段的A點(diǎn)到給比較稠密組分提供一個中間出口6的B點(diǎn)。
會聚角α最好是在約30′至約10°的范圍內(nèi)，例如2°，雖然小的會聚角小到約1′至5′是可能的，如果分離器的入口直徑D是小的話。α的較佳數(shù)值是1.8°。在B點(diǎn)上分離器的直徑D如圖1所示已縮小到以下方程式給出的一個數(shù)值DM/2≥D2≥DM/8 ……(3)較佳的數(shù)值是DM/4。
第一殼體段2可以有其它的形狀。例如會聚角可以變化;可以是不連續(xù)地變化，這樣第一殼體段2就含有多個截頭錐體部分;會聚角沿著離開入口段1的方向逐段地減小;或者是逐漸地變化，這樣殼體段2的內(nèi)表面8成弧線形，曲度沿著離開入口段1的方向逐漸減小，如圖4所示。在所有這些不同的形狀中，圖2所示的從A點(diǎn)至B點(diǎn)的總的會聚角α是在上面給出的范圍內(nèi)，并且具有同樣的較佳數(shù)值。
如圖1所示，分離器設(shè)有一個供較稠密組分用的中間出口6，其形式是一個在第一殼體段2與第二殼體段3之間的環(huán)形間隙。在中間出口附近設(shè)置有用來控制較稠密組分的壓力的壓力控制裝置，但在圖1內(nèi)未示出。這種裝置可含有一個壓力控制閥。間隙的大小可以通過移動殼體段相會或相離以改變圖1所示的縱向尺寸L2。L2的數(shù)值最好由以下方程式來界定DM/140≤L2≤DM/7 ……(4)
或者，最好是DM/23≤L2≤DM/9 ……(5)在這個較佳范圍內(nèi)，對一個約為70mm的DM，L2是在4.0mm至8.0mm之間。
如圖1所示，第二殼體問竊餐殘尾⒕哂心誥禗3。D3的數(shù)值在下列方程式給出的范圍內(nèi)D2≥D3≥D2/2 ……(6)其較佳數(shù)值是D3＝0.8D2……(7)應(yīng)當(dāng)注意到，如果D3＜D2，L2在下列方程式給出的限度內(nèi)可能是負(fù)的L2＝-DM ……(8)換言之，第二殼體段3的鄰近間隙6的端部可插入到第一殼體段2的內(nèi)部。
圖3、4與5分別示出中間出口6，可包括一個或多個任何合適截面形狀的出口。圖3示出兩個徑向相對的、沿切線方向布置的矩形出口6a與6b，圖4示出兩個徑向相對的、沿切線方向布置的圓形出口6c與6d，圖5示出一個沿切線布置的圓形出口6e。在圖3、4與5所示的所有的結(jié)構(gòu)中第二殼體段3是第一殼體段2的延續(xù)。
出口6e或出口6a與6c與6d的總出口面積A3可在以下方程式給出的范圍內(nèi)0.2A2≤A3≤A2……(9)最好是用兩個出口，其較佳值為0.4A2≤A3≤0.8A2……(10)A2是在圖1點(diǎn)B上對應(yīng)于直徑D2的管子的截面面積。這是緊靠著中間出口在靠近分離器的粗端的一側(cè)的直徑。
出口6a、6b等等的設(shè)置跟入口5a與5b反向。
第二殼體段3，如圖1中的結(jié)構(gòu)所示，可以是圓筒形的。但是也可以如圖6中所示，在C點(diǎn)與E點(diǎn)之間形成一個截頭錐體部份，而剩下來的E點(diǎn)與D點(diǎn)之間的部份是圓筒形。它也可以如圖4所示的呈弧線狀，或是如圖7所示的整個呈截頭錐形。在所有例子中，在C點(diǎn)與D點(diǎn)間的總的會聚角β(見圖8)在0°至約5°的范圍內(nèi)。第二殼體段3的總長L3在以下方程式給出的范圍內(nèi)DM≤L3≤14DM……(11)但是β與L的數(shù)值一定要是這樣的關(guān)系D4≥0.07DM……(12)并且D3≥D4……(13)第二殼體段3最好具有圓筒形狀，使β＝0與D＝D，并且L的數(shù)值在以下方程式給出的范圍內(nèi)5DM≤L3≤9DM……(14)如圖9所示，在分離器細(xì)端的較稠密組分的出口10通入一個封閉腔室12內(nèi)。這組分從腔室12通過限制或其他諸如閥13這樣的壓力控制裝置來供料。外流組分的壓力因而被控制著。如果幾個分離器并聯(lián)使用，較稠密組分可排放到一個腔室內(nèi)。
圖9所示的出口10伸展環(huán)繞著第二殼體段3的端部的整個圓周。這出口最好以出口的軸向?qū)挾萀5、設(shè)置在腔室內(nèi)的錐形轉(zhuǎn)向器15的傾斜角γ與這轉(zhuǎn)向器底部的直徑D6來說明。這些量的數(shù)值在以下的較佳范圍內(nèi)5°≤γ≤90°……(15)DM/70≤L5≤DM/3.5 ……(16)D5＜D6＜4D4……(17)但是D6的最大值可能大4D4。上限決定于腔室12的大小與形狀或其它具體限制。
出口10也可以是一個或多個合適形狀的、假綹屑涑隹 a、6b、6c等等相似的圓形的、橢圓形、矩形的或方形的、沿切線設(shè)置的、跟入口5a、5b反向的出口。
混合物內(nèi)的較稀組分形成如液體內(nèi)的中央芯子，并且通過以一根細(xì)管19形式出現(xiàn)的、沿軸向設(shè)置的出口11從分離器分離出來，細(xì)管19端部最好傾斜以形成一個尖棱17。這細(xì)管向分離器內(nèi)部伸展越過第二殼體段3的端頭18。細(xì)管19可有加大的直徑從分離器朝外越過第二殼體段3的端頭18。
細(xì)管的內(nèi)徑D5是根據(jù)要分離的液體的成份比例來選定的，但可以在下列方程式給出的范圍內(nèi)變化0.9D4≥D5≥0.01DM……(18)一個較佳的范圍(在較稀組分的濃度較低時(shí))是0.029DM≥D5≥0.043DM……(19)管19伸入分離器的長度L4可在以下范圍內(nèi)變化0≤L4≤L3……(20)較佳數(shù)值為DM/4≤L4≤3DM……(21)圖10示出本發(fā)明的一個特定實(shí)施例，含有一個細(xì)長管形式的旋流分離器，它具有一個圓筒形入口段101、一個第一殼體段102與一個第二殼體段103，這分離器還含有一個出口組合104。
具有直徑DM為70mm、長度L1為50mm的短圓筒形管狀的入口段101設(shè)置有兩個沿切線布置的、徑向相互相對的入口105a與105b，這兩個入口從入口管道106a與106b通來，一種水與高達(dá)2.0%原油的混合物通過入口管道在高速度下供給分離器。入口段配置有一端蓋107。
入口段101通過任何合適的裝置連接到管狀第一殼體段102。這第一殼體段102具有一個有截頭錐體表面83的傾斜內(nèi)部，這表面83的會聚角α角度為1.8°。第一殼體段的長度L是835mm。這第一殼體段的最小直徑D2是17.5mm。
在第一殼體段102的離開入口段101的一端上，設(shè)置了一個具有圓筒形內(nèi)部的、即內(nèi)表面112的直徑是恒定的管狀的第二殼體段103。第二殼體段103的表面112的直徑D3(＝14mm)比最接近第二殼體段103處的截頭錐體表面83的直徑D2(＝17.5mm)稍為小一點(diǎn)，在第一殼體段102與第二殼體段103之間設(shè)置了一個窄的環(huán)繞間隙113。這個間隙113給較稠密組分提供一個出口排放到環(huán)繞著間隙113的圓筒形腔室84內(nèi)，從此處通過一壓力控制閥85排出。第二殼體段103相對于第一殼體段102的位置可以通過裝置(圖1未示出)進(jìn)行調(diào)整以改變間隙113的大小。典型情況是間隙的軸向長度L是在1mm與10mm之間。在第二殼體段103的外圓柱形表面的槽88、89內(nèi)設(shè)置了兩個O形環(huán)密封墊86、87讓第二殼體段按需要滑動進(jìn)出腔室84。
從圖10可見間隙113形成在第一殼體段102離開入口段101的一端上的截頭錐體表面114與在第二殼體段上鄰近端的錐形表面115之間。表面114與115朝離開入口段101的方向漸擴(kuò)，典型擴(kuò)張角ω為30°。第二殼體段的總長度L3是500mm。
在鄰接第二殼體段103的離開入口端101的端頭116(即在分離器的細(xì)端)處設(shè)有一個出口組合104。這組合是一個厚壁管子的形式，其中心有一根內(nèi)徑在2mm至3mm的范圍內(nèi)的內(nèi)管117。這根內(nèi)管117跟這出口組合104滑配合，具有一個在4mm至7mm范圍內(nèi)的恒定外徑，其軸心線跟分離器的其余部份的軸心線重合。這內(nèi)管117的一個延長部118從分離器的細(xì)端116沿入口段101方向伸入分離器一小段距離L4，使內(nèi)管口部122離開細(xì)端116放置。這管子的口部122外部呈傾斜角以在其在分離器內(nèi)的端頭形成一個尖棱。
第二殼體段103的面對出口組合104的表面119是截頭錐體狀，而出口組合104的面對第二殼體段103的表面120是錐形。在表面119與120之間形成一個窄的環(huán)繞間隙121以形成一個第二出口，給較稠密組分排放到環(huán)繞著間隙121的圓筒形腔室91內(nèi)，從此處通過一個壓力控制閥92排出。表面119與120朝離開入口段1的方向漸擴(kuò)，典型的擴(kuò)張角ω為30°。
出口組舷嘍雜詰詼翹宥 03的位置可以通過裝置(圖1未示出)進(jìn)行調(diào)整以改變間隙121的大小。典型情況是間隙的軸向長度L5是O至10mm，例如5mm。在出口組合104的外圓柱形表面上的槽96、97內(nèi)設(shè)置有兩個O形環(huán)密封墊94、95讓出口組合按需要滑動進(jìn)出腔室92。此外，可以設(shè)置合適的裝置來使內(nèi)管117在出口組合104內(nèi)滑動，這樣來改變延長部118的長度L4(典型的是80mm)并從而移動其上的口部122，讓它在任何需要的、離開分離器的細(xì)端116的距離上定位。
出口組合104內(nèi)的內(nèi)管117的口部122提供一個較稀組分(即油)從分離器分離的出口。這個內(nèi)管117可以按需要連接到一個合適的閥和/或泵。
本實(shí)施例的分離器(如圖10所示)在使用中，待分離的液體(如水和原油的混合物)在高速下通過入口105a與105b供入分離器。通過調(diào)整第二殼體段103與出口組合104可以改變間隙113與121的大小。流量與壓力也改變了。由于較稀組分的油朝分離器的軸心線運(yùn)動，因此可以通過內(nèi)管117的口部122分離出。此外，較稠密組分的水朝分離器壁、即內(nèi)表面83與112運(yùn)動，因此一些就通過在第一與第二殼體段102與103之間的間隙113(如果打開的話)分離出，剩下的就通過在第二殼體段103與出口組合104之間的間隙121分離出。通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整水的壓力(用閥85與93)、通過出口122的油的流率、第二殼體段103、出口裝置104與口部122的位置，從出口113與121處可以獲得實(shí)質(zhì)上的清水。
當(dāng)圖10所示的分離器被運(yùn)行來分離一種含400ppm的輕油(較稀組分)與水(較稠密組分)的混合物，油粒的平均直徑為37微米，得到了以下的結(jié)果在中間出口處94%的流入油被分離出在細(xì)端出口處96%的流入油被分離出工作條件為入口混合物壓力 50磅/英寸2表壓(＝3.45巴表壓)稠密組分中間出口壓力 38磅/英寸2表壓(＝2.62巴表壓)中間出口流率45升/分細(xì)端出口壓力 28磅/英寸2表壓(＝1.93巴表壓)細(xì)端出口流率50升/分較稀組分軸向出口壓力約1磅/英寸2表壓(＝0.069巴表壓)軸向出口流率約2至3升/分兩個組分總生產(chǎn)率約97-98升/分也發(fā)現(xiàn)到當(dāng)一個類似于圖10所示的、但其第一殼體段102稍為長些、傾斜到使最小直徑D2成14mm，即等于第二殼體段103的內(nèi)徑D3的分離器，按相同入口壓力條件、但將在第一與第二殼體段之間的縫隙113封閉住來運(yùn)行，得到以下的結(jié)果較稠密組份在細(xì)端出口處94.5%的油被分離出兩個組分總生產(chǎn)率約70升/分
權(quán)利要求
1.一種分離器，用于分離液體混合物，分成一較稠密組分和一較稀組分，包括一具有圓形斷面的伸長的管子，從其粗端至細(xì)端直徑減小，位于或鄰近其粗端至少有一個成切線地安置的進(jìn)口，用于引導(dǎo)相當(dāng)高速的將被分離的液體混合物，在分離器的軸線上，至少有一個出口用于排放較稀組分，有至少一個出口位于分離器細(xì)端的附近，用于排放較稠密組分，還有壓力控制裝置，在較稠密組分出口附近，用于控制較稠密組分的壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離器，其特征是上述管子，從鄰近上述進(jìn)口的位置朝向上述細(xì)端可以是不變的錐度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離器，其特征是上述管子的上述會聚角度設(shè)置于大約是30°至10°之間，該會聚角度位于分離器軸線和管子壁面之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離器，其特征是上述會聚角度大約是2°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離器，其特征是上述會聚角度是1.8°。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離器，其特征是上述會聚角度大約是1°至大約是5°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離器，其特征是上述管子包括許多個平截頭圓錐體部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離器，其特征是上述管子的內(nèi)表面是彎曲的，沿著從鄰近分離器的粗端至細(xì)端的方向，彎曲度是減小的。
9.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分離器，其特征是用于排放較稠密組分的出口的大小，是可調(diào)節(jié)的。
10.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分離器，其用于排放較稠密組分的出口，至少基本上占據(jù)上述管子的整個圓周而延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的分離器，其特征是上述出口是間隙的型式，位于上述管子和一出口組合之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分離器，其特征是上述出口組合沿著分離器的軸線是可動的，來改變上述間隙的大小。
13.根據(jù)權(quán)利要求9、10、11或12中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是上述出口，沿軸向測定，其寬度是設(shè)置于DM/70至DM/3.5的范圍，DM是分離器極接近上述進(jìn)口處的內(nèi)徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的分離器，其特征是限定上述間隙的上述出口組合的上述表面是呈傾斜角的，從分離器的粗端朝向分離器的細(xì)端，上述表面的橫剖面大小是增加的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的分離器，其特征是上述傾斜角γ設(shè)置于5°至90°范圍。
16.根據(jù)權(quán)利要求16所述的分離器，其特征是上述傾斜角γ大約是30°。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是在上述管子的端部限定上述間隙的上述表面是傾斜的，并且平行于上述出口組合的表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是用于較稠密組分的上述出口，包括至少一個成切線地安置的開口，與上述至少一個進(jìn)口呈相對的指向。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的分離器，其特征是上述開口的橫剖面形狀是圓形、橢圓形、矩形或方形。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分離器，其特征是用于較稠密組分的上述出口的大小，在至少一個傳感器的影響下是可控制的，該傳感器用來測定液體混合物的至少一個參數(shù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求9至20中任何一項(xiàng)要求所述的分離器，其特征是用于較稠密組分導(dǎo)入一封閉腔室的上述出口，具有裝置用于控制在那里的壓力。
22.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分離器，其特征是用于較稀組分的上述出口，包括一個從分離器細(xì)端往分離器內(nèi)部延伸的軸向安置的管子。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的分離器，其特征是用于排放較稀組分的上述管子口是傾斜的，致使其在分離器內(nèi)呈尖棱的形狀。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的分離器，其特征是用于排放較稀組分的上述管子，沿從分離器往外的方向有加大的直徑。
25.根據(jù)權(quán)利要求22至24中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是用于排放較稀組分的上述管子的內(nèi)徑，取決于被分離液體組分的比例進(jìn)行選配。
26.根據(jù)權(quán)利要求22至24中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是用于排放較稀組分的上述管子的內(nèi)徑，設(shè)置于下列范圍0.9M4≥D5≥0.01DM其中D4是分離器位于細(xì)端的內(nèi)徑;D5是用于排放較稀組分的上述管子的內(nèi)徑;DM是分離器極接近上述進(jìn)口的內(nèi)徑。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的分離器，其特征是用于排放較稀組分的上述管子的內(nèi)徑，為了使較稀組分有較低的濃縮，設(shè)置于下列范圍0.029DM≥D5≥0.043DM
28.根據(jù)權(quán)利要求22至27中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是延伸進(jìn)入分離器用于排放較稀組分的上述管子的長度，設(shè)置于下列范圍DM/4≤L4≤3DM其中D是分離器極接近上述進(jìn)口的內(nèi)徑;L是從分離器細(xì)端延伸進(jìn)入分離器用于排放較稀組分的上述管子的長度。
29.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分離器，其特征是位于分離器兩端部之間予定位置的分離器壁面上，包括有至少一個其他的、中間的用于較稠密組分的出口，還包括有壓力控制裝置用于控制上述的較稠密組分的中間出口的鄰近區(qū)域內(nèi)的較稠密組分的壓力。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的分離器，其特征是上述用于排放較稠密組分的中間出口的大小，是可以調(diào)節(jié)的。
31.根據(jù)權(quán)利要求29或30所述的分離器，其特征是用于較稠密組分的上述中間出口，至少基本上占據(jù)上述管子的整個圓周而延伸。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的分離器，其特征是上述中間出口的形狀，是相接近的上述管子兩段之間形成的間隙之形狀。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的分離器，其特征是上述管子兩段中至少有一段是可動的，可相對接近的另一段移動，來改變間隙的大小。
34.根據(jù)權(quán)利要求30至33中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是沿軸向測得的上述中間出口的寬度，設(shè)置于下列范圍DM/140≤L2≤DM/7其中L2是中間出口的寬度;DM是分離器極接近上述進(jìn)口的內(nèi)徑。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的分離器，其特征是上述中間出口的寬度，設(shè)置于下列范圍DM/23≤L2≤DM/9
36.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的分離器，其特征是上述中間出口可以關(guān)閉，借助于使兩相接近的管段接觸，而各管段在極接近上述中間出口處的內(nèi)徑是相等的。
37.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的分離器，其特征是限定上述間隙的兩相接近管段的表面是平行的和成傾斜角的，沿著分離器的粗端至細(xì)端的方向，各表面的橫剖面大小是增大的。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的分離器，其特征是上述傾斜角ω設(shè)置于5°至90°的范圍。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的分離器，其特征是上述傾斜角ω大約是30°。
40.根據(jù)權(quán)利要求29或30所述的分離器，其特征是用于較稠密組分的上述中間出口，包括至少一個成切線地安置的開口，與上述至少一個進(jìn)口呈相對的指向。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的分離器，其特征是上述開口的橫剖面形狀是圓形、橢圓形、矩形或方形。
42.根據(jù)權(quán)利要求29所述的分離器，其特征是用于較稠密組分的上述出口的大小，在至少一個傳感器的影響下是可控制的，該傳感器是用來測定液體混合物的至少一個參數(shù)的變化。
43.根據(jù)權(quán)利要求29至40中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是用于較稠密組分導(dǎo)入一封閉腔室的上述出口，具有裝置用于控制在那里的壓力。
44.根據(jù)權(quán)利要求29至43中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是上述會聚角度α，在內(nèi)徑開始減小的位置A和極接近用于較稠密組分的上述中間出口的位置B之間，更接近于分離器的粗端，是設(shè)置于從大約30′至10°的范圍，較小的會聚角度可減小至大約1′至5′，而與上述管子的形狀無關(guān)。
45.根據(jù)權(quán)利要求29至43中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是上述會聚角度α，在內(nèi)徑開始減小的位置A和極接近用于較稠密組分的上述中間出口位置B之間，更接近于分離器的粗端，是大約2°，而與上述管子的形狀無關(guān)。
46.根據(jù)權(quán)利要求29至43中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是上述會聚角度α，在內(nèi)徑開始減小的位置A和極接近用于較稠密組分的上述中間出間出口的位置B之間，更接近于分離器的粗端，是1.8°，而與上述管子的形狀無關(guān)。
47.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離器，其特征是上述管子包括兩管段，第一管段是傾斜的和定位于接近上述粗端，第二管段定位于接近上述細(xì)端，一用于排放較稠密組分的可關(guān)閉的中間出口，位于該兩管段之間。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的分離器，其特征是包括有一圓柱形進(jìn)口部分，極接近于上述進(jìn)口。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的分離器，其特征是上述第一管段的會聚角度α，設(shè)置于30′至10°的范圍。
50.根據(jù)權(quán)利要求47所述的分離器，其特征是上述第一管段的會聚角度α，是大約2°。
51.根據(jù)權(quán)利要求47所述的分離器，其特征是上述第一管段的會聚角度α，是1.8°。
52.根據(jù)權(quán)利要求47至51中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是上述至少一個的進(jìn)口的橫剖面總面積，設(shè)置于下列范圍0.03AM≤A1≤0.12AM其中A1是上述至少一個的進(jìn)口的橫剖面的總面積;AM是分離器在極接近上述至少是一個進(jìn)口的位置的橫剖面面積。
53.根據(jù)權(quán)利要求47至51中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是上述至少一個的進(jìn)口的橫剖面總面積，設(shè)置于下列范圍0.045AM≤A1≤0.09AM其中A1是上述至少一個的進(jìn)口的橫剖面的總面積;AM是分離器在極接近上述至少是一個進(jìn)口的位置的橫剖面面積。
54.根據(jù)權(quán)利要求47至53中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是上述第一管段的最小直徑，設(shè)置于是上述最大直徑DM的1/2至1/8的范圍。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的分離器，其特征是上述第一管段的最小直徑，大約是上述最大直徑DM的1/4。
56.根據(jù)權(quán)利要求47至55中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是接近上述中間出口的上述第二管段的內(nèi)徑，基本上等同于上述第一管段的最小直徑。
57.根據(jù)權(quán)利要求47至55中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是上述第二管段的內(nèi)徑是不變的，并設(shè)置于下列范圍D2≥D3≥D2/2其中D2是第一管段的最小內(nèi)徑;D3是第二管段的內(nèi)徑。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的分離器，其特征是D3＝0.8D2。
59.根據(jù)權(quán)利要求47至56中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是上述第二管段在其至少一部分長度范圍內(nèi)，是向里地傾斜，其最大直徑部極接近上述中間出口，而傾斜角度值直至大約是5°。
60.根據(jù)權(quán)利要求47至59中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是上述第二管段的總長度，設(shè)置于下列范圍DM≤L3≤14DM其中DM是分離器的最大內(nèi)徑;L3是上述第二管段的總長度。但是，附加下列條件D4≥0.07DMD3≥D4其中D3是上述第二管段接近上述中間出口的內(nèi)徑;D4是上述第二管段接近位于上述細(xì)端的出口的內(nèi)徑。
61.根據(jù)權(quán)利要求47至60中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是上述第二管段的總長度，設(shè)置于下列范圍5DM≤L3≤9DM其中L3是上述第二管段的上述總長度;DM是上述第一管段的最大內(nèi)徑。
62.根據(jù)權(quán)利要求47至60中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是上述第二管段的總長度，等于上述第一管段的最大內(nèi)徑的7倍。
63.根據(jù)權(quán)利要求47至62中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是位于分離器上述細(xì)端的用于較稠密組分的上述出口，圍繞分離器的整個圓周而延伸，上述出口的軸向?qū)挾鹊姆秶缦翫M/70≤L5≤DM/3.5其中L5是上述出口的軸向?qū)挾?DM是上述第一管段的最大內(nèi)徑。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的分離器，其特征是位于分離器上述細(xì)端的用于較稠密組分的上述出口，包括有一錐形的轉(zhuǎn)向器，該轉(zhuǎn)向器具有一傾斜角，設(shè)置于5°至90°的范圍。
65.根據(jù)權(quán)利要求47至64中任何一項(xiàng)所述的分離器，其特征是用于較稀組分的上述出口，在分離器的細(xì)端包括有一軸向安置的管子，該管子延伸入上述第二管段一段可變距離，最長可等于上述第二管段的整個長度。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的分離器，其特征是上述管子延伸入上述第二管段的距離，設(shè)置于下列范圍DM≤L4≤3DM其中DM是上述第一管段的最大內(nèi)徑;L4是上述伸入距離。
67.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的分離器，其特征是位于分離器的粗端，沒有用于較稀組分的出口。
全文摘要
一種分離器，用于從占較大容積的較稠密液體中分離出占較小容積的較稀液體。例如，在橫截面減小的長管內(nèi)，將小容積的原油從油井生產(chǎn)用水中分離出來。鄰近該分離器的粗端，有至少一個用于液體混合物的切線地安置的進(jìn)口，而分離器的細(xì)端有用于較稠密組分的出口，以及軸向安置的用于較稀組分的出口。在兩端中間還可提供用于較稠密組分的另外出口。用于較稠密組分的兩個出口處，可提供壓力控制裝置來控制較稠密組分的壓力。
文檔編號B01D17/02GK1032751SQ88106510
公開日1989年5月10日 申請日期1988年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月5日
發(fā)明者戴維·杜格拉斯·萊德, 彼得·格雷戈里·米肖路克 申請人:塞克貝卡有限公司