一种深海采油均化器的制作方法

1.本实用新型属于深海采油装备领域，具体涉及一种深海采油均化器。


背景技术：

2.我国具备十分丰富的海上油气资源，当前开发范围在渤海和东海、南海的浅水水域，对深海的油气资源开发是未来一段时间的研究方向。
3.在深海油气开采过程中，可以利用水下增压技术在海底建造水下混输增压系统，由井口产出的气液混合物经增压泵增压后输送至海上平台或陆案处理终端，利用该技术采油成本较低，适用于原油产出物远距离输送。为了提升增压泵的输送能力，在增压泵与井口之间设置均化器装置，用于将气液两相充分混合以改善增压泵增压效果。
4.中国石油大学（华东）申请专利“水下双螺杆混输增压装置”（cn105781500a），本实用新型针对该专利中所涉及的均化器进行改进。
5.在中国石油大学所申请专利涉及的均化器中，设计了两层筛盘结构，在该专利中，筛盘起到了破碎气泡流的作用。然而井口产出的气液混合物中含有少量砂石颗粒，该专利所涉及均化器中筛盘及其安装结构中的死角可能导致砂石颗粒累计或堵塞的情况。
6.在中国石油大学所申请专利涉及的均化器中，涉及到一个三叉管结构，该结构目的在于加速气流混合速度，具体原理为气液混合物由入口进入均化器，因密度不同而发生分离，气体由三叉管上部开口进入，液体从三叉管通孔进入，气液两相在三叉管中混合均匀。深海油井产出混合物为高压高速流体，在高速流动状态下且部分气液已经属于混合状态，因此高速流动状态下短时间内因密度不同而发生分离并不十分现实。同时深海油井产出混合物存在气液比波动的情况，而当单口径产出物气液比波动或多口井不同气液比产出物汇集到一起进行增压混输，也会出现较大气液比波动情况，当气液比较低即含液量较高时，在该结构中容易出现液体充满三叉管而造成混合失效的情况。另一方面，油气井产出液体为粘性液体，但三叉管的设计并不能保证粘性液体由通孔进入三叉管时具备较高的流速，因此可能造成液体在三叉管内的混合效果不佳的情况。
7.在中国石油大学所申请专利涉及的均化器中，使用一段时间以后会出现上部积气的情况，发生该情况后储液罐中液体由均化器中间部分进入以提高均化器出口混输液密度，但储液罐中液体为少部分未充分混合的液体，该部分液体含量有限，若出现长时间气液比较高的情况，该方案不能有效解决积气问题。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是要提供一种可实现油气有效混合同时解决中国石油大学所申请专利涉及的均化器可能出现问题的深海采油均化器。
9.本实用新型为解决上述问题所采取的技术方案是：本实用新型所设计的均化器为立式设计，单口或多口井混合的混输液由均化器上部入口进入，高速混合流体经第一层导流板进入螺旋道，部分未混合的气体在螺旋道中部空间或螺旋道与外壳筒壁间隙处流动。
部分液体由于螺旋道波纹和道面“s”型螺旋设计沿螺旋道高速流下并在其下方冲击第二层导流板并与气体进行混合，另一部分液体由于离心力飞溅出螺旋道在外壳筒壁与螺旋道间隔空间与气体第一次混合，飞溅至外壳筒壁的液体沿筒壁流下在下方第三层导流板流冲至其中间圆形空间与气体实现第二次混合，最后由底部出口流出。
10.其有益效果是，螺旋道的设计在气液比较小时可保证气体在螺旋道中部空间或螺旋道与外壳筒壁间隙通过，避免了大量液体充满均化器空间导致混合失效的问题。该整体方案可在各气液比情况下对井口产出物进行有效混合，并且混合效果不受砂石颗粒物影响。
附图说明
11.图1为本实用新型外观示意图。
12.图2为本实用新型主视剖面示意图。
13.图3为本实用新型外壳剖面示意图。
14.图4为本实用新型螺旋混合装置示意图。
15.图5为本实用新型导流架示意图。
16.图6为本实用新型底封示意图。
17.图7为图6底封的剖面图。
18.图中，1，外壳；1
‑
1，第一层导流板；1
‑
2，螺旋道支撑座；1
‑
3，螺旋导流架定位销孔；1
‑
4，外壳螺栓座；1
‑
5，外壳筒壁；1
‑
6，外壳导流架嵌入阶；2，螺旋混合装置；2
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1，螺旋道；2
‑
2，螺旋道支架；3，导流架；3
‑
1，第二层导流板；3
‑
2，第三层导流板；3
‑
3，导流板支撑架；3
‑
4，定位销；4，底封；4
‑
1，密封圈槽；4
‑
2，底封螺栓座；4
‑
3，底封导流架嵌入阶；5，密封圈；6，螺栓；7，螺母。
具体实施方式
19.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。基于本实用新型的实施例，普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所得其他实施例，均属本实用新型的保护范围。
20.下面结合附图并通过具体实施方式进一步说明本实用新型技术方案：
21.图1为本实用新型主体外观，由外壳1与底封4通过螺栓6与螺母7在外壳螺栓座1
‑
4和底封螺栓座4
‑
2进行连接。气液产出物由上部入口进入，经混合后由下部出口流出。
22.图2为本实用新型主视剖面示意图，其包括外壳1，螺旋混合装置2，导流架3，底封4。气液混合物由均化器外壳1上方入口进入，经第一层导流板1
‑
1进入螺旋道2
‑
1，当气液比较低即含液量较大时，部分高速流动液体由于离心力从螺旋道2
‑
1飞溅出来，在螺旋道2
‑
1与外壳筒壁1
‑
5间隔空间进行混合，同时可以保证气体从螺旋道2
‑
1中部空间和螺旋道2
‑
1与外壳筒壁1
‑
5间隔空间顺利流过，避免出现由于液体过多导致液体充满整个空间发生堵塞的现象。由于螺旋道2
‑
1的螺旋“s”型设计与道面波纹设计，部分液体沿螺旋道2
‑
1流下并冲击下方第二层导流板3
‑
1进行气液混合，部分飞溅至外壳筒壁1
‑
5的液体沿外壳筒壁1
‑
5快速流下后经第三层导流板3
‑
2流冲至其中部圆形空间与高速流动气体进行气液混合。
23.图3为本实用新型外壳1剖视图。包括第一层导流板1
‑
1，螺旋道支撑座1
‑
2，导流架
定位销孔1
‑
3，外壳螺栓座1
‑
4，外壳筒壁1
‑
5，外壳导流架嵌入阶1
‑
6。其中第一层导流板1
‑
1设计目的为将高速流动的混合物导流至螺旋道2
‑
1中，螺旋道支架2
‑
2固定在螺旋道支撑座1
‑
2中，导流架3固定在外壳导流架嵌入阶1
‑
6中，定位销3
‑
4固定在导流架定位销孔1
‑
3中。
24.图4为本实用新型螺旋混合装置2示意图，该部分由螺旋道支架2
‑
2，螺旋道2
‑
1组成。螺旋道支架2
‑
2安装于外壳1中的螺旋道支撑座1
‑
2。螺旋道2
‑
1采用s型螺旋设计，同时道面设计有波纹，该设计可使得一部分高速流动的液体沿螺旋道2
‑
1流下避免全部飞溅至外壳筒壁1
‑
5，将液体分开混合有利于提高混合效果。
25.图5为本实用新型导流架3，导流架3包括第二层导流板3
‑
1，导流板支撑架3
‑
3，第三层导流板3
‑
2，定位销3
‑
4。其中第二层导流板3
‑
1设计为两片带网孔导流板，每片导流板位于沿螺旋道2
‑
1流下的液体冲击的位置。导流板上设计网孔，从螺旋道2
‑
1流下的液体在第二层导流板3
‑
1的网孔、第二层导流板3
‑
1间圆孔、第二层导流板3
‑
1的两片导流板间隙与气体混合。第二层导流板3
‑
1间隙为液量较大时便于气体向下流动而设计。定位销3
‑
4固定在导流架3的导流架定位销孔1
‑
3，因第二层导流板3
‑
1位置需固定在螺旋道2
‑
1液体冲击位置，定位销3
‑
4为避免由于液体冲击而使得导流架3转动而设计。
26.图6、7为本实用新型底封4。该装置包括密封圈槽4
‑
1，底封螺栓座4
‑
2，底封导流架嵌入阶4
‑
3。其中密封圈槽4
‑
1位置放置橡胶密封圈5，导流架3嵌入底封导流架嵌入阶4
‑
3，密封圈5与导流架3的阶梯嵌入设计可防止海水进入均化器或气液混合物溢出均化器。
27.由图2、3、5所示，在装配完成时，螺旋道支架2
‑
2安装于螺旋道支撑座1
‑
2中，在外壳1入口朝上的直立状态下，螺旋混合装置2固定于其中，若没有由下向上的力则不会脱离螺旋道支撑座1
‑
2。导流架3安装于底封导流架嵌入阶4
‑
3，底封螺栓座4
‑
2与外壳螺栓座1
‑
4一一对应；第二层导流板3
‑
1位置为液体离开螺旋道2
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1所对应冲击位置；定位销3
‑
4位置与导流架定位销孔1
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3相对应；密封圈槽4
‑
1内安装密封圈5；外壳1与底封4通过螺栓6与螺母7安装在一起。
28.由图2所示，在应用时，单口或多口井混合的井口产出物由均化器上部入口进入，高速流体经第一层导流板1
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1进入螺旋道2
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1，部分未混合的气体在螺旋道2
‑
1中部空间和螺旋道2
‑
1与外壳筒壁1
‑
5间隙处高速流动。部分液体由于螺旋道2
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1道面波纹和道面“s”型螺旋设计沿螺旋道2
‑
1流下并在其下方冲击第二层导流板3
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1与气体进行混合，另一部分液体由于离心力飞溅出螺旋道2
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1在外壳筒壁1
‑
5与螺旋道2
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1间隔空间与气体第一次混合，飞溅至外壳筒壁1
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5的液体沿外壳筒壁1
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5快速流下并沿第三层导流板3
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2快速冲向第三层导流板3
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2中间圆形区域与气体实现第二次混合，最后由底部出口流出。螺旋道2
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1的设计在气液比较小时可保证气体在螺旋道2
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1中部空间和螺旋道2
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1与外壳筒壁1
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5间隙顺利通过，避免了大量液体充满均化器空间导致混合失效的问题。该整体方案可在各气液比情况下对井口产出物进行有效混合，并且混合效果不受砂石颗粒物影响。深海油气井产出油气压力较高，不同井压力不同但或高或低于所处深海环境压力，因此内外压力有一部分抵消，本实用新型外壳1与底封4连接处设计可以满足密封要求。