本實用新型專利是一種螺旋流液環(huán)水膜合流器，涉及一種用于輸送原油、泥漿、泥砂等粘稠物質(zhì)時采用的液環(huán)輸送技術(shù)。

背景技術(shù)：

我國稠油開采始于20世紀(jì)50年代末，隨著采油技術(shù)的發(fā)展，稠油產(chǎn)量越來越大。目前中國石油天然氣總公司稠油日產(chǎn)量約為15萬桶，國內(nèi)稠油產(chǎn)量大約占原油總產(chǎn)量的30％～35％。當(dāng)粘稠油沿管道流動時，由于粘度很大，通常處于層流狀態(tài)，此時摩阻主要是原油與管壁間的摩擦以及管壁附近各油層間的相互剪切。若常溫下輸送高粘稠油，則管線壓力必然很高，甚至原油粘在管壁上而無法輸送。加熱、稀釋和乳化是目前解決稠油輸送問題的主要辦法。傳統(tǒng)的稠油運輸方式，都不同程度地存在一些問題，如能耗大、管道建設(shè)費用高、油品品質(zhì)變化大等。因此，國內(nèi)亟需新型稠油輸送技術(shù)的出現(xiàn)來解決上述出現(xiàn)的問題，降低稠油輸送成本。

液環(huán)輸送技術(shù)是一種新型的管道運輸技術(shù)。液環(huán)技術(shù)就是向稠油中摻入一定量的低粘度不相溶液體(一般為水)，在輸送過程中，將油流的速度控制在某一范圍內(nèi)，可形成環(huán)狀流,粘度大的稠油作為芯流引入輸送管道中被水包圍，不與管壁接觸，這層液環(huán)能吸收管壁和流體之間存在的剪切應(yīng)力，從而減小了流動阻力。低粘液環(huán)輸送工業(yè)性實驗表明,這種輸送工藝技術(shù)在重質(zhì)高粘易凝原油輸送方面有著誘人的前景。

液環(huán)水膜生產(chǎn)實際中存在一個問題，那就是液環(huán)水膜會隨著運輸距離的增長而失穩(wěn)。其原因在于低粘度流體與高粘度流體的密度差，隨著運輸時間加長，同心環(huán)狀流變?yōu)槠沫h(huán)狀流，繼而失去環(huán)狀流形狀，進(jìn)入失穩(wěn)區(qū)，低粘高粘流體混合。此時，減阻能力大大減小。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問題

基于以上原因，有必要提供一種應(yīng)用于改善高粘油輸送的新型輸送技術(shù)。

技術(shù)方案：包括水流入口、漸擴(kuò)段、螺旋葉片、螺旋結(jié)構(gòu)外筒、螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)筒、漸縮段、間隙結(jié)構(gòu)外筒、水環(huán)出口、間隙結(jié)構(gòu)內(nèi)筒、支撐部件、螺旋葉片固定裝置、內(nèi)筒結(jié)構(gòu)固定裝置、油流入口。

所述的螺旋葉片通過螺旋葉片固定裝置與螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)筒相連，二者的連接可以拆卸，隨時根據(jù)不同的水油粘度比密度比更換不同尺寸的螺旋葉片；所述間隙結(jié)構(gòu)外筒與普通管道直徑厚度相同，無縫連接；所述螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)筒與外筒通過內(nèi)筒固定裝置相連，在不同的水油粘 度比和密度比時，可以更換不同的內(nèi)筒結(jié)構(gòu)；所述間隙結(jié)構(gòu)內(nèi)筒，通過支撐部件連接在間隙結(jié)構(gòu)外筒上，在間隙結(jié)構(gòu)內(nèi)筒與螺旋段內(nèi)筒連接處使用密封部件密封；所述漸縮段焊接在螺旋結(jié)構(gòu)外筒和間隙結(jié)構(gòu)外筒之中，當(dāng)水流經(jīng)過漸縮段時通過改變截面面積改變水流速度使其與內(nèi)管中的油流速度相同；所述漸擴(kuò)段安裝在油流入口、水流入口和螺旋結(jié)構(gòu)外筒相接處，在水流傾斜入射的情況下減少水流沖擊，避免了能量的浪費，水流與螺旋葉片順勢接觸，形成穩(wěn)定的螺旋流，最終在水環(huán)出口處形成螺旋低粘水包裹攜帶高粘油向前流動的螺旋液環(huán)水膜，螺旋葉片可提供足夠大的旋轉(zhuǎn)速度保證離開合流器后仍能保持一定的螺旋轉(zhuǎn)速，這樣在管道中水油同時處于螺旋向前運動狀態(tài)產(chǎn)生離心力，高粘油不易產(chǎn)生油觸與壁面接觸粘連。

液環(huán)水膜輸送高粘油技術(shù)可以節(jié)省能量消耗，無需添加乳化藥劑，不會帶來二次污染；輸送過程不需要加熱也不需要建造保溫良好耗資巨大的管道；由于沿程摩阻極小相當(dāng)于運輸?shù)驼扯攘黧w，中途不需要建造高壓力泵站提供動力；后續(xù)處理工序簡單，具有很強的工業(yè)實用價值。

附圖說明

圖1：螺旋流液環(huán)水膜合流器結(jié)構(gòu)示意圖；

水流入口(1)、漸擴(kuò)段(2)、螺旋葉片(3)、螺旋結(jié)構(gòu)外筒(4)、螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)筒(5)、漸縮段(6)、間隙結(jié)構(gòu)外筒(7)、水環(huán)出口(8)、間隙結(jié)構(gòu)內(nèi)筒(9)、支撐部件(10)、螺旋葉片固定裝置(11)、內(nèi)筒結(jié)構(gòu)固定裝置(12)、油流入口(13)。

圖2：螺旋葉片與螺旋結(jié)構(gòu)外筒連接圖；

螺旋葉片(3)、螺旋結(jié)構(gòu)外筒(4)。

圖3：螺旋葉片與螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)筒連接圖；

螺旋葉片(3)、螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)筒(5)。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖，對作本實用新型進(jìn)一步描述：

圖1為本實用新型專利裝置結(jié)構(gòu)示意圖，包括水流入口(1)、漸擴(kuò)段(2)、螺旋葉片(3)、螺旋結(jié)構(gòu)外筒(4)、螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)筒(5)、漸縮段(6)、間隙結(jié)構(gòu)外筒(7)、水環(huán)出口(8)、間隙結(jié)構(gòu)內(nèi)筒(9)、支撐部件(10)、螺旋葉片固定裝置(11)、內(nèi)筒結(jié)構(gòu)固定裝置(12)、油流入口(13)。

本實施方案提供的螺旋流液環(huán)水膜合流器進(jìn)行高粘油品輸送的具體步驟為：

首先打開進(jìn)水泵，使整個裝置中充滿水，水流經(jīng)過漸擴(kuò)段(2)減小進(jìn)口沖擊，然后進(jìn)入螺旋結(jié)構(gòu)外筒(4)，在螺旋葉片(3)的帶動下形成螺旋流，并在漸縮段(6)調(diào)整流速，經(jīng)過間隙結(jié)構(gòu)外筒(7)形成穩(wěn)定螺旋環(huán)狀流，經(jīng)過一段時間水流整體穩(wěn)定后進(jìn)油泵打開，高粘 油品從泵經(jīng)過油流入口(13)進(jìn)入，進(jìn)入螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)筒(5)，低粘水和高粘油在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下經(jīng)過合流器管口處相遇，形成螺旋低粘水包裹攜帶高粘油向前流動的螺旋液環(huán)水膜。

本實施方式只是對本專利的示例性說明，并限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以對其局部進(jìn)行改變，只要沒有超出本專利的精神實質(zhì)，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。