本发明涉及石油工业油井产液的就地处理设备，具体涉及一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置。
背景技术：
随着油田开采进入高含水期，产液的含水率不断攀升，目前已经达到80%-98%的程度。这一方面加重了产液输送系统和下游处理设备的负担，另一方面又因为油藏需要进行大量的注水，所以经过下游联合站集中处理后的水又要通过长距离的管网输送至注水井，这无意中形成了一种长距离的水漫游循环，不但消耗了大量的热能和电能，而且还会产生回注水与油藏配伍性差的问题。很显然，若能实现产液就地处理，就地回注，则不但可以显著降低生产成本，而且能够提高注水效果。传统的重力沉降法，因占地面积过大，投资高效率低，难以实现这一目标。目前离心分离机具有最高的分离能力和分离效率，其离心加速度能达到重力加速度的数千甚至上万倍，已开始在水上原油泄漏应急处理和污水处理中得到一定的应用和发展，如中国专利申请号cn201611000394.6,美国专利us9731223，u,5582724，us5484521等分别公开了这类油水离心分离装置和方法。根据ylecconsultants公司的现场撇油分离实验turbylec:developmentandexperimentalvalidationofaninnovativecentrifugaloil–waterseparator，2014internationaloilspillconference，一个直径380mm的原型机的日处理能力已经达到64.8m3/d的水平，出水中的含油率已接近15ppm的环保指标，而其最终的目标是能处理各种性质的原油，包括油水密度比接近0.98的重油，日处理能力要达到172.8m3/d，排水含油率符合环保标准。因此离心分离机非常适合于在井口和产液输送管线上应用。但是与水上原油泄漏应急处理不同的是，原油产液在生产过程中，由于抽油机和管道内的阀门、弯头等管件以及各种化学注入物的作用，往往会发生严重的乳化现象，虽然总体上仍为油水混合物，但其中却包含了大量的油包水和水包油乳化液，其中水包油乳化液对分离机的出水水质影响最大。所谓水包油乳化液是指非常细小的油滴均匀散布于水中而形成的一种乳化液，它在物理性质上相当于一种均质的单相流体，其密度接近于水，比水略小。现有的离心分离机虽然采取了许多措施来增强对乳化液的分离能力，但实际上每种分离机对细小液滴的分离能力都有一个极限，称为临界分离直径，直径低于该值的细小液滴就不能很好地被分离出来。这是由于随着细小液滴直径的减小，液滴的体积相对于其表面积急剧减小，因而其所受到的体积力这里是离心力与表面力周围流体对液滴的作用力相比就不占优势，此时细小油滴在水中基本不受离心力的影响，而随水一起流动，或在水中做布朗运动。目前一般分离机的临界分离直径在100微米到几十微米的数量级。虽然通过提升离心力比如提高转速或增大分离筒的直径也可以进一步降低临界分离直径，但在经济上很可能并不划算。因此由于乳化液的存在，现有的离心分离机不可能实现油水的完全分离。根据离心机分离原理，水包油乳化液一般总是位于分离筒内油水分界面的水的一侧，而且越接近油水分界面，水包油乳化液的含油量就越大。由于现有分离机内没有专门设置针对水包油乳化液的分离机构，这层含油较多的乳化液也不可能越过油水分界面而进入油的分流通道，随油排出分离机，而只能在原地不断积累，直至扩散到水体中，导致出水中的含油量增大，无法达到油田注水水质的要求。
技术实现要素：
本发明的目的就是基于现有技术存在的问题，提供一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，实现油井产液的就地处理，使分离水的含油率符合油田注水标准，就地回注。
本发明是通过如下技术方案实现上述目的的：
一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置包括转筒和壳体，转筒能够由电机和转轴带动在壳体中旋转，转筒中装有叶轮、主分离轮、排油盘、导流轮、挡水轮和排水盘，前述部件将转筒分隔为进液旋转加速段、主分离段、排油段、水包油乳化液二次分离段和排水段；叶轮、主分离轮、导流轮、挡水轮、排油盘和排水盘均与转筒连接，导流轮和挡水轮安装在水包油乳化液二次分离段中、位于排油盘和排水盘之间；由壳体进入转筒中的油井产液经过分离后，水由排水盘经由壳体排入排水管线并能够直接输入回注水管线，经过分离后的油或称高含油油水混合物由排油盘经由壳体输入排油管线，经过分离后的气体经由壳体输入排气管线。
所述排油盘中设有油池、溢油堰、水包油乳化液排入孔、水包油乳化液溢流堰和水通道，排油盘通过空心螺钉一与转筒固定并与壳体连通；排水盘中设有溢水堰、水池和空心螺钉二，排水盘通过空心螺钉二与转筒固定并与壳体连通。
所述壳体的前部通过隔板隔设进口涡流室，壳体的一侧与进液接管连通、能够使油井产液由壳体侧面切向进口涡流室中；转筒的前端装有叶轮，叶轮的叶轮轮毂与转轴键槽连接，转筒的前端安装在隔板中心孔中、与叶轮轮毂之间形成叶轮入口通道，叶轮的叶轮端盖上面设有液流孔。
与现有技术相比，本发明的显著使用效果是：本发明设置中设置了叶轮、主分离轮、排油盘、导流轮、挡水轮和排水盘，可将转筒分隔为进液加速段、主分离段、排油段、水包油乳化液二次分离段和排水段。排油段中装有排油盘，水包油乳化液二次分离段中设有导流轮和挡水轮，由壳体进入转筒中的高含水产液经过分离后，水由排水盘经由壳体输入排水管线并能够直接进入回注水管线，经过分离后的油由排油盘经由壳体输入排油管线，经过分离后的气体经由壳体输入排气管线。水包油乳化液二次分离段中的导流轮和挡水轮对进入该分离段中的水包油乳化液进行二次分离，保证了分离后水的品质，保证了回注用水的质量。
之所以设置水包油乳化液二次分离段，是因为目前的研究已经证明，即使在装置中设置了乳化液分流口，一次离心分离的效果也与原油的含水率有很大的关系，含水率越高，分离效率也越高，水质就越好。只有当含水率高于98%时，由一次分离得到的水质才接近15mg/l的环保指标，而当含水率低于80%时，由一次分离得到的水的含油率都会超过50ppm甚至超过200ppm，这一结论也符合一般的传质规律。因此本发明设置了二次分离段，一个为主分离段、另一个为水包油乳化液二次分离段，相当于大幅度提高了水包油乳化液二次分离段进液的含水率，因而能有效提高本装置的分离效率。
进入本发明水包油乳化液二次分离段的水，虽然含油量很低，但都是一些分散的细小油滴，严格来讲它们都应称作水包油乳化液，只不过在转筒的中心区，其分离难度很大。为了提高这些细小油滴和乳化液的分离能力，在该区段内安装了导流轮并在导流叶片的表面涂上了亲油材料，避免部分流体短路，以保证各部分流体都能获得足够的分离时间。在该区段分离出的少量油滴和含油量较高的乳化液通过排油盘1-5下游一侧的水包油乳化液溢流堰1-52排入排油盘1-5内。净化后的水则通过挡水轮下部的挡水通道进入排水段，由排水盘上的溢水堰和空心螺丝二排入壳体上的排水蜗壳中，进而排入排水管线。分离出的气体通过壳体下游端盖的排气孔流入排气管线。
排水的水质和取水比例可以通过改变水包油乳化液排入孔的流通面积、或改变水包油乳化液排入孔在溢油堰上的孔的高度、或水包油乳化液溢流堰的高度，或者改变排水盘中溢水堰的高度进行综合调节。为了避免分离后油窜入水路、造成二次污染，在排油蜗壳和排水蜗壳与壳体的连接部位设置了密封环，同时使排油盘中的空心螺丝一的高度低于排水盘中空心螺丝二的高度，保证水路的压力略高于油路。
由本发明的技术方案可以看出，流体在进入转筒前通过在进口涡流室的预旋转，可以降低与叶轮的旋转速度差，有利于降低流体内的剪应力和油的乳化程度。通过在装置中设置结构上相对独立的排油盘和排水盘，以及在排油盘上设置专门的水包油乳化液排出孔和水包油乳化液溢流堰，解决了水包油乳化液的排出问题以及水质和分水比例的调节问题，通过设置水包油乳化液二次分离段，进一步提高了分离效率，保障了水质。本发明方案可以适应输油管线的要求，将从高含水产液中提取一部分水质指标较好的水用于就地回注，实现油井产液的就地处理和就地回注，可保证出水含油率符合油田注水标准，同时根据需要保留原产液中的一部分水量，以降低输送管线的流动阻力。
附图说明
为了更好地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需使用的附图做一简要的介绍，显然它们仅仅是本发明的实施例，而不是对本发明的限制。
图1为本发明的整体纵向剖面图；
图2为排油盘的局部放大图；
图3为排水盘的局部放大图；
图4为图1中a—a向的剖面视图；
图5为图1中b—b向的剖面视图；
图6为图1中c—c向的剖面视图；
图7为图1中d—d向的剖面视图；
图8为图1中e—e向的剖面视图；
图9为图1中f—f向的剖面视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行详细的说明，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1～图9所示，一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，包括转筒1和壳体2，转筒1能够由电机3-5和转轴3带动在壳体2中旋转；转筒1中装有叶轮1-2、主分离轮、排油盘1-5、导流轮1-6、挡水轮1-7和排水盘1-8，前述部件将转筒1分隔为进液旋转加速段01、主分离段02、排油段03、水包油乳化液二次分离段04和排水段05；叶轮1-2、主分离轮、导流轮1-6、挡水轮1-7、排油盘1-5和排水盘1-8均与转筒1连接，导流轮1-6和挡水轮1-7安装在水包油乳化液二次分离段04中、位于排油盘1-5和排水盘1-8之间；由壳体2进入转筒1中的油井产液经过分离后，水由排水盘1-8经由壳体2排入排水管线6并能够直接输入回注水管线，经过分离后的油或称高含油油水混合物由排油盘1-5经由壳体2输入排油管线5，经过分离后的气体经由壳体2输入排气管线7。
转筒1和转轴3同轴，转筒1通过其两端的端盖与转轴3相连接；转筒1位于壳体2内，可以通过转轴3在壳体2内自由旋转。转轴3的两端伸出转筒1和壳体2并通过轴承3-1和支架3-3固定在壳体2上，转轴3的一端伸出轴承3-1后通过联轴器3-4与电机3-5相连接，可以由电机3-5驱动旋转。转轴3与壳体2之间通过轴封3-2实现密封。
参见图1、图2、图3和图7，所述排油盘1-5中设有油池1-56、溢油堰1-55、水包油乳化液排入孔1-51、水包油乳化液溢流堰1-52和水通道1-53，排油盘1-5通过空心螺钉一1-54与转筒1固定并与壳体2连通；排水盘1-8中设有溢水堰1-82、水池1-83和空心螺钉二1-81，排水盘1-8通过空心螺钉二1-81与转筒1固定并与壳体2连通。
参见图1、图4和图5，所述壳体2的前部通过隔板隔设进口涡流室2-1，壳体2的一侧与进液接管2-7连通、能够使油井产液由壳体2侧面切向进口涡流室2-1中；转筒1的前端装有叶轮1-2，叶轮1-2的叶轮轮毂1-21与转轴3键槽连接，转筒1的前端安装在隔板中心孔中、与叶轮轮毂1-21之间形成叶轮入口通道1-1，可使高含水油井产液进入进液旋转加速段01，叶轮1-2的叶轮端盖1-22上面设有液流孔1-3，高含水油井产液能够从该液流孔1-3进入主分离段02。
参见图1、图5和图6，所述主分离轮设在叶轮1-2的叶轮端盖1-22与排油盘1-5之间，主分离轮设有轮片1-4，轮片1-4将转筒1中的主分离段02分隔成中心小外周大、呈扇形的油水通道1-41；轮片1-4的片体在纵向上呈波纹状，主分离轮的轮片1-4与转筒1固定。轮片1-4能够与转筒1的内壁焊接，也能够使用螺丝将轮片1-4与转筒1的筒体固定在一起，亦能够改变轮片1-4外边缘与转筒1内壁的结构，使两者相互插接或连接在一起。
所述壳体2上面、在所述排油盘1-5和排水盘1-8的安装位置分别设有排油蜗壳2-3和排水蜗壳2-6，排油蜗壳2-3和排水蜗壳2-6的外壁均凸出于壳体2、又分别与排油接管2-8和排水接管2-9连接。
所述排油盘1-5设在主分离段02的下游，排油盘1-5的外形为一个圆环形短柱体，内部包含一个圆环形的油池1-56，溢油堰1-55设在油池1-56上游一侧的池壁中，在所述溢油堰1-55上面、沿圆周方向均匀布置着水包油乳化液排入孔1-51；溢油堰1-55的堰口开设在转轴3一侧，溢油堰1-55的堰顶至转筒1内壁之间的距离大于水包油乳化液排入孔1-51设定在溢油堰1-55上面的高度；油池1-56下游一侧的池壁上设有水包油乳化液溢流堰1-52，水包油乳化液溢流堰1-52的堰顶到转筒1内壁之间的距离小于溢油堰1-55的堰顶至转筒1内壁之间的距离。水包油乳化液溢流堰1-52的堰高小于溢油堰1-55的堰高，可使水包油乳化液先于油或称高含油油水混合物流向下一个分离段。
参见图7，在所述排油盘1-5的外缘均匀开设水通道1-53，水通道1-53在转筒1一侧开口并与空心螺钉一1-54交错设置；所述空心螺钉一1-54安装在油池1-56的底部，空心螺钉一1-54的中心孔分别与壳体2和油池1-56连通，空心螺钉一1-54螺钉头的翼边固定在转筒1与壳体2之间、围绕空心螺钉一1-54螺钉头的翼边还垫有密封环2-4，以保证密封性能。排油盘1-5上不但设有溢油堰1-55，还专门设置了水包油乳化液排入孔1-51，可以把转筒1中心区域那此逆离心力方向的油和含油较高的一部分水包油乳化液通过溢油堰1-55和水包油乳化液排入孔1-51引入排油盘1-5中，油或称高含油油水混合物则通过空心螺钉一1-54排入壳体2并由排油蜗壳2-3和排油管线5排出，水包油乳化液则通过水包油乳化液溢流堰1-52进入水包油乳化液二次分离段04。空心螺钉一1-54的作用有两点，一是排油作用，不但能通过中心通孔把油池1-56与排油蜗壳2-3相连通，更主要的是借助旋转作用进一步对油液进行加速，提升油液的压力，即起类似叶片的作用；二是起连接作用，它把转筒1与排油盘1-5连结为一体，并能把转筒1上的一部分离心力传递到排油盘1-5上，对转筒1进行支撑。而含水较多的液体则通过排油盘1-5外边部的水通道1-53进入水包油乳化液二次分离段04。这样，油水之间避免了相互干扰和二次混合，有利于保证水质。进入排油蜗壳2-3的油或称高含油油水混合物在排油蜗壳2-3内旋转降速后，压力得到进一步的提升，最后沿切线方向从排油接管2-8进入排油管线5，继而进入原油外输管线，这部分油或称高含油油水混合物在通过油井的原油外输管线输送的同时，还降低了原油外输管线的流动阻力。
参见图1和图8，所述导流轮1-6设有导流叶片1-61，导流叶片1-61在转筒1的水包油乳化液二次分离段04中形成二次分离通道1-62，导流叶片1-61与转筒1固定。导流叶片1-61与转筒1之间的固定方式与主分离轮的轮片1-4与转筒1之间的固定方式相同。
所述导流叶片1-61的表面还涂有亲油层，亲油层涂抹的亲油材料能够是聚丙烯、聚氨酯、聚氨酯泡沫、烷基乙烯聚合物等等。
参见图1和图8，所述挡水轮1-7设有挡水叶片，挡水叶片中设有挡水通道1-71，挡水叶片与转筒1固定。挡水叶片与转筒1之间的固定方式与主分离轮的轮片1-4与转筒1之间的固定方式相同。
所述挡水轮1-7设在导流轮1-6的下游一侧，挡水叶片的外径大于导流叶片1-61的外径，挡水通道1-71设在挡水叶片的外缘。
参见图1、图3和图9，所述排水盘1-8设在挡水轮1-7的下游一侧，排水盘1-8中的溢水堰1-82的堰顶至转筒1的内壁之间的距离小于溢油堰1-55的堰顶至转筒1内壁之间的距离，空心螺钉二1-81螺钉头的翼边固定在转筒1与壳体2之间、围绕空心螺钉二1-81螺钉头的翼边垫有密封环2-4，空心螺钉二1-81的中心孔与水池1-83和排水蜗壳2-6连通。
所述空心螺钉二1-81螺钉头向外凸出于壳体2的高度大于空心螺钉一1-54向外凸出于壳体2的高度；排水蜗壳2-6在壳体2上面形成的外径大于排油蜗壳2-3在壳体2上面形成的外径，排水蜗壳2-6通过排水接管2-9与排水管线6连接，排油蜗壳2-3通过排油接管2-8与排油管线5连接。空心螺钉一1-54螺钉头外端面到转轴3中心线的径向距离小于空心螺钉二1-81螺钉头外端面到转轴3中心线的径向距离，排水蜗壳2-6的外径大于排油蜗壳2-3的外径，使得排水压力大于排油压力。
所述转筒1的转筒下游端盖1-9上面设有通气孔1-91，该通气孔1-91设在转筒下游端盖1-9中心孔的周边，该通气孔1-91到转轴3之间的径向距离小于壳体2下游端盖中的排气孔7-1到转轴3之间的径向距离，排气孔7-1与排气管线7连接。通气孔1-91与排气孔7-1交错设置，可使气体等到有效缓冲。
本发明可以与采油井井口的生产管线和原油外输管线连接，实现产液的就地处理和就地回注，使分离水的含油率符合油田注水标准，同时根据需要，在分离后进入到原油外输管线中的油或称高含油油水混合物中保留了原油井产液中的一部分水量，降低了原油外输管线的流动阻力。
如图1所示，从进液管线4进来的油水混合物通过进液控制阀4-1进入气液粗分器4-2，把所携带的游离气体分离出来并排入气体管路4-5。气液粗分器4-2可以是一个简易的旋风分离器，可以把原高含水油井产液中所携带的游离气体分离掉，可以降低大流量气体对本分离装置的影响。除气后的油水混合物接着进入过滤器4-3，过滤掉固体杂质后，再由进液接管2-7切向进入壳体2上的进口涡流室2-1。在进液管线4中还连接着进液传感器组件4-4，进液传感器组件4-4和进液控制阀4-1通过线缆与控制器8连接，控制器8即可编程逻辑控制器。进口涡流室2-1是壳体2上游的一个圆筒形腔室，油水混合物从进液接管2-7切向进入该腔室内后，会产生绕转轴3的螺旋形流动，然后从中心区的叶轮入口通道1-1流入转筒1的进液旋转加速段01。这一预旋转加速运动是油水混合物进入高速旋转运动前的一个过渡，目的是降低它与叶轮1-2之间的速度差，以降低流体中的剪切应力和由此造成的乳化现象。
如图1和图5所示，在叶轮1-2叶片的作用下，油水混合物获得高速旋转的切向速度，然后通过叶轮端盖1-22上的液流孔1-3进入主分离段02。
如图1、图5和图6所示，主分离段02被轮片1-4均匀地分隔为多个扇形的油水通道1-41,同时，由于液流孔1-3的均流作用，油水混合物被均匀地分配至各个扇形的油水通道1-41内。在离心力的作用下，油气水三相混合物发生分离和分层，气体会聚集到转筒1的中心区域，而液体的分布则根据密度的高低沿半径离心力的方向依次按油、水包油乳化液和水的顺序分层排列。
根据液体的这种分层排列顺序，如图1、图2、图6和图7所示，在主分离段02的下游设置了一个排油盘1-5。排油盘1-5的外形为一个圆环形短柱体，内部包含一个油池1-56，油池1-56朝着转轴3的一面是逆着离心力的方向，能使液体通过。油池1-56上游一侧的池壁形成溢油堰1-55，并且在溢油堰1-55上开设沿圆周方向均匀分布的水包油乳化液排入孔1-51。油池1-56在下游一侧的池壁则形成水包油乳化液溢流堰1-52，在排油盘1-5的外缘均匀开设多个水通道1-53。因此排油盘1-5上不但设有溢油堰1-55，还专门设置了水包油乳化液排入孔1-51，可以把转筒1中心区中的逆离心力方向的油和含油较高的一部分水包油乳化液通过空心螺钉一1-54从排油段03排出。空心螺钉一1-54把转筒1与排油盘1-5连结为一体，而水则通过排油盘1-5外缘的水通道1-53从外周进入水包油乳化液二次分离段04。这样，油、水之间避免了相互干扰和二次混合，有利于保证水质。进入排油蜗壳2-3的油体在排油蜗壳2-3内旋转降速后，压力得到进一步的提升，最后沿切线方向从排油接管2-8进入排油管线5、继而进入原油外输管线。
如图1和图8所示，进入水包油乳化液二次分离段04的水体可以在这里进一步除去残余液滴和含油较高的乳化液。为了提高细小油滴的分离能力，在该分离段布置了设有多个沿周向均匀分布着导流叶片1-61的导流轮1-6。导流叶片1-61一方面把整个水包油乳化液二次分离段04分隔成一个个二次分离通道1-62，既提高了流动的均匀性，也降低了水的紊流度，因而有利于细小液滴的分离；另外，导流叶片1-61的表面还涂有亲油材料，如聚丙乙烯或聚氨酯等，可以进一步促进细小油滴的分离。在轴线方向上布置的导流轮1-6和挡水轮1-7能够进一步改善流场的均匀性，避免部分水体的短路，保证整个水体都有足够分离时间。分离出的少量油和含油较多的水包油乳化液通过排油盘1-5下游侧的乳化液溢流堰1-52排入油池1-56，而水则通过挡水轮1-7外缘的挡水通道1-71进入排水段05。
如图1、图3、图8和图9所示，经过水包油乳化液二次分离段04净化后，水从挡水轮1-7外缘的挡水通道1-71进入排水段05。在该排水段05中设置了一个排水盘1-8。排水盘1-8的内部设有水池1-83，水池1-83朝着转轴3的一面是逆着离心力的方向、也是溢水堰1-82的堰顶，水从溢水堰1-82的堰顶排入排水盘1-8内的水池1-83中，水池1-83的底部沿周向均匀地安装了多个空心螺钉二1-81。空心螺钉二1-81的作用有两点，一是排水作用，不但能通过其中心孔把水池1-83与排水蜗壳2-6相连通，更主要的是借助旋转作用进一步对水流进行加速，提升水流的压力，即起类似叶片的作用；二是起连接作用，它把转筒1与排水盘1-8连结为一体，并能把转筒1上的一部分离心力传递到排水盘1-8上，对转筒1进行支撑。进入排水蜗壳2-6的水流在里面旋转降速后，压力得到进一步的提升，最后沿切线方向从排水接管2-9进入排水管线6、继而进入回注水管线。
在上述各分离段分离出的气体不断聚集在转筒1的中心区域，最后通过转筒1末端的通气孔1-91和壳体2末端上的排气孔7-1流入排气管线7，最后汇入气体外输管线。
在分离过程中，控制器8会根据进液管线4和排油管线5、排水管线6及排气管线7上的进液传感器组件4-4、油液传感器组件5-2、水传感器组件6-2和气路传感器组件7-3的测量结果及时调节排油控制阀5-1、排水控制阀6-1和排气控制阀7-2的开度和电机3-5的转速，保证本发明装置的正常运转。
在使用过程中，根据原油的性质以及水质和取水比例的要求，可以装入不同规格和尺寸的排油盘1-5，比如不同高度的溢油堰1-55和水包油乳化液溢流堰1-52以及不同孔径的水包油乳化液排入孔1-51，以满足其需求。
当需要提高水质时，可以通过增大水包油乳化液排入孔1-51的流通面积以及降低水包油乳化液排入孔1-51和水包油乳化液溢流堰1-52在排油盘1-51中的高度来提升；亦能够通过提升排水盘1-8中的溢水堰1-82的堰高来实现。
在运行过程中，为了防止油窜入水路，造成二次污染，在排油蜗壳2-3与壳体2的连接部位，以及排水蜗壳2-6与壳体2的连接部位安装了密封环2-4。同时保证排水盘1-8内的空心螺钉二1-81的螺钉头外端面到转轴3中心线的径向距离大于排油盘1-5内的空心螺钉一1-54的螺钉头外端面到转轴3中心线的径向距离，以便使水路的压力略高于油路的压力。
具体工作过程为，通过控制器8启动电机3-5，驱动转筒1高速旋转，然后打开进液管线4上的进液控制阀4-1，油井产液会依次通过气液粗分离器4-2和过滤器4-3，在此处被分离出来的气体被输入气体外输管线。去除携带的游离气体和固体杂质后的油井产液沿切向通过进液接管2-7进入壳体2内的进口涡流室2-1，产生一定的预旋转后依次进入转筒1的进液旋转加速段01、主分离段02、排油段03、水包油乳化液二次分离段04和排水段05。在离心力作用下，油气水三相混合物发生分离和分层，从转筒1中心沿半径向离心力方向依次出现气体、油、水包油乳化液和水的分层，其中分离出来的油或称高含油油水混合物经排油管线5和排油控制阀5-1排入原油外输管线；分离出来的水经排水管线6和排水控制阀6-1能够直接进入回注水管线、被注水井直接利用；分离出来的气体经排气管线7和排气控制阀7-2输入气体外输管线。
上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本发明不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神和启示下做出修改。本文所公开的方案可能存在很多变更、组合和修改，且都在本发明的范围内，因此，保护范围不仅限于上文的说明。
1.一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，包括转筒（1）和壳体（2），转筒（1）能够由电机（3-5）和转轴（3）带动在壳体（2）中旋转，其特征是，转筒（1）中装有叶轮（1-2）、主分离轮、排油盘（1-5）、导流轮（1-6）、挡水轮（1-7）和排水盘（1-8），前述的叶轮（1-2）、主分离轮、排油盘（1-5）、导流轮（1-6）、挡水轮（1-7）和排水盘（1-8）将转筒（1）分隔为进液旋转加速段（01）、主分离段（02）、排油段（03）、水包油乳化液二次分离段（04）和排水段（05）；叶轮（1-2）、主分离轮、导流轮（1-6）、挡水轮（1-7）、排油盘（1-5）和排水盘（1-8）均与转筒（1）连接，导流轮（1-6）和挡水轮（1-7）安装在水包油乳化液二次分离段（04）中、位于排油盘（1-5）和排水盘（1-8）之间；由壳体（2）进入转筒（1）中的油井产液经过分离后，水由排水盘（1-8）经由壳体（2）排入排水管线（6）并能够直接输入回注水管线，经过分离后的油或称高含油油水混合物由排油盘（1-5）经由壳体（2）输入排油管线（5），经过分离后的气体经由壳体（2）输入排气管线（7）。
2.如权利要求1所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，所述排油盘（1-5）中设有油池（1-56）、溢油堰（1-55）、水包油乳化液排入孔（1-51）、水包油乳化液溢流堰（1-52）和水通道（1-53），排油盘（1-5）通过空心螺钉一（1-54）与转筒（1）固定并与壳体（2）连通；排水盘（1-8）中设有溢水堰（1-82）、水池（1-83）和空心螺钉二（1-81），排水盘（1-8）通过空心螺钉二（1-81）与转筒（1）固定并与壳体（2）连通。
3.如权利要求1或2所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，所述壳体（2）的前部通过隔板隔设进口涡流室（2-1），壳体（2）的一侧与进液接管（2-7）连通、能够使油井产液由壳体（2）侧面切向进口涡流室（2-1）中；转筒（1）的前端装有叶轮（1-2），叶轮（1-2）的叶轮轮毂（1-21）与转轴（3）键槽连接，转筒（1）的前端安装在隔板中心孔中、与叶轮轮毂（1-21）之间形成叶轮入口通道（1-1），叶轮（1-2）的叶轮端盖（1-22）上面设有液流孔（1-3）。
4.如权利要求3所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，所述主分离轮设在叶轮（1-2）的叶轮端盖（1-22）与排油盘（1-5）之间，主分离轮设有轮片（1-4），轮片（1-4）将转筒（1）中的主分离段（02）分隔成中心小外周大、呈扇形的油水通道（1-41）；轮片（1-4）的片体在纵向上呈波纹状，主分离轮的轮片（1-4）与转筒（1）固定。
5.如权利要求2所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，所述壳体（2）上面、在所述排油盘（1-5）和排水盘（1-8）的安装位置分别设有排油蜗壳（2-3）和排水蜗壳（2-6），排油蜗壳（2-3）和排水蜗壳（2-6）的外壁均凸出于壳体（2）、又分别与排油接管（2-8）和排水接管（2-9）连接。
6.如权利要求5所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，所述排油盘（1-5）设在主分离段（02）的下游，排油盘（1-5）的外形为一个圆环形短柱体，内部包含一个圆环形的油池（1-56），溢油堰（1-55）设在油池（1-56）上游一侧的池壁中，在所述溢油堰（1-55）上面、沿圆周方向均匀布置着水包油乳化液排入孔（1-51）；溢油堰（1-55）的堰口开设在转轴（3）一侧，溢油堰（1-55）的堰顶至转筒（1）内壁之间的距离大于水包油乳化液排入孔（1-51）设定在溢油堰（1-55）上面的高度；油池（1-56）下游一侧的池壁上设有水包油乳化液溢流堰（1-52），水包油乳化液溢流堰（1-52）的堰顶到转筒（1）内壁之间的距离小于溢油堰（1-55）的堰顶至转筒（1）内壁之间的距离。
7.如权利要求6所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，在所述排油盘（1-5）的外缘均匀开设水通道（1-53），水通道（1-53）在转筒（1）一侧开口并与空心螺钉一（1-54）交错设置；所述空心螺钉一（1-54）安装在油池（1-56）的底部，空心螺钉一（1-54）的中心孔分别与壳体（2）和油池（1-56）连通，空心螺钉一（1-54）螺钉头的翼边固定在转筒（1）与壳体（2）之间、围绕空心螺钉一（1-54）螺钉头的翼边还垫有密封环（2-4）。
8.如权利要求2所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，所述导流轮（1-6）设有导流叶片（1-61），导流叶片（1-61）在转筒（1）的水包油乳化液二次分离段（04）中形成二次分离通道（1-62），导流叶片（1-61）与转筒（1）固定。
9.如权利要求8所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，所述导流叶片（1-61）的表面还涂有亲油层。
10.如权利要求8所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，所述挡水轮（1-7）设有挡水叶片，挡水叶片中设有挡水通道（1-71），挡水叶片与转筒（1）固定。
11.如权利要求10所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，所述挡水轮（1-7）设在导流轮（1-6）的下游一侧，挡水叶片的外径大于导流叶片（1-61）的外径，挡水通道（1-71）设在挡水叶片的外缘。
12.如权利要求5所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，所述排水盘（1-8）设在挡水轮（1-7）的下游一侧，排水盘（1-8）中的溢水堰（1-82）的堰顶至转筒（1）的内壁之间的距离小于溢油堰（1-55）的堰顶至转筒（1）内壁之间的距离，空心螺钉二（1-81）螺钉头的翼边固定在转筒（1）与壳体（2）之间、围绕空心螺钉二（1-81）螺钉头的翼边垫有密封环（2-4），空心螺钉二（1-81）的中心孔与水池（1-83）和排水蜗壳（2-6）连通。
13.如权利要求12所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，所述空心螺钉二（1-81）螺钉头向外凸出于壳体（2）的高度大于空心螺钉一（1-54）向外凸出于壳体（2）的高度；排水蜗壳（2-6）在壳体（2）上面形成的外径大于排油蜗壳（2-3）在壳体（2）上面形成的外径，排水蜗壳（2-6）通过排水接管（2-9）与排水管线（6）连接，排油蜗壳（2-3）通过排油接管（2-8）与排油管线（5）连接。
14.如权利要求3所述的一种从高含水油井产液中提取回注水的分离装置，其特征是，所述转筒（1）的转筒下游端盖（1-9）上面设有通气孔（1-91），该通气孔（1-91）设在转筒下游端盖（1-9）中心孔的周边，该通气孔（1-91）到转轴（3）之间的径向距离小于壳体（2）下游端盖中的排气孔（7-1）到转轴（3）之间的径向距离，排气孔（7-1）与排气管线（7）连接。
技术总结