一种虹吸式旋流气液两相分离装置的金沙现金网平台

文档序号:5035512
专利名称:一种虹吸式旋流气液两相分离装置的金沙现金网平台
技术领域
本实用新型涉及气液两相分离技术,具体地说是一种利用离心沉降原理将气液两相中具有不同密度的相进行快速分离的机械分离技术即虹吸式旋流气液两相分离装置。
背景技术
目前,气液两相分离技术一般来说需要离心式旋流气液两相分离装置,这是一种带有倾斜向下切向入口及气体、液体出口的管状式分离装置,结构见附图2。工作时,气液混合物由切向入口进入分离装置主分离筒并产生旋流流动,气液混合物在离心力、浮力和重力的综合作用下分离出气液两相,液体流向器壁并作螺旋形向下运动,经稳定后从底部液向出口流出;气体流向中心,向上运动并从气相出口逸出。离心式旋流气液两相分离装置虽然解决了常规分离器存在体大、笨重、投资高等缺点。由于油田单井产液情况比较复杂,产液量从每天几十立方至上千立方不等,产液粘度、含水率大小不一,气液比随时变化,且离心式旋流气液两相分离装置液封结构相对比较简单,受气液两相实际条件的影响较大。气液两相局部条件的变化,都会引起分离效果的重大起伏,限制了离心式旋流气液两相分离装置的使用范围,它只适用于产液稳定的油井。对于压力变化较大、产液量变化较大的油井来说,分离器内液位的控制对分离效果的影响是主要因素。有鉴于此,针对上述问题,很有必要在离心式旋流气液两相分离装置的基础上,利用虹吸式原理,提出一种设计合理且有效改善上述缺失的一种虹吸式旋流气液两相分离装置。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种虹吸式旋流气液两相分离装置,利用气液两相的密度不同,在离心力、浮力和重力的共同作用下分离出气液两相;再利用虹吸式原理,根据气液两相压力、流量的变化自动调节气液两相工作液位和出口流量,从而控制气液两相分离效果。与单一的离心式旋流气液两相分离装置相比,具有自动调节气液两相分离、分离过程稳定、分离效果好、分离效率高等特点。为了达成上述目的,本实用新型提供了一种虹吸式旋流气液两相分离装置,该装置为左右并列的双管结构并且通过上端的上连通管和下端的下连通管连接成一体;其中左管主要为锥筒体分离伞并且连接有气液入口管,右管则主要为辅助分离筒,在辅助分离筒上设置有液位调节装置。所述辅助分离筒上还设置有丝网分离器,并且该丝网分离器位于液位调节装置的上方。所述锥筒体分离伞上设置有液面显示装置并且通过管道连接至辅助分离筒;所述液位调节装置为一个上下两端为锥形的筒体结构。所述入口管分为与锥筒体分离伞相互平行且连通的垂直上升入口管、与锥筒体分离伞连通的下倾斜入口管、两端分别连通垂直上升入口管和下倾斜入口管的倾斜上升入口管;所述倾斜上升入口管与下倾斜入口管相互平行。所述锥筒体分离伞和下倾斜入口管之间还设置有入口变形管。所述液位调节装置上方的辅助分离筒上设置有气相出口管;所述液位调节装置下方的辅助分离筒上设置有液相出口管。所述上连通管上设置有放空管;所述下连通管上连接有排污管。所述左右并列的双管结构气液两相分离装置固定在装置支座上。相较于现有技术,本实用新型具有自动调节气液两相分离、分离过程稳定、分离效果好、分离效率高等特点。在应用已经成熟的离心式旋流气液两相分离装置的基础上,进行了工艺和结构上的改进,编制了虹吸式旋流气液两相分离装置的工艺计算软件,采用双管结构,利用上、下连通管将双管连接,液相流稳定区放在了下连通管及分离装置的另一侧, 相对加长了液相流稳定区的长度,减小了主分离筒体的高度,增加了液位调节装置。虹吸式旋流气液两相分离装置的工艺计算软件可以根据气相两相的实际工况条件计算虹吸式旋流气液两相分离装置各部位的尺寸,确保虹吸式旋流气液两相分离装置在油井产液在压力、产液量变化较大的情况下,平稳运行和连续生产。虹吸式旋流气液两相分离装置采用了离心式旋流气液两相分离装置的离心旋流分离原理,保留了离心式旋流气液两相分离装置高效的分离主体结构。与离心式旋流气液两相分离装置相比,虹吸式旋流气液两相分离装置设计变化如下1、利用虹吸式原理,采用双管结构,利用上、下连通管将双管连接,液相流稳定区放在了下连通管及分离装置的另一侧,相对加长了液相流稳定区的长度,减小了主分离筒体的高度,且减少了液相流中的气相含量。主分离筒体高度的降低可以节省高度空间。2、将丝网分离器放在了分离装置的另一侧,在气相流速度和重力的作用下,丝网分离器中凝结的小液滴会加快向下移动而形成大小液滴快速滴下,减小了丝网分离器中液滴的存量,减小了分离装置的整体压降,使气相流速加快,提高了气相的洁净度;3、增设了液位调节装置经过详细的工艺计算确定分离装置内需要控制的液封高度,精确计算液位调节装置的重量和浮力,确定液位调节装置的连接尺寸。虹吸式旋流气液两相分离装置的液位调节装置对于压力变化较大、产液量变化较大的油井非常重要,它利用分离装置内液位的变化精确控制离心式旋流气液两相分离装置内的液封高度分离装置内液位的变化会引起液位调节装置的上下起浮,在液相流量大时, 辅助分离筒内液位上升,液位调节装置的上浮,带动气相通道流通面积减小,直至气相通道完全封闭,同时液相通道流通面积增大,液相通道压力增大,液相流量加大;在气相流量大时,辅助分离筒内液位下降,液位调节装置的下浮,带动液相通道流通面积减小,直至液相通道完全封闭,同时气相通道流通面积增大,气相通道压力增大,气相流量加大。避免出现 当液相流量特别大时,液相在气相出口管中排出和当气相流量特别大时,气相在液相出口管中排出的两种极端现象。液位调节装置,实现了油井产液在压力、产液量变化较大的情况下,分离装置的高效连续分离。4、改变了入口管结构设计入口管与油井来液连接部位更靠近分离装置,以节省现场空间。[0023]5、改变了液面显示装置气相连接管的位置设置液面显示装置的目的是要精确显示主分离筒内液位的变化,而主分离筒内气相流与辅助分离筒内气相流相比,辅助分离筒内气相流更稳定,且压力基本一致,因此将气相连接管的位置放在了辅助分离筒气相通道上,可以保证液面显示装置工作更稳定。6、液位调节装置筒体采用了锥体结构设计虹吸式旋流气液两相分离装置整体结构仍为管状,液位调节装置筒体与辅助筒体管径不一致。若采用平板结构,在内压作用下, 由于管径变化太大,存在较大的应力集中,结构受力不好,导致平板结构厚度显著增大;若采用封头结构,存在小封头上开大孔现象,封头强度严重削弱,且在小筒体连接端存在应力集中。因此,液位调节装置筒体与辅助筒体连接采用了锥体结构设计消除了结构设计中的应力集中。7、编制了虹吸式旋流气液两相分离装置工艺计算软件虹吸式旋流气液两相分离装置工艺计算软件可以完成入口管结构计算、入口喷嘴计算、分离器直径计算、分离器液滴区高度计算、分离器入口分流区高度计算、分离器旋涡区高度计算、分离器气泡区高度计算、双管压力平衡计算及辅助筒体内液封高度的计算、液位调节装置尺寸计算与分离器出口管计算等。通过工艺计算,让虹吸式旋流气液两相分离装置结构设计更合理。

图1为本实用新型一种虹吸式旋流气液两相分离装置的结构图;图2为现有技术的离心式旋流气液两相分离装置的结构图。图中1、排污管;2、装置支座;3、垂直上升入口管;4、倾斜上升入口管;5、下倾斜入口管;6、入口变形管;7、锥筒体分离伞;8、上连通管;9、放空管;10、丝网分离器;11、气相出口管;12、辅助分离筒;13、液位调节装置;14、液相出口管;15、下连通管;16、液面显示装置;17、正常工作时液面位置;XI.垂直入口管,X2.下倾斜入口管,X3.入口变形管,X4.锥筒体分离伞,X5.丝网分离器,X6.气相出口管,X7.主分离筒体,X8.液面显示装置,X9.液相出口管,X10.排污管,XII.装置支腿。
具体实施方式
有关本实用新型的详细说明及技术内容,配合附图说明如下,然而附图仅提供参考与说明之用,并非用来对本实用新型加以限制。根据图1所示,一种虹吸式旋流气液两相分离装置,该装置为左右并列的双管结构并且通过上端的上连通管8和下端的下连通管15连接成一体;液相流稳定区放在了下连通管及分离装置的另一侧,相对加长了液相流稳定区的长度,减小了主分离筒体的高度, 且减少了液相流中的气相含量。主分离筒体高度的降低可以节省高度空间。其中左管主要为锥筒体分离伞7并且连接有气液入口管,右管则主要为辅助分离筒12,在辅助分离筒上设置有液位调节装置13。增设了液位调节装置经过详细的工艺计算确定分离装置内需要控制的液封高度,精确计算液位调节装置的重量和浮力,确定液位调节装置的连接尺寸。虹吸式旋流气液两相分离装置的液位调节装置对于压力变化较大、产液量变化较大的油井非常重要,它利用分离装置内液位的变化精确控制离心式旋流气液两相分离装置内的液封高度分离装置内液位的变化会引起液位调节装置的上下起浮,在液相流量大时,辅助分离筒内液位上升,液位调节装置的上浮,带动气相通道流通面积减小,直至气相通道完全封闭, 同时液相通道流通面积增大,液相通道压力增大,液相流量加大;在气相流量大时,辅助分离筒内液位下降,液位调节装置的下浮,带动液相通道流通面积减小,直至液相通道完全封闭,同时气相通道流通面积增大,气相通道压力增大,气相流量加大。避免出现当液相流量特别大时,液相在气相出口管中排出和当气相流量特别大时,气相在液相出口管中排出的两种极端现象。液位调节装置,实现了油井产液在压力、产液量变化较大的情况下,分离装置的高效连续分离。液位调节装置13为一个上下两端为锥形的筒体结构。液位调节装置筒体采用了锥体结构设计虹吸式旋流气液两相分离装置整体结构仍为管状,液位调节装置筒体与辅助筒体管径不一致。若采用平板结构,在内压作用下,由于管径变化太大,存在较大的应力集中,结构受力不好,导致平板结构厚度显著增大;若采用封头结构,存在小封头上开大孔现象,封头强度严重削弱,且在小筒体连接端存在应力集中。因此,液位调节装置筒体与辅助筒体连接采用了锥体结构设计消除了结构设计中的应力集中。锥筒体分离伞7上设置有液面显示装置16并且通过管道连接至辅助分离筒12 ; 改变了液面显示装置气相连接管的位置设置液面显示装置的目的是要精确显示主分离筒内液位的变化,而主分离筒内气相流与辅助分离筒内气相流相比,辅助分离筒内气相流更稳定,且压力基本一致,因此将气相连接管的位置放在了辅助分离筒气相通道上,可以保证液面显示装置工作更稳定。辅助分离筒12上还设置有丝网分离器10,并且该丝网分离器位于液位调节装置 13的上方。将丝网分离器放在了分离装置的另一侧,在气相流速度和重力的作用下,丝网分离器中凝结的小液滴会加快向下移动而形成大小液滴快速滴下,减小了丝网分离器中液滴的存量,减小了分离装置的整体压降,使气相流速加快,提高了气相的洁净度。入口管分为与锥筒体分离伞相互平行且连通的垂直上升入口管3、与锥筒体分离伞连通的下倾斜入口管5、两端分别连通垂直上升入口管和下倾斜入口管的倾斜上升入口管4 ;所述倾斜上升入口管与下倾斜入口管相互平行。所述锥筒体分离伞和下倾斜入口管之间还设置有入口变形管6。改变了入口管结构设计入口管与油井来液连接部位更靠近分离装置,以节省现场空间。液位调节装置上方的辅助分离筒上设置有气相出口管11 ;所述所述液位调节装置下方的辅助分离筒上设置有液相出口管14。上连通管上设置有放空管9 ;所述下连通管上连接有排污管1。左右并列的双管结构气液两相分离装置固定在装置支座2上。另外还编制了虹吸式旋流气液两相分离装置工艺计算软件虹吸式旋流气液两相分离装置工艺计算软件可以完成入口管结构计算、入口喷嘴计算、分离器直径计算、分离器液滴区高度计算、分离器入口分流区高度计算、分离器旋涡区高度计算、分离器气泡区高度计算、双管压力平衡计算及辅助筒体内液封高度的计算、液位调节装置尺寸计算与分离器出口管计算等。通过工艺计算,让虹吸式旋流气液两相分离装置结构设计更合理。本装置制作前应采用根据虹吸式旋流气液两相分离装置的工艺计算软件计算各部位的尺寸,然后进行虹吸式旋流气液两相分离装置的结构设计和结构强度计算。本装置制作时,应严格按设计施工图纸进行制作,各部位尺寸一般精确到mm,应严格控制制作误差。现场安装完毕,并接通流程后,观察液面显示装置显示的液位,通过调节气相出口管或液相出口管的阀门将虹吸式旋流气液两相分离装置工作液位高度调试到理论值,虹吸式旋流气液两相分离装置将自动工作。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,非用以限定本实用新型的专利范围,其他运用本实用新型的专利精神的等效变化,均应俱属本实用新型的专利范围。
权利要求1.一种虹吸式旋流气液两相分离装置,其特征在于,该装置为左右并列的双管结构并且通过上端的上连通管和下端的下连通管连接成一体;其中左管主要为锥筒体分离伞并且连接有气液入口管,右管则主要为辅助分离筒,在辅助分离筒上设置有液位调节装置。
2.根据权利要求1所述的一种虹吸式旋流气液两相分离装置,其特征在于,所述辅助分离筒上还设置有丝网分离器,并且该丝网分离器位于液位调节装置的上方。
3.根据权利要求2所述的一种虹吸式旋流气液两相分离装置,其特征在于,所述锥筒体分离伞上设置有液面显示装置并且通过管道连接至辅助分离筒;所述液位调节装置为一个上下两端为锥形的筒体结构。
4.根据权利要求1所述的一种虹吸式旋流气液两相分离装置,其特征在于,所述入口管分为与锥筒体分离伞相互平行且连通的垂直上升入口管、与锥筒体分离伞连通的下倾斜入口管、两端分别连通垂直上升入口管和下倾斜入口管的倾斜上升入口管;所述倾斜上升入口管与下倾斜入口管相互平行。
5.根据权利要求4所述的一种虹吸式旋流气液两相分离装置,其特征在于,所述锥筒体分离伞和下倾斜入口管之间还设置有入口变形管。
6.根据权利要求1所述的一种虹吸式旋流气液两相分离装置,其特征在于,所述液位调节装置上方的辅助分离筒上设置有气相出口管;所述液位调节装置下方的辅助分离筒上设置有液相出口管。
7.根据权利要求1所述的一种虹吸式旋流气液两相分离装置,其特征在于,所述上连通管上设置有放空管;所述下连通管上连接有排污管。
8.根据权利要求1所述的一种虹吸式旋流气液两相分离装置,其特征在于,所述左右并列的双管结构气液两相分离装置固定在装置支座上。
专利摘要本实用新型提供一种虹吸式旋流气液两相分离装置,该装置为左右并列的双管结构并且通过上端的上连通管和下端的下连通管连接成一体;其中左管主要为锥筒体分离伞并且连接有气液入口管,右管则主要为辅助分离筒,在辅助分离筒上设置有液位调节装置。利用气液两相的密度不同,在离心力、浮力和重力的共同作用下分离出气液两相;再利用虹吸式原理,根据气液两相压力、流量的变化自动调节气液两相工作液位和出口流量,从而控制气液两相分离效果。与单一的离心式旋流气液两相分离装置相比,具有自动调节气液两相分离、分离过程稳定、分离效果好、分离效率高等特点。
文档编号B01D19/00GK202223935SQ201220008329
公开日2012年5月23日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者姜俊荣, 曹永平 申请人:胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司
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