CN101683576B - 分离器和具有该分离器的流量计总成系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种分离器和具有该分离器的流量计总成系统，本发明提供的分离器，包括分离罐、浮子室、排气管、浮子底座和浮球，分离罐的两侧分别具有进液口和出液口，且分离罐出液口设置在分离罐的底部；浮子室设置在分离罐的顶部且与分离罐连通；排气管设置在浮子室的顶部且与浮子室连通；浮子底座设置在分离罐与浮子室之间，其上具有若干个通气孔；浮球置于浮子底座上方的浮子室内；且浮子底座的中部具有浮球安装孔，浮球安装孔的直径小于浮球的直径，浮球的底部浮动设置在浮球安装孔内。使用时，气液两相流体中的液体沉于分离罐的底部并经出液口流出，气体浮于液体的上方并经分离罐上方的浮子室、排气管排出，能够有效地将气液两相的流体分离。

Description

分离器和具有该分离器的流量计总成系统

技术领域

本发明涉及气、液分离技术，具体涉及一种分离器和具有该分离器的流量计总成系统。

背景技术

气液两相流是石油、化工、动力等工业领域常见的流动工况，但气液两相流体的流量测量方法一直是没有很好解决的一个难题。

特别是对于石油工业来说，两相油井产出液还伴有泥砂等杂质，现有的流量计不能单独使用满足其使用要求，需要与分离设备配合使用才能获得较高的测量精度。

传统的分离法采用分离设备将气液混合物分离后再进行测量，具有测量精度较高、测量结果可靠、测量过程不受流型变化的影响等优点。但缺点是分离设备体积庞大价格昂贵，并需建立专门的计量站和测试管线；并且，当出现不排气等故障时，调整和维护工作较为繁琐，因此，现有分离设备无法得到广泛的应用。随着现代工程规模的迅速发展，该问题显得更加突出。

有鉴于此，亟待研制开发出一种结构简单、工作可靠的分离器，与流量计配合使用，以获得较高的测量精度。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种结构简单、工作可靠的分离器和具有该分离器的流量计总成系统。

本发明提供的分离器，包括分离罐、浮子室、排气管、浮子底座和浮球，所述分离罐的两侧分别具有进液口和出液口，且所述分离罐出液口设置在所述分离罐的底部；所述浮子室设置在所述分离罐的顶部且与所述分离罐连通；所述排气管设置在所述浮子室的顶部且与所述浮子室连通；所述浮子底座设置在所述分离罐与浮子室之间，其上具有若干个通气孔；所述浮球置于所述浮子底座上方的浮子室内。

优选地，所述浮子底座的中部具有浮球安装孔，所述浮球安装孔的直径小于所述浮球的直径，所述浮球的底部浮动设置在所述浮球安装孔内。

所述若干个通气孔均布设置在所述浮球安装孔外周的浮子底座上。

优选地，所述排气管的下端部置于所述浮子室内，且所述排气管下端部为上小下大的变径管。

优选地，还包括沉淀杯和过滤网，所述沉淀杯设置在进液口和浮子室之间的分离罐的底部且与所述分离罐连通；所述过滤网设置在所述沉淀杯和浮子室之间的分离罐内，所述过滤网的外沿与分离罐的内壁相连接。

优选地，还包括封堵部件，所述沉淀杯的底部具有排污口；所述封堵部件与沉淀杯之间为可拆卸连接，用于封堵所述沉淀杯底部的排污口。

所述封堵部件为与所述沉淀杯的底部螺纹连接的丝堵。

优选地，所述过滤网向沉淀杯一侧倾斜设置，且所述过滤网的下沿与沉淀杯杯口处的分离罐内壁相连接。

与现有技术相比，本发明提供的分离器包括分离罐、浮子室、排气管、浮子底座和浮球，气液两相的流体从分离罐的进液口进入分离罐后，液体沉于分离罐的底部并经分离罐的出液口流出，气体浮于液体的上方并经分离罐上方的浮子室、排气管排出，能够有效地将气液两相的流体分离。与现有分离设备相比，本发明具有结构简单、可靠，安装、维护方便，以及成本较低的特点，因此，与流量计配套使用可广泛应用于各种测量液体流量的工况。

本发明所提供的分离器的优选方案中，还包括设置在所述分离罐进液口的沉淀杯和过滤网，当液体进入分离罐后，所述过滤网可将液体中的砂石、棉砂等杂质过滤，杂质可落入沉淀杯中，这样，避免了杂质随液流一并进入流量计，进而可有效避免流量计卡死的现象发生。另外，在所述沉淀杯底部设置有可折卸连接的封堵部件，以定期清理沉淀杯中积存的杂质。

本发明提供的分离器，适用于与所述流量计配套使用，特别是与流量计集成设计为一体的流量计总成系统，可将气体分离以获得精准的液体流量。

本发明提供的流量计总成系统，包括流量计和如前所述的分离器，所述流量计的进液口与所述分离器的分离罐出液口连通。

优选地，还包括出液管，所述出液管的进口与所述流量计的出液口连通，所述出液管的出口高于所述流量计的工作液面。

在所述流量计总成系统的优选方案中，与所述流量计的出液口连通的出液管的出口高于所述流量计的工作液面，也就是说，待测液体会在所述分离罐内积液，当分离罐中的液面高度大于所述流量计的工作液面时，待测液流才能流经所述流量计，完成液量的检测工作，可避免液体的流量很小而达不到流量计的最低工作流量时，无法获得精准液量的问题。

附图说明

图1是本发明所述具有分离器的流量计总成系统的整体结构示意图；

图2是本发明所述分离器的浮子底座的结构示意图；

图3是本发明所述过滤网的结构示意图。

图1至图3中：

分离器1、流量计2、分离罐10、进液口11、出液口12、排气口13、排污口14、浮子室20、排气管21、浮子底座22、通气孔221、浮球安装孔222、浮球23、沉淀杯30、排污口31、过滤网40、封堵部件50、出液管60。

具体实施方式

本发明的核心要点在于提供一种分离器，包括分离罐、浮子室、排气管、浮子底座和浮球，所述分离罐的两侧分别具有进液口和出液口，且所述分离罐出液口设置在所述分离罐的底部；所述浮子室设置在所述分离罐的顶部且与所述分离罐连通；所述排气管设置在所述浮子室的顶部且与所述浮子室连通；所述浮子底座设置在所述分离罐与浮子室之间，其上具有若干个通气孔；所述浮球置于所述浮子底座上方的浮子室内。当气液两相的流体从分离罐的进液口进入分离罐后，液体沉于分离罐的底部并经分离罐的出液口流出，气体浮于液体的上方并经分离罐上方的浮子室、排气管排出，能够有效地将气液两相的流体分离。

请参见图1，该图是本发明所述具有分离器的流量计总成系统的整体结构示意图。

如图1所示，所述流量计总成系统由分离器1和流量计2两个部件集合而成，所述流量计2的进液口与所述分离器1的出液口连通，其中，流量计选用现有的市售的即可，比如，靶式流量计，可将所测得的流量值转换为电信号进行显示或作为控制信号输出；需要说明的是，由于流量计不是本专利的发明点所在，故在本实施方式中对于流量计不作详细阐述。

下面结合说明书附图具体说明本发明提供的分离器。

分离罐10的两侧分别设置有进液口11和出液口12。气液两相的液流经所述分离罐10的进液口11进入罐体内，气、液分离后的液流经所述分离罐10的出液口12流出。由于气液分离的液体积存于罐底，所述分离罐出液口12设置在所述分离罐10的底部，以确保经出液口12流出的液体不夹杂气体。

浮子室20设置在所述分离罐10顶部的排气口13处，所述浮子室20的内腔与所述分离罐10的内腔连通。

排气管21设置在所述浮子室20的顶部，所述排气管21与浮子室20连通。

浮子底座22设置在所述分离罐10与所述浮子室20之间，所述浮子底座22上具有若干个通气孔221，具体请参见图2，该图是本发明述浮子底座22的结构示意图。随着气液两相液流连续流经分离罐10，悬浮在所述分离罐10上部的气体经所述浮子底座22的通气孔221、浮子室20的内腔、排气管21排出。

浮球23置于所述浮子室20内且浮动设置在所述浮子底座22上。流经所述分离罐10的液量很大，液体会把分离罐10充满，当液体溢至浮子室10时，所述浮球23被液面托起与排气管21的下端口相抵，如此设计，可确保液流只能从分离罐10的出液口12排出，而无法从分离器10的排气口处流走。

进一步，如图2所示，所述浮子底座22的中部具有浮球安装孔222，所述浮球安装孔222的直径小于所述浮球23的直径，常态时，所述浮球23的底部浮动设置在所述浮球安装孔222内。所述浮球安装孔222设置在所述浮子底座22的中部，可确保所述浮球23在所述浮子底座22上的定位可靠，所述浮球23在上浮、下沉运动过程中具有确定运动轨迹。

可以理解的是，所述浮子底座22上通气孔221的作用是提供气体排出的通道，因此，本专利对所述通气孔221的形状及其在浮子底座22上的布置形式不作具体限定，只要满足排气的具体要求均在本专利的保护范围内。当然，图2中所示所述若干个通气孔221为圆形孔且均布设置在所述浮球安装孔222外周的浮子底座22上，这样，排出的气流可以均匀地从所述浮球安装孔222外周的通气孔221中排出，可避免在排气过程中产生不必要的排气振动。

进一步地，如图1所示，所述排气管21的下端部置于所述浮子室20内，且所述排气管21的下端部为上小下大的变径管。当所述浮球23在液面的作用下上浮时，排气管21下端的上小下大的变径管可以起导向的作用，确保所述浮球23快速地与排气管21相抵，进而快速地阻挡液体从排气管21中流出，另外，由于排气管21的下端部与所述浮球23相抵接的面大致呈锥形，因此，所述浮球23与所述排气管21下端部之间的相抵密封更加可靠。

如图1所示，在进液口11与浮子室20之间的分离罐10的底部设有排污口14，沉淀杯30设置在所述分离罐10的下方，所述沉淀杯30与所述分离罐10连通。

过滤网40设置在所述沉淀杯30和浮子室20之间的分离罐10内，即设置在分离罐10的排污口14与排气口13之间。请参见图3，该图是本发明所述过滤网40的结构示意图，需要说明的是，所述过滤网40可以选用网状型材，也可以采用在板材上加工出过滤网眼的方式实现。其中，所述过滤网4与所述分离罐10之间的固定可以采用多种方式实现，所述过滤网4的外沿与分离罐10的内壁之间即可以焊接方式固定连接，也可以通过螺纹紧固件固定连接。液流经所述分离罐10的进液口11进入分离罐10后，首先流经过所滤网40，液流中的杂质被挡在过滤网40的进液口11后落入一侧的沉淀杯30内。

图1中所示，所述过滤网40向沉淀杯30一侧倾斜设置，且所述过滤网40的下沿与沉淀杯口处的分离罐10内壁相连接。如此设计的目的，可以使得液流中的杂质在倾斜设置的过滤网40处受阻后直接下落至沉淀杯30内，避免了杂质挂在过滤网40上堵塞通道。需要说明的，所述过滤网40与竖直方向的夹角可以为10°～30°，但是，在本专利对于过滤网40的倾斜角度不作具体的限定，只要是倾斜设置均在本专利的保护范围内。

进一步地，所述沉淀杯30的底部具有排污口31；封堵部件50与所述沉淀杯30之间采用可拆卸连接，用于封堵所述沉淀杯30底部的排污口31。这样，拆卸所述封堵部件50，就可以通过所述沉淀杯30的排污口31定期地清理沉淀杯30内积存的杂质污物。可以理解的地，基于现有技术所述封堵部件50与沉淀杯30之间的可拆卸连接可以有多种方式，比如，通过螺纹紧固件实现封堵部件50与所述沉淀杯30之间的可拆卸连接。如图1所示，所述封堵部件50具体为与所述沉淀杯30的底部螺纹连接的丝堵，所述沉淀杯30的排污口31具体为与丝堵连接的螺纹孔，结构简单，操作可靠。

在工作状态，气液两相的流体从分离罐10的进液口11进入分离罐后，液体受自重影响沉积于分离罐10的底部并经分离罐10的出液口12流出，气体浮于液体的上方并经分离罐上方的浮子室20、排气管21排出，能够有效地将气液两相的流体分离。与现有分离设备相比，本发明具有结构简单、可靠，安装、维护方便，以及成本较低的特点，可广泛应用于各种待测液体流量的使用工况。

本发明提供的流量计总成系统还包括出液管60，所述出液管60的进口与所述流量计2的出液口连通，所述出液管60的出口高于所述流量计的工作液面；也就是说，待测液体进入分离罐10内后，首先在所述分离罐10内积液，当分离罐10中的液面高度大于所述流量计2的工作液面时，待测液流才能流经所述流量计2，完成液量的检测工作，进而可避免液体的流量很小而达不到流量计2的最低工作流量无法获得精准液量的问题。

本发明所提供的流量计总成系统可广泛应用于不同的流量检测管路中，比如，设置在油井热洗清蜡设备的热交换器的进液管路中，该热交换器采用油井产出液作为传热介质，需要对进入热交换器的油井产出液的流量进行计量，当流量过小时可及时关闭燃烧器，以免流量过小发生设备干浇现象，降低设备的使用寿命。气液两相的油井产出液通常会含有砂石或者棉砂、橡胶等井下作业残留杂质，油井产出液经分离罐进液口进入后，其中的杂质被过滤网挡在沉淀杯一侧，气体重量较轻悬浮在分离罐的上部并经排气管排出，液体沉积于分离罐的底部并经分离罐出液口至流量计，这样，经过流量计的油井产出液中基本上没有气体的成分，进入热交换器的油井产出液可以得到准确的流量，同时，可避免砂石等杂质堵塞流量计，从而确保设备安全可靠地运行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.分离器，其特征在于，包括：

分离罐，其两侧分别具有进液口和出液口，且所述出液口设置在所述分离罐的底部；

浮子室，设置在所述分离罐的顶部且与所述分离罐连通；

排气管，设置在所述浮子室的顶部且与所述浮子室连通；

浮子底座，设置在所述分离罐与浮子室之间，其上具有若干个通气孔；和

浮球，置于所述浮子底座上方的浮子室内；且

所述浮子底座的中部具有浮球安装孔，所述浮球安装孔的直径小于所述浮球的直径，所述浮球的底部浮动设置在所述浮球安装孔内。

2.根据权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述若干个通气孔均布设置在所述浮球安装孔外周的浮子底座上。

3.根据权利要求2所述的分离器，其特征在于，所述排气管的下端部置于所述浮子室内，且所述排气管下端部为上小下大的变径管。

4.根据权利要求1所述的分离器，其特征在于，还包括：

沉淀杯，设置在进液口和浮子室之间的分离罐的底部且与所述分离罐连通；和

过滤网，设置在所述沉淀杯和浮子室之间的分离罐内，所述过滤网的外沿与分离罐的内壁相连接。

5.根据权利要求4所述的分离器，其特征在于，还包括封堵部件，所述沉淀杯的底部具有排污口；所述封堵部件与沉淀杯之间为可拆卸连接，用于封堵所述沉淀杯底部的排污口。

6.根据权利要求5所述的分离器，其特征在于，所述封堵部件为与所述沉淀杯的底部螺纹连接的丝堵。

7.根据权利要求6所述的分离器，其特征在于，所述过滤网向沉淀杯一侧倾斜设置，且所述过滤网的下沿与沉淀杯杯口处的分离罐内壁相连接。

8.流量计总成系统，包括流量计，其特征在于，还包括：

权利要求1至7中任一权利要求中所述的分离器，所述流量计的进液口与所述分离器的分离罐出液口连通。

9.根据权利要求8所述的流量计总成系统，其特征在于，还包括出液管，所述出液管的进口与所述流量计的出液口连通，所述出液管的出口高于所述流量计的工作液面。

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