CN104689604B - 多级气液两相分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级气液两相分离装置，解决了现有分离器气液分离不充分和二氧化碳气体无法完全收集的问题。该分离装置采用三级分离技术，其中一级分离筛分离采用喷头式结构，二级及三级分离筛均采用偏心漏斗式结构，使得气液混合物在尽量大的面积上分离尽量长的时间，从而使得气液混合物进行充分的分离，获得较好的分离效果，同时采用三级收集的方式，即对每一级分离后的气体进行收集，保证了分离出来的气体被全部收集起来，从而为二氧化碳驱油物理模拟实验提供保障。

Description

多级气液两相分离装置

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳驱油物理模拟实验气液分离设备。

背景技术

在二氧化碳驱油物理模拟实验中，气液分离及精确计量是确定驱油效果量化的关键步骤，因此气液分离和气体收集是否完全显得尤为重要。

原有气液分离装置如附图1所示，由混合液进口管1、气液分离器筒体2、集气管3构成，所述混合液进口管1和集气管3位于筒体上部，所述气液分离器筒体2的主体为圆柱形结构，底部采用偏心漏斗式结构，用于液体收集；驱油模型所产生的气液混合物经混合液进口管1流入气液分离器筒体2内部，产出液进入试管4进行计量，产出气经集气管3进入气体流量计进行计量。由附图1可以看出，集气管3位于气液分离器筒体2的顶部且只有一级分离，二氧化碳将随着产出液从出口流向外部，但因常压下二氧化碳密度大于空气，因此模型产出的二氧化碳将留存在于容器底部，导致气液分离不充分，二氧化碳气体无法完全收集，致使实验结果存在误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种多级气液两相分离装置，解决现有二氧化碳驱油物理模拟实验中，气液分离不充分和二氧化碳气体无法完全收集，致使实验结果存在误差的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种多级气液两相分离装置，包括筒体、混合液进口管及集气管，所述筒体由筒部及底部组成，其中筒部为圆筒状或椭圆筒状，底部采用偏心漏斗式结构，且漏斗的上口为斜口，混合液进口管从筒体的上方伸入筒内，混合液进口管的出口设置一级分离筛，该一级分离筛采用喷头式结构；上述筒体内还设置二级分离筛及三级分离筛，所述二级分离筛及三级分离筛的主体均为偏心漏斗式结构，且偏心漏斗的上口为斜口，更进一步的是，二级分离筛的上口与三级分离筛的上口倾斜方向相反；上述一级分离筛的出口与二级分离筛上口最高点之间的距离小于其与二级分离筛上口最低点之间的距离，二级分离筛的出口与三级分离筛上口最高点之间的距离小于其与三级分离筛上口最低点之间的距离，三级分离筛的出口与筒体底部斜口最高点之间的距离小于其与筒体底部斜口最低点之间的距离，且二级分离筛及三级分离筛的出口分别固定连接喷头；另外，所述筒体外设置三个支管，其中支管之一开口于二级分离筛的上口的最低点，支管之二开口于三级分离筛的上口的最低点，支管之三开口于筒体底部的斜口的最低点，三支管的出口交汇于集气管的入口，集气管位于筒体的中下部。

优选筒体的筒部形状为椭圆形。

优选多级气液两相分离装置的各部件均采用透明材质。

有益效果：

（1）气液分离效果好：采用三级分离设计，使气液充分分离，保证了计量的准确度；

（2）二氧化碳收集全面：采用三级收集方式，并且集气管位于分离器侧部偏下，有利于密度较大的二氧化碳的收集；

（3）液体收集全面：筒体内壁及分离筛壁采用中性润湿处理，避免油水挂壁现象的产生，使得液体搜集更完全；

（4）可视化：筒体及配套管路采用透明玻璃钢设计，可实时观察气液分离过程。

附图说明

图1是原气液分离器结构示意图。

图2本发明多级气液两相分离装置的结构示意图。

图3为二级分离筛结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

由图2结合图3所示：一种多级气液两相分离装置，包括筒体13、混合液进口管11及集气管19，所述筒体13由筒部及底部组成，其中筒部为圆筒状或椭圆筒状，底部采用偏心漏斗式结构，且漏斗的上口为左侧高、右侧低的斜口，筒体的出口也位于筒体13中心线的右侧，所以筒体13底部的左侧斜壁a比其右侧斜壁b长；所述混合液进口管11从筒体13的上方伸入筒内，混合液进口管11的出口设置一级分离筛12，该一级分离筛12采用喷头式结构，其出口位于筒体13中心线的左侧，筒体13内还设置二级分离筛14及三级分离筛16，所述二级分离筛14及三级分离筛16均为偏心漏斗式结构，且偏心漏斗的上口为斜口，其中二级分离筛14的上口左侧高于其上口右侧，二级分离筛14的出口位于筒体13中心线的右侧，所以二级分离筛14的左侧斜壁比其右侧斜壁长；所述三级分离筛16的上口右侧高于其上口左侧，三级分离筛16的出口位于筒体13中心线的左侧，所以三级分离筛16的右侧斜壁长度比其左侧斜壁长；上述二级分离筛14及三级分离筛16的出口还分别固定连接喷头；另外，所述筒体13的右侧设置上下两个支管，其中上支管15开口于二级分离筛14上口右侧的最低点，下支管18开口于筒体13斜口右侧的最低点，筒体13的左侧也设置支管，左支管17开口于三级分离筛16上口左侧的最低点，上支管15、下支管18及左支管17的出口均与集气管19的入口交汇，集气管19位于筒体13的中下部，集气管19的出口与气体流量计连接。

使用时，模型所产生的气液混合物由混合液进口管11流入筒体13前，首先经过一级分离筛12的一级分离，一级分离出来的气体由上支管15流入集气管19；一级分离后的气液混合物落到二级分离筛14的左侧内壁上，因为二级分离筛14的左侧内壁比较其右侧内壁的长度长，所以气液混合物一方面在该内壁上相互分离的时间比较长，另一方面气液混合物流经内壁的面积大，所以分离的效果相对就比较好，二级分离筛14的出口喷头对流经的气液混合物进行进一步的分离；气液混合物经过二级分离筛的二级分离后，其中的气体也由上支管15流入集气管19，二级分离后的气液混合物落到三级分离筛16的右侧内壁上，同理，三级分离筛16的右侧内壁较其左侧内壁的长度长，所以气液混合物在该内壁上分离的时间比较长，流经的面积比较大，分离的效果比较好，三级分离筛16的出口喷头对流经的气液混合物进行进一步的分离；气液混合物经过了三级分离筛的三级分离后，其中的气体由左支管17流入集气管19；三级分离后的气液混合物由三级分离筛16的出口落入到筒体13底部的左侧斜壁上，同理，左侧斜壁较右侧斜壁长，气液混合物进一步分离，分离出来的气体由下支管18流入集气管19，集气管19与气体流量计连接，由气体流量计计量分离后气体的总量，分离出来的液体流入到下面的试管中。

从上述描述可以看出，本发明的多级气液分离装置，对气液混合物进行了三级分离，尤其是二级分离筛及三级分离筛的分离效果更好，所以本申请的气液分离装置较现有的气液分离器分离的更彻底、更完全。同时装置还对分离出来的气体进行了三级收集，即对每一级分离出来的气体分别收集，保证分离出来的气体全部被收集起来。最终确保二氧化碳驱油物理模拟实验结果的真实有效。

下面通过验证例来进一步说明本发明装置的有益效果：

利用原有气液分离器与本发明多级气液两相分离装置并行作同一方案下的二氧化碳驱油物理模拟实验，为了得出较为准确的对比结果，在同一实验条件分别重复做5次，计量实验所产生的气体体积，实验内容如下：

（1）实验条件：模拟油、地层水、φ2.5cm×10cm人造岩心、1米长岩心夹持器、驱油实验装置；

（2）实验步骤：

①岩心饱和水老化24小时后饱和油，老化24小时；

②水驱采收率达40%后注0.3PV二氧化碳，再后续水驱至含水率98%；

（3）实验结果：所得气液计量结果如表1所示：

表1实验结果统计

通过观察分析可知，本发明气液分离器收集气体的体积明显多余原有分离器的，平均多收集体积为1.48mL，说明本发明装置具有较好的气液分离与气体收集效果。

Claims (2)

1.一种多级气液两相分离装置，包括筒体、混合液进口管及集气管，所述筒体由筒部及底部组成，其特征在于：所述筒部为圆筒状或椭圆筒状，所述底部采用偏心漏斗式结构，且漏斗的上口为斜口，混合液进口管从筒体的上方伸入筒内，混合液进口管的出口设置一级分离筛，该一级分离筛采用喷头式结构；上述筒体内还设置二级分离筛及三级分离筛，所述二级分离筛及三级分离筛的主体均为偏心漏斗式结构，且偏心漏斗的上口为斜口，更进一步的是，二级分离筛的上口与三级分离筛的上口倾斜方向相反；上述一级分离筛的出口与二级分离筛上口最高点之间的距离小于其与二级分离筛上口最低点之间的距离，二级分离筛的出口与三级分离筛上口最高点之间的距离小于其与三级分离筛上口最低点之间的距离，三级分离筛的出口与筒体底部斜口最高点之间的距离小于其与筒体底部斜口最低点之间的距离，且二级分离筛及三级分离筛的出口分别固定连接喷头；另外，所述筒体外设置三个支管，其中支管之一开口于二级分离筛的上口的最低点，支管之二开口于三级分离筛的上口的最低点，支管之三开口于筒体底部的斜口的最低点，三支管的出口交汇于集气管的入口，集气管位于筒体的中下部。

2.根据权利要求1所述的多级气液两相分离装置，其特征在于：装置的各部件采用透明材质。