CN107178358B - 液位压力调节装置和外置液位压力调节的油气分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液位调节技术领域，是一种独立外置式液位压力调节装置和外置液位压力调节的油气分离器，该独立外置式液位压力调节装置包括上罐体、下罐体、上浮球、下浮球、出气阀体、出油阀体、上浮球阀门连杆装置和下浮球阀门连杆装置。本发明能够在一套装置内，最大程度适应不同油井来液及气量变化量大的情况，可以稳定最低液位，防止气窜油路管线，防止淹没分离器内设备，造成设备损坏，防止油液窜入气路管线，造成气路仪表的损坏和气路管线堵塞；同时能够对各压力液位调节部件独立封装，最大程度的进行保护，有效避免了分离器腔体内外的连接动密封问题，特别适用于高温的稠油生产工况，整体更换、维护保养、维修都非常简便。

Description

液位压力调节装置和外置液位压力调节的油气分离器

技术领域

本发明涉及液位调节技术领域，是一种独立外置式液位压力调节装置和外置液位压力调节的油气分离器。

背景技术

原油集输中，油气分离器广泛应用在油田计量站/接转战和联合站中。油井采出液在油气分离器中首先进行气液分离，然后气体从分离器上部管道计量或处理后外输。液体从分离器下部管道计量或处理后外输。

油气分离器要能保持良好的分离效果，需要对其中的液位和压力进行控制。压力控制的目的在于保证分离器内具有一定的压力，有利于下部管道排液，不至于液位过高而溢入气路管线，或淹没分离器内的计量设备而造成计量设备损坏。液位控制的目的在于保证距离液体输出口一定高度的最低安全液位（液封段），防止气体窜入排液管线，避免发生计量不准的情况，或者防止气体窜入排液管线而导致液体管线中的设备因气蚀而损坏。

一般在油田现场由多通阀选择井位，一台油气分离器有可能对应处理来自不同油井的来液，而油田片区不同井位的来液情况可能差异很大，表现为来液多少不同，或含气量差异很大等。此时，油气分离器在处理不同井来液时，有时需控制最低液位（气量较大），有时需控制内部压力（液多、气少时表现）。

目前，油田在用的油气分离器的液位调节装置是机械连杆式浮子液位调节器，因其无需外加能源，机械式自调等优点得到广泛应用。浮球安装在分离器罐体内，液位升高时，浮球上升，通过机械连杆作用，使出口阀门阀芯上升，增加阀门开度，直至阀门完全打开；液位下降时，浮球下降，通过机械连杆作用，减小阀门开度，直至阀门完全关闭。

但是这种方法存在的明显缺点：

1、浮球安装在分离器罐体内，出油阀安装在罐体外，浮球通过伸出分离器的机械连杆机构控制出油阀门开度，连杆机构在伸出部位必定存在动密封容易泄露的问题。在蒸汽辅助的稠油生产中，产出液温度较高，此问题益发突出，特别是在SAGD生产工艺下，产出液温度最高会达到220℃左右，压力1.6Mpa，计量用油气分离器的机械连杆式浮子液位调节器的密封损坏现象异常频发，现场维修人员迫切希望改变此种局面。

、油田一般地处环境恶劣，特别又是在稠油生产中，一般伴有硫化氢等腐蚀性气体，更加剧了外露机械零部件的锈蚀，加速液位调节器的损坏。维修频繁，造成大量的维护费用支出和停机损失。

、整体安装、维修需在分离器罐体内外关联操作，工作起来极为不便。

、同一套装置在油井来液及气量变化量大的情况下液位调节适应性差。

发明内容

本发明提供了一种液位压力调节装置和外置液位压力调节的油气分离器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前分离器的液位调节装置采用机械连杆机构存在连接动密封损坏的问题，以及稠油生产中腐蚀性气体对液位调节器锈蚀和安装维修不便，和同一套装置在油井来液及气量变化量大的情况下液位调节适应性差的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种独立外置式液位压力调节装置，包括上罐体、下罐体、上浮球、下浮球、出气阀体、出油阀体、上浮球阀门连杆装置和下浮球阀门连杆装置；上罐体的下端和下罐体的上端通过法兰密封安装形成一个封闭的罐体，罐体的上端外部设置有与罐体内部连通的出气导向接管，罐体的下端外部设置有与罐体内部连通的出油导向接管；出气阀体包括上接管、下接管、左接管和右接管，出气阀体的上接管下端、下接管上端、左接管右端和右接管左端共同连通形成一个呈四通阀体的出气阀体，出气阀体的下接管的下端与出气导向接管的上端固定安装在一起并连通；出油阀体包括上接管、下接管、左接管和右接管，出油阀体的上接管下端、下接管上端、左接管右端和右接管左端共同连通形成一个呈四通阀体的出油阀体，出油阀体的左接管的轴线位置低于出油阀体的右接管的轴线位置，出油阀体的上接管的上端与出油导向接管的下端固定安装在一起并连通；上浮球设置在上罐体内，下浮球设置在下浮球内，出气导向接管、出气阀体的下接管、出气阀体的上接管共同形成了第一管状腔体，在第一管状腔体内安装有能够开关出气阀体的左接管和出气阀体的右接管的上浮球阀门连杆装置，上浮球阀门连杆装置的下端与上浮球固定安装在一起，出油导向接管、出油阀体的上接管、出油阀体的下接管共同形成了第二管状腔体，在第二管状腔体内安装有能够开关出油阀体的右接管的下浮球阀门连杆装置，下浮球阀门连杆装置的上端与下浮球固定安装在一起；出气阀体的上接管的上端固定安装有能够密封出气阀体上接管上端的第一法兰盖，出油阀体的下接管的下端固定安装有能够密封出油阀体下接管下端的第二法兰盖；出油阀体的左接管和出油阀体的上接管之间连通有平衡管，连通出油阀体的上接管处的平衡管的位置高于出油阀体的右接管的位置，上浮球的外轮廓大于出气导向接管下端的开口，下浮球的外轮廓大于出油导向接管上端的开口。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述上浮球阀门连杆装置包括压力阀芯组件、压力导向杆、压力连接杆和上浮球下行限位装置，在出气阀体的下接管和出气导向接管的连接处的第一管状腔体内固定安装有与第一管状腔体同轴的压力导向板，在压力导向板上设置有与第一管状腔体同轴的上导向孔，压力导向杆穿过上导向孔设置在第一管状腔体内，压力连接杆设置在压力导向杆上方的第一管状腔体内，压力导向杆的下端与上浮球固定安装在一起，压力导向杆的上端与压力连接杆的下端固定安装在一起，在第一管状腔体内安装有能够关闭或打开出气阀体左接管的压力阀芯组件，压力阀芯组件以间隙配合的方式安装在第一管状腔体内，压力阀芯组件包括压力阀环和压力阀板，压力阀环的上端与压力阀板的下端面固定在一起，在压力阀板上设置有与第一管状腔体同轴的上安装孔，压力连接杆为上端细的杆体，压力连接杆的横截面外廓大于上安装孔的孔口，压力连接杆上端的细部穿过上安装孔，并且在压力阀板上方的压力连接杆细部上固定安装有防止压力连接杆从上安装孔内向下脱出的压力连接杆限位装置，在对应压力连接杆外围的压力阀板上设置有气压调节孔，在压力导向板上方的压力导向杆上安装有上浮球下行限位装置，对应上浮球下行限位装置外围的压力导向板上设置有气压平衡孔。

上述上浮球下行限位装置包括压力浮球挡片和压力定位螺母，压力浮球挡片包括压力挡片环和压力挡片板，压力挡片环的上端与压力挡片板的下端面固定安装在一起，压力挡片环的下端面上开有至少一个的开口向下的槽口，压力挡片板的中部有上通孔，压力挡片板通过上通孔套装在压力连接杆的下部，在压力挡片板上方的压力连接杆上固定安装有压力定位螺母。

上述压力连接杆限位装置为定位螺母。

上述压力导向杆的横截面为矩形或正方形或菱形。

上述在压力阀环的外壁上固定安装有密封圈。

上述下浮球阀门连杆装置包括液位阀芯组件、液位导向杆、液位连接杆和下浮球上行限位装置，在出油阀体的上接管和出油导向接管的连接处的第二管状腔体内固定安装有与第二管状腔体同轴的液位导向板，在液位导向板上设置有与第二管状腔体同轴的下导向孔，液位导向杆穿过下导向孔设置在第二管状腔体内，液位连接杆设置在液位导向杆下方的第二管状腔体内，液位导向杆的上端与下浮球固定安装在一起，液位导向杆的下端与液位连接杆的上端固定安装在一起，在第二管状腔体内安装有能够关闭或打开出油阀体右接管的阀芯组件，阀芯组件以间隙配合的方式安装在第二管状腔体内，液位阀芯组件包括液位阀环和液位阀板，液位阀环的下端与液位阀板的上端面固定在一起，在液位阀板上设置有与第二管状腔体同轴的下安装孔，液位连接杆为下端细的杆体，液位连接杆的横截面外廓大于下安装孔的孔口，液位连接杆下端的细部穿过下安装孔，并且在液位阀板下方的液位连接杆细部上固定安装有防止液位连接杆从下安装孔内向上脱出的液位连接杆限位装置，在液位导向板下方的液位导向杆上安装有下浮球上行限位装置，对应下浮球上行限位装置外围的液位导向板上设置有液位平衡孔。

上述下浮球上行限位装置包括液位浮球挡片和液位定位螺母，液位浮球挡片包括液位挡片环和液位挡片板，液位挡片环的下端与液位挡片板的上端面固定安装在一起，液位挡片环的上端面上开有至少一个的开口向上的槽口，液位挡片板的中部有下通孔，液位挡片板通过下通孔套装在液位连接杆的上部，在液位挡片板下方的液位连接杆上固定安装有液位定位螺母。

上述液位连接杆限位装置为定位螺母。

上述液位导向杆的横截面为矩形或正方形或菱形。

上述在压力阀环的外壁上固定安装有密封圈。

上述在上罐体和下罐体的法兰连接处的罐体内设置有能将罐体内腔分隔成上腔体和下腔体的隔板，在隔板上设置有压力平衡孔。

上述对应第一管状腔体的第一法兰盖的下端面上固定有限位管，限位管的下端抵在当压力阀环关闭出气阀体左接管时压力阀板的上端面上。

上述上浮球和下浮球为薄壁浮球，上浮球和下浮球均包括上部半球、中部圆环和下部半球，上部半球圆环的下缘与中部圆环的上缘密封固定在一起，中部圆环的下缘与下部半球圆环的上缘密封固定在一起。

上述出油导向接管的上缘高于下罐体内最低面，在出油导向接管的上端面上开有至少一个的开口向上的槽口。

上述出气导向接管的下缘低于上罐体内最高面，在出气导向接管的下端面上开有至少一个的开口向下的槽口。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用技术方案之一的独立外置式液位压力调节装置的外置液位压力调节的油气分离器，包括独立外置式液位压力调节装置和分离器筒体，分离器筒体的上部设置有与分离器筒体内部连通的气体输出管线，出气阀体的左接管进口端与气体输出管线的出口端相连通，分离器筒体的下部与出油阀体的左接管进口端通过液体排出管线相连通。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述上罐体的外部设置有与罐体内部连通的上液体压力平衡接管，在分离器筒体的上部外设置有与分离器筒体内连通的分离器最高液位引出接管，分离器最高液位引出接管对应分离器筒体内的最高液位上限，上液体压力平衡接管与分离器最高液位引出接管相连通，下罐体的外部设置有与罐体内部连通的下液体压力平衡接管，在分离器筒体的下部外设置有与分离器筒体内连通的分离器安全液位引出接管，分离器安全液位引出接管对应分离器筒体内的安全液位上限，下液体压力平衡接管与分离器安全液位引出接管相连通。

本发明能够在一套装置内，最大程度适应不同油井来液及气量变化量大的情况，可以稳定最低液位，防止气窜油路管线，也可以通过调节压力进而控制最高液位，防止淹没分离器内设备，造成设备损坏，防止油液窜入气路管线，造成气路仪表的损坏和气路管线堵塞；同时能够对各压力液位调节部件独立封装，最大程度的进行保护，并且由于本装置为独立外置式液位调节装置，有效避免了分离器腔体内外的连接动密封问题，降低因泄漏造成频繁停机情况，特别适用于高温的稠油生产工况，同时由于是独立外置式液位调节装置，在该装置发生损坏需要更换时，可以整体更换，而且定期的维护保养、维修都非常简便。

附图说明

附图1为本发明中独立外置式液位压力调节装置的左视结构示意图。

附图2为本发明中独立外置式液位压力调节装置的主视剖视结构示意图。

附图3为本发明中出气阀体的立体结构示意图。

附图4为本发明中出气阀体的主视剖视结构示意图。

附图5为本发明中出油阀体的立体结构示意图。

附图6为本发明中出油阀体的主视剖视结构示意图。

附图7为本发明中上浮球的立体结构示意图。

附图8为本发明中压力浮球挡片的第一视角的立体结构示意图。

附图9为本发明中压力浮球挡片的第二视角的立体结构示意图。

附图10为本发明中压力阀芯组件的立体结构示意图。

附图11为本发明中压力阀芯组件的主视剖视结构示意图。

附图12为本发明中液位阀芯组件的主视剖视结构示意图。

附图13为本发明中压力连接杆的主视结构示意图。

附图14为本发明中第一法兰盖的立体结构示意图。

附图15为本发明中第一法兰盖的主视剖视结构示意图。

附图16为本发明中压力导向板的立体结构示意图。

附图17为本发明中隔板的立体结构示意图。

附图18为本发明中外置液位压力调节的油气分离器的主视局部剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为上罐体，2为下罐体，3为上浮球，4为下浮球，5为出气阀体，6为出油阀体，7为出气导向接管，8为出油导向接管，9为第一法兰盖，10为第二法兰盖，11为平衡管，12为压力导向板，13为上导向孔，14为压力连接杆，15为压力导向杆，16为压力阀环，17为压力阀板，18为上安装孔，19为气压调节孔，20为气压平衡孔，21为压力定位螺母，22为压力挡片环，23为压力挡片板，24为槽口，25为上通孔，26为压力连接杆限位装置，27为液位导向杆，28为液位连接杆，29为液位导向板，30为液位连接杆限位装置，31为液位阀环，32为液位阀板，33为液位挡片板，34为液位定位螺母，35为隔板，36为压力平衡孔，37为限位管，38为上部半球，39为中部圆环，40为下部半球，41为分离器筒体，42为气体输出管线，43为液体排出管线，44为上液体压力平衡接管，45为分离器最高液位引出接管，46为下液体压力平衡接管，47为分离器安全液位引出接管，48为液位挡片环，49为下安装孔。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图2的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图2的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1，如附图1、2、3、4、5、6、16所示，该独立外置式液位压力调节装置包括上罐体1、下罐体2、上浮球3、下浮球4、出气阀体5、出油阀体6、上浮球阀门连杆装置和下浮球阀门连杆装置；上罐体1的下端和下罐体2的上端通过法兰密封安装形成一个封闭的罐体，罐体的上端外部设置有与罐体内部连通的出气导向接管7，罐体的下端外部设置有与罐体内部连通的出油导向接管8；出气阀体5包括上接管、下接管、左接管和右接管，出气阀体5的上接管下端、下接管上端、左接管右端和右接管左端共同连通形成一个呈四通阀体的出气阀体5，出气阀体5的下接管的下端与出气导向接管7的上端固定安装在一起并连通；出油阀体6包括上接管、下接管、左接管和右接管，出油阀体6的上接管下端、下接管上端、左接管右端和右接管左端共同连通形成一个呈四通阀体的出油阀体6，出油阀体6的左接管的轴线位置低于出油阀体6的右接管的轴线位置，出油阀体6的上接管的上端与出油导向接管8的下端固定安装在一起并连通；上浮球3设置在上罐体1内，下浮球4设置在下浮球4内，出气导向接管7、出气阀体5的下接管、出气阀体5的上接管共同形成了第一管状腔体，在第一管状腔体内安装有能够开关出气阀体5的左接管和出气阀体5的右接管的上浮球阀门连杆装置，上浮球阀门连杆装置的下端与上浮球3固定安装在一起，出油导向接管8、出油阀体6的上接管、出油阀体6的下接管共同形成了第二管状腔体，在第二管状腔体内安装有能够开关出油阀体6的右接管的下浮球阀门连杆装置，下浮球阀门连杆装置的上端与下浮球4固定安装在一起；出气阀体5的上接管的上端固定安装有能够密封出气阀体5上接管上端的第一法兰盖9，出油阀体6的下接管的下端固定安装有能够密封出油阀体6下接管下端的第二法兰盖10；出油阀体6的左接管和出油阀体6的上接管之间连通有平衡管11，连通出油阀体6的上接管处的平衡管的位置高于出油阀体6的右接管的位置，上浮球3的外轮廓大于出气导向接管7下端的开口，下浮球4的外轮廓大于出油导向接管8上端的开口。

罐体设置为两半式，方便上浮球3和下浮球4的安装；上浮球3的外轮廓大于出气导向接管7下端的开口，能够保证当上浮球3上行时，可以有效对上浮球3的上行距离限位；出气阀体5的上接管的上端固定安装有第一法兰盖9，出油阀体6的下接管的下端固定安装有第二法兰盖10，当安装上浮球阀门连杆装置时，打开第一法兰盖9即可，当安装下浮球阀门连杆装置时，或者需要清理出油阀体6内部淤积的杂物时，打开第二法兰盖10即可；出气阀体5的左接管与分离器筒体41的气体输出口连接，出气阀体5的右接管与气体计量仪表或输气管线相连接，出油阀体6的左接管与分离器筒体41的出油口相连通，出油阀体6的右接管与原油集输管线相连通，平衡管11能够有效平衡分离器筒体41与罐体内的液位；出油阀体6中：左接管的轴线位置低于右接管的轴线位置，能够保证左接管与右接管上下错位并且右接管位于左接管的上方，这样设置的作用：1、能够有效减小由左接管进入出油阀体6的油的横向冲击力；2、当由左接管进入出油阀体6的油不会直接先进入右接管排出，而且被撞击后能够径向初次的沉降，杂质沉降在下接管内，进行过初次沉降后的油是在累积下液位上升至右接管排出；在罐体内液位的作用下，上浮球3带动上浮球阀门连杆装置上下行，进而通过上浮球阀门连杆装置关闭或打开出气阀体5的左接管，实现对分离器筒体41内压力的调节；在罐体内液位的作用下，下浮球4带动下浮球阀门连杆装置上下行，进而通过下浮球阀门连杆装置关闭或打开出油阀体6的右接管，实现对分离器筒体41内液位的调节；

当分离器筒体41中的液位低于设定的安全液位，下浮球4的浮力不足以克服合力F_下时，下浮球4下行，进而推动下浮球阀门连杆装置下行关闭出油阀体6中右接管的出油口，分离器筒体41内液位将不再下降；当分离器中的液位高于设定的最低的安全液位，对下浮球4的浮力逐渐增加，当对下浮球4的浮力足以克服合力F_下时，下浮球4上行，带动下浮球阀门连杆装置上行，逐渐开启出油阀体6中右接管的出油口，开始排液；通过以上的过程达到分离器筒体41内最低安全液位的动态平衡；其中，F_下=f₁+f₂+f₃+f₄，f₁=下浮球4的重力，f₂=下浮球阀门连杆装置的重力，f₃=下浮球阀门连杆装置在出油阀体6内的启动摩擦力，f₄=实际液位差作用在下浮球阀门连杆装置上的压力。

当由于某种原因，分离器筒体41内的气量小、内部压力低时，会造成分离器筒体41内部液体排放不及时，液位逐步增高，当液位增高到分离器筒体41内最高限位附近时，上浮球3的所受的浮力足以克服合力F_上时，上浮球3带动阀门连杆装置上行，逐渐关闭出气阀体5的左接管，分离器筒体41内开始憋压，直至分离器筒体41内的压力升高，加快液体的排放，降低液位到最高安全限位以下；其中F_上= f₅+f₆+f₇，f₅=上浮球3的重力，f₆=上浮球阀门连杆装置的重力，f₇=上浮球阀门连杆装置在出气阀体5内的启动摩擦力。

本发明能够在一套装置内，最大程度适应不同油井来液及气量变化量大的情况，可以稳定最低液位，防止气窜油路管线，也可以通过调节压力进而控制最高液位，防止淹没分离器内设备，造成设备损坏，防止油液窜入气路管线，造成气路仪表的损坏和气路管线堵塞；同时能够对各压力液位调节部件独立封装，最大程度的进行保护，并且由于本装置为独立外置式液位调节装置，有效避免了分离器腔体内外的连接动密封问题，降低因泄漏造成频繁停机情况，特别适用于高温的稠油生产工况，同时由于是独立外置式液位调节装置，在该装置发生损坏需要更换时，可以整体更换，而且定期的维护保养、维修都非常简便。

实施例2，作为实施例1的优化，如附图2、8、9、10、11、13所示，上浮球阀门连杆装置包括压力阀芯组件、压力导向杆15、压力连接杆14和上浮球下行限位装置，在出气阀体5的下接管和出气导向接管7的连接处的第一管状腔体内固定安装有与第一管状腔体同轴的压力导向板12，在压力导向板12上设置有与第一管状腔体同轴的上导向孔13，压力导向杆15穿过上导向孔13设置在第一管状腔体内，压力连接杆14设置在压力导向杆15上方的第一管状腔体内，压力导向杆15的下端与上浮球3固定安装在一起，压力导向杆15的上端与压力连接杆14的下端固定安装在一起，在第一管状腔体内安装有能够关闭或打开出气阀体5左接管的压力阀芯组件，压力阀芯组件以间隙配合的方式安装在第一管状腔体内，压力阀芯组件包括压力阀环16和压力阀板17，压力阀环16的上端与压力阀板17的下端面固定在一起，在压力阀板17上设置有与第一管状腔体同轴的上安装孔18，压力连接杆14为上端细的杆体，压力连接杆14的横截面外廓大于上安装孔18的孔口，压力连接杆14上端的细部穿过上安装孔18，并且在压力阀板17上方的压力连接杆14细部上固定安装有防止压力连接杆14从上安装孔18内向下脱出的压力连接杆限位装置26，在对应压力连接杆14外围的压力阀板17上设置有气压调节孔19，在压力导向板12上方的压力导向杆15上安装有上浮球下行限位装置，对应上浮球下行限位装置外围的压力导向板12上设置有气压平衡孔20。上浮球3带动压力导向杆15和压力连接杆14上下行时，压力导向杆15可以在压力导向孔内上下行，由于压力连接杆14的上端为细部并安装在上安装孔18内同时由压力连接杆限位装置26定位，使得压力连接杆14上端细部与压力阀芯组件定位固定安装在一起并不能发生相对位移，当上浮球3下行至设定位置时，上浮球下行限位装置能够挡住上浮球3不再下行。

实施例3，作为实施例2的优化，如附图2、8、9所示，上浮球下行限位装置包括压力浮球挡片和压力定位螺母21，压力浮球挡片包括压力挡片环22和压力挡片板23，压力挡片环22的上端与压力挡片板23的下端面固定安装在一起，压力挡片环22的下端面上开有至少一个的开口向下的槽口24，压力挡片板23的中部有上通孔25，压力挡片板23通过上通孔25套装在压力连接杆14的下部，在压力挡片板23上方的压力连接杆14上固定安装有压力定位螺母21。压力浮球挡片可以固定安装在压力定位螺母21上方的压力连接杆14上，也可以在压力连接杆14和压力导向杆15上滑动，当上浮球3带动压力导向杆15和压力连接杆14下行时，当下行至压力导向板12、压力浮球挡片、压力定位螺母21接触时，此时为上浮球3下行的上限。由于压力浮球挡片的下缘与压力导向板12的上端面接触时，油（尤其是稠油）会在压力浮球挡片的下缘与压力导向板12的上端面之间产生很大的表面张力，使得后续当分离器筒体41内的液位上升后，上浮球3还需要克服该表面张力才能上行，这样容易导致上浮球3上行滞后或上行失败，进一步导致分离器筒体41内的液位调节不及时或失败，当在压力挡片环22的下端面上开有槽口24后，就能够有效减小油在压力浮球挡片的下缘与压力导向板12的上端面之间产生的表面张力，保证上浮球3在分离器筒体41内的液位上升后能够及时下行；当上浮球3下行至设定位置时，压力浮球挡片能够挡住上浮球3不再下行。

实施例4，作为实施例2和实施例3的优化，如附图2所示，压力连接杆限位装置26为定位螺母。采用定位螺母作为压力连接杆限位装置26便于实施，降低生产成本。

实施例5，作为实施例2、实施例3和实施例4的优化，如附图2所示，压力导向杆15的横截面为矩形或正方形或菱形。横截面为矩形或正方形或菱形的压力导向杆15可以防止上浮球3在上行或下行的过程中侧转。

实施例6，作为实施例2、实施例3、实施例4和实施例5的优化，根据需要，在压力阀环16的外壁上固定安装有密封圈。当压力阀芯组件上行后或下行时，密封圈能够有效进行动密封。

实施例7，作为上述实施例的优化，如附图2、12所示，下浮球阀门连杆装置包括液位阀芯组件、液位导向杆27、液位连接杆28和下浮球上行限位装置，在出油阀体6的上接管和出油导向接管8的连接处的第二管状腔体内固定安装有与第二管状腔体同轴的液位导向板29，在液位导向板29上设置有与第二管状腔体同轴的下导向孔，液位导向杆27穿过下导向孔设置在第二管状腔体内，液位连接杆28设置在液位导向杆27下方的第二管状腔体内，液位导向杆27的上端与下浮球4固定安装在一起，液位导向杆27的下端与液位连接杆28的上端固定安装在一起，在第二管状腔体内安装有能够关闭或打开出油阀体6右接管的阀芯组件，阀芯组件以间隙配合的方式安装在第二管状腔体内，液位阀芯组件包括液位阀环31和液位阀板32，液位阀环31的下端与液位阀板32的上端面固定在一起，在液位阀板32上设置有与第二管状腔体同轴的下安装孔49，液位连接杆28为下端细的杆体，液位连接杆28的横截面外廓大于下安装孔49的孔口，液位连接杆28下端的细部穿过下安装孔49，并且在液位阀板32下方的液位连接杆28细部上固定安装有防止液位连接杆28从下安装孔49内向上脱出的液位连接杆限位装置30，在液位导向板29下方的液位导向杆27上安装有下浮球上行限位装置，对应下浮球上行限位装置外围的液位导向板29上设置有液位平衡孔31。

下浮球4带动液位导向杆27和液位连接杆28上下行时，液位导向杆27可以在液位导向孔内上下行，由于液位连接杆28的下端为细部并安装在下安装孔49内同时由液位连接杆限位装置30定位，使得液位连接杆28下端细部与液位阀芯组件定位固定安装在一起并不能发生相对位移，当下浮球4上行至设定位置时，下浮球上行限位装置能够挡住下浮球4不再上行。

实施例8，作为实施例7的优化，如附图2、12所示，下浮球上行限位装置包括液位浮球挡片和液位定位螺母34，液位浮球挡片包括液位挡片环48和液位挡片板33，液位挡片环48的下端与液位挡片板33的上端面固定安装在一起，液位挡片环48的上端面上开有至少一个的开口向上的槽口24，液位挡片板33的中部有下通孔，液位挡片板33通过下通孔套装在液位连接杆28的上部，在液位挡片板33下方的液位连接杆28上固定安装有液位定位螺母34。

液位浮球挡片可以固定安装在液位定位螺母34上方的液位连接杆28上，也可以在液位连接杆28和液位导向杆27上滑动，当下浮球4带动也液位导向杆27和液位连接杆28上行时，当上行至液位导向板29、液位浮球挡片、液位定位螺母34接触时，此时为下浮球4上行的上限。由于液位浮球挡片的上缘与液位导向板29的下端面接触时，油（尤其是稠油）会在液位浮球挡片的上缘与液位导向板29的下端面之间产生很大的表面张力，使得后续当分离器筒体41内的液位下降后，下浮球4还需要克服该表面张力才能下行，这样容易导致下浮球4下行滞后或下行失败，进一步导致分离器筒体41内的液位调节不及时或失败，当在液位挡片环48的上端面上开有槽口24后，就能够有效减小油在液位浮球挡片的上缘与液位导向板29的下端面之间产生很大的表面张力，保证下浮球在分离器筒体41内的液位下降后能够及时下行；当下浮球4上行至设定位置时，液位浮球挡片能够挡住下浮球4不再上行。

实施例9，作为实施例7和实施例8的优化，如附图2所示，液位连接杆限位装置30为定位螺母。采用定位螺母作为液位连接杆限位装置30便于实施，降低生产成本。

实施例10，作为实施例7、实施例8和实施例9的优化，如附图2所示，液位导向杆27的横截面为矩形或正方形或菱形。横截面为矩形或正方形或菱形的液位导向杆27可以防止下浮球4在上行或下行的过程中侧转。

实施例11，作为实施例7、实施例8、实施例9和实施例10的优化，根据需要，在压力阀环16的外壁上固定安装有密封圈。当压力阀芯组件上行后或下行时，密封圈能够有效进行动密封。

实施例12，作为上述实施例的优化，如附图2、17所示，在上罐体1和下罐体2的法兰连接处的罐体内设置有能将罐体内腔分隔成上腔体和下腔体的隔板35，在隔板35上设置有压力平衡孔36。设置隔板35能够将罐体内腔分隔成上腔体和下腔体，上腔体为上浮球3的工作空间，下腔体为下浮球4的工作空间，互不干扰，同时，通过压力平衡孔36能够进一步平衡罐体内的液位。

实施例13，作为上述实施例的优化，如附图2、14、15所示，对应第一管状腔体的第一法兰盖9的下端面上固定有限位管37，限位管37的下端抵在当压力阀环16关闭出气阀体5左接管时压力阀板17的上端面上。限位管37的下端面是上浮球3上行的极限定位面。

实施例14，作为上述实施例的优化，如附图2、7所示，上浮球3和下浮球4为薄壁浮球，上浮球3和下浮球4均包括上部半球38、中部圆环39和下部半球40，上部半球38圆环的下缘与中部圆环39的上缘密封固定在一起，中部圆环39的下缘与下部半球40圆环的上缘密封固定在一起。该结构的上浮球3和下浮球4能够有效增加浮力效果。

实施例15，作为上述实施例的优化，如附图1、2所示，出油导向接管8的上缘高于下罐体2内最低面，在出油导向接管8的上端面上开有至少一个的开口向上的槽口24。在下浮球4下行的过程中，当下浮球4下行至下浮球4的底部曲面与出油导向接管8的上缘接触时，由于油（尤其是稠油）会在下浮球4与出油导向接管8的接触面之间产生很大的表面张力，使得后续当分离器筒体41内的液位上升后，下浮球4还需要克服该表面张力才能上行，这样会导致下浮球4上行滞后或上行失败，进一步导致分离器筒体41内的液位调节不及时或失败，当在出油导向接管8的上端面上开有槽口24后，就能够有效减小油在下浮球4与出油导向接管8的接触面之间产生的表面张力，保证下浮球4在分离器筒体41内的液位上升后能够及时上行。

实施例16，作为上述实施例的优化，如附图2所示，出气导向接管7的下缘低于上罐体1内最高面，在出气导向接管7的下端面上开有至少一个的开口向下的槽口24。出气导向接管7上的槽口24的作用同出油导向接管8上的槽口24同理。

实施例17，如附图18所示，该使用根据实施例1至实施例15的独立外置式液位压力调节装置的外置液位压力调节的油气分离器，包括独立外置式液位压力调节装置和分离器筒体41，分离器筒体41的上部设置有与分离器筒体41内部连通的气体输出管线42，出气阀体5的左接管进口端与气体输出管线42的出口端相连通，分离器筒体41的下部与出油阀体6的左接管进口端通过液体排出管线43相连通。

本发明能够在一套装置内，最大程度适应不同油井来液及气量变化量大的情况，可以稳定最低液位，防止气窜油路管线，也可以通过调节压力进而控制最高液位，防止淹没分离器内设备，造成设备损坏，或油液窜入气路管线，造成气路仪表的损坏和气路管线堵塞；同时能够对各压力液位调节部件独立封装，最大程度的进行保护，并且由于本装置为独立外置式液位调节装置，有效避免了分离器腔体内外的连接动密封问题，降低因泄漏造成频繁停机情况，特别适用于高温的稠油生产工况，同时由于是独立外置式液位调节装置，在该装置发生损坏需要更换时，可以整体更换，而且定期的维护保养、维修都非常简便。

实施例18，作为实施例16的优化，如附图18所示，上罐体1的外部设置有与罐体内部连通的上液体压力平衡接管44，在分离器筒体41的上部外设置有与分离器筒体41内连通的分离器最高液位引出接管45，分离器最高液位引出接管45对应分离器筒体41内的最高液位上限，上液体压力平衡接管44与分离器最高液位引出接管45相连通，下罐体2的外部设置有与罐体内部连通的下液体压力平衡接管46，在分离器筒体41的下部外设置有与分离器筒体41内连通的分离器安全液位引出接管47，分离器安全液位引出接管47对应分离器筒体41内的安全液位上限，下液体压力平衡接管46与分离器安全液位引出接管47相连通。上液体压力平衡接管44与分离器最高液位引出接管45相连通、下液体压力平衡接管46与分离器安全液位引出接管47相连通，能保证分离器筒体41与罐体内液位最大程度的流动平衡效果，同时保证分离器筒体41内液位保持在最高液位与安全液位之间。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种独立外置式液位压力调节装置，其特征在于包括上罐体、下罐体、上浮球、下浮球、出气阀体、出油阀体、上浮球阀门连杆装置和下浮球阀门连杆装置；上罐体的下端和下罐体的上端通过法兰密封安装形成一个封闭的罐体，罐体的上端外部设置有与罐体内部连通的出气导向接管，罐体的下端外部设置有与罐体内部连通的出油导向接管；出气阀体包括上接管、下接管、左接管和右接管，出气阀体的上接管下端、下接管上端、左接管右端和右接管左端共同连通形成一个呈四通阀体的出气阀体，出气阀体的下接管的下端与出气导向接管的上端固定安装在一起并连通；出油阀体包括上接管、下接管、左接管和右接管，出油阀体的上接管下端、下接管上端、左接管右端和右接管左端共同连通形成一个呈四通阀体的出油阀体，出油阀体的左接管的轴线位置低于出油阀体的右接管的轴线位置，出油阀体的上接管的上端与出油导向接管的下端固定安装在一起并连通；上浮球设置在上罐体内，下浮球设置在下浮球内，出气导向接管、出气阀体的下接管、出气阀体的上接管共同形成了第一管状腔体，在第一管状腔体内安装有能够开关出气阀体的左接管和出气阀体的右接管的上浮球阀门连杆装置，上浮球阀门连杆装置的下端与上浮球固定安装在一起，出油导向接管、出油阀体的上接管、出油阀体的下接管共同形成了第二管状腔体，在第二管状腔体内安装有能够开关出油阀体的右接管的下浮球阀门连杆装置，下浮球阀门连杆装置的上端与下浮球固定安装在一起；出气阀体的上接管的上端固定安装有能够密封出气阀体上接管上端的第一法兰盖，出油阀体的下接管的下端固定安装有能够密封出油阀体下接管下端的第二法兰盖；出油阀体的左接管和出油阀体的上接管之间连通有平衡管，连通出油阀体的上接管处的平衡管的位置高于出油阀体的右接管的位置，上浮球的外轮廓大于出气导向接管下端的开口，下浮球的外轮廓大于出油导向接管上端的开口。

2.根据权利要求1所述的独立外置式液位压力调节装置，其特征在于上浮球阀门连杆装置包括压力阀芯组件、压力导向杆、压力连接杆和上浮球下行限位装置，在出气阀体的下接管和出气导向接管的连接处的第一管状腔体内固定安装有与第一管状腔体同轴的压力导向板，在压力导向板上设置有与第一管状腔体同轴的上导向孔，压力导向杆穿过上导向孔设置在第一管状腔体内，压力连接杆设置在压力导向杆上方的第一管状腔体内，压力导向杆的下端与上浮球固定安装在一起，压力导向杆的上端与压力连接杆的下端固定安装在一起，在第一管状腔体内安装有能够关闭或打开出气阀体左接管的压力阀芯组件，压力阀芯组件以间隙配合的方式安装在第一管状腔体内，压力阀芯组件包括压力阀环和压力阀板，压力阀环的上端与压力阀板的下端面固定在一起，在压力阀板上设置有与第一管状腔体同轴的上安装孔，压力连接杆为上端细的杆体，压力连接杆的横截面外廓大于上安装孔的孔口，压力连接杆上端的细部穿过上安装孔，并且在压力阀板上方的压力连接杆细部上固定安装有防止压力连接杆从上安装孔内向下脱出的压力连接杆限位装置，在对应压力连接杆外围的压力阀板上设置有气压调节孔，在压力导向板上方的压力导向杆上安装有上浮球下行限位装置，对应上浮球下行限位装置外围的压力导向板上设置有气压平衡孔。

3.根据权利要求2所述的独立外置式液位压力调节装置，其特征在于上浮球下行限位装置包括压力浮球挡片和压力定位螺母，压力浮球挡片包括压力挡片环和压力挡片板，压力挡片环的上端与压力挡片板的下端面固定安装在一起，压力挡片环的下端面上开有至少一个的开口向下的槽口，压力挡片板的中部有上通孔，压力挡片板通过上通孔套装在压力连接杆的下部，在压力挡片板上方的压力连接杆上固定安装有压力定位螺母；或/和，压力连接杆限位装置为定位螺母；或/和，压力导向杆的横截面为矩形或正方形或菱形；或/和，在压力阀环的外壁上固定安装有密封圈。

4.根据权利要求1或2或3所述的独立外置式液位压力调节装置，其特征在于下浮球阀门连杆装置包括液位阀芯组件、液位导向杆、液位连接杆和下浮球上行限位装置，在出油阀体的上接管和出油导向接管的连接处的第二管状腔体内固定安装有与第二管状腔体同轴的液位导向板，在液位导向板上设置有与第二管状腔体同轴的下导向孔，液位导向杆穿过下导向孔设置在第二管状腔体内，液位连接杆设置在液位导向杆下方的第二管状腔体内，液位导向杆的上端与下浮球固定安装在一起，液位导向杆的下端与液位连接杆的上端固定安装在一起，在第二管状腔体内安装有能够关闭或打开出油阀体右接管的阀芯组件，阀芯组件以间隙配合的方式安装在第二管状腔体内，液位阀芯组件包括液位阀环和液位阀板，液位阀环的下端与液位阀板的上端面固定在一起，在液位阀板上设置有与第二管状腔体同轴的下安装孔，液位连接杆为下端细的杆体，液位连接杆的横截面外廓大于下安装孔的孔口，液位连接杆下端的细部穿过下安装孔，并且在液位阀板下方的液位连接杆细部上固定安装有防止液位连接杆从下安装孔内向上脱出的液位连接杆限位装置，在液位导向板下方的液位导向杆上安装有下浮球上行限位装置，对应下浮球上行限位装置外围的液位导向板上设置有液位平衡孔。

5.根据权利要求4所述的独立外置式液位压力调节装置，其特征在于下浮球上行限位装置包括液位浮球挡片和液位定位螺母，液位浮球挡片包括液位挡片环和液位挡片板，液位挡片环的下端与液位挡片板的上端面固定安装在一起，液位挡片环的上端面上开有至少一个的开口向上的槽口，液位挡片板的中部有下通孔，液位挡片板通过下通孔套装在液位连接杆的上部，在液位挡片板下方的液位连接杆上固定安装有液位定位螺母；或/和，液位连接杆限位装置为定位螺母液位导向杆的横截面为矩形或正方形或菱形；或/和，在压力阀环的外壁上固定安装有密封圈。

6.根据权利要求1或2或3所述的独立外置式液位压力调节装置，其特征在于在上罐体和下罐体的法兰连接处的罐体内设置有能将罐体内腔分隔成上腔体和下腔体的隔板，在隔板上设置有压力平衡孔；或/和，对应第一管状腔体的第一法兰盖的下端面上固定有限位管，限位管的下端抵在当压力阀环关闭出气阀体左接管时压力阀板的上端面上；或/和，上浮球和下浮球为薄壁浮球，上浮球和下浮球均包括上部半球、中部圆环和下部半球，上部半球圆环的下缘与中部圆环的上缘密封固定在一起，中部圆环的下缘与下部半球圆环的上缘密封固定在一起；或/和，出油导向接管的上缘高于下罐体内最低面，在出油导向接管的上端面上开有至少一个的开口向上的槽口；或/和，出气导向接管的下缘低于上罐体内最高面，在出气导向接管的下端面上开有至少一个的开口向下的槽口。

7.根据权利要求4所述的独立外置式液位压力调节装置，其特征在于在上罐体和下罐体的法兰连接处的罐体内设置有能将罐体内腔分隔成上腔体和下腔体的隔板，在隔板上设置有压力平衡孔；或/和，对应第一管状腔体的第一法兰盖的下端面上固定有限位管，限位管的下端抵在当压力阀环关闭出气阀体左接管时压力阀板的上端面上；或/和，上浮球和下浮球为薄壁浮球，上浮球和下浮球均包括上部半球、中部圆环和下部半球，上部半球圆环的下缘与中部圆环的上缘密封固定在一起，中部圆环的下缘与下部半球圆环的上缘密封固定在一起；或/和，出油导向接管的上缘高于下罐体内最低面，在出油导向接管的上端面上开有至少一个的开口向上的槽口；或/和，出气导向接管的下缘低于上罐体内最高面，在出气导向接管的下端面上开有至少一个的开口向下的槽口。

8.根据权利要求5所述的独立外置式液位压力调节装置，其特征在于在上罐体和下罐体的法兰连接处的罐体内设置有能将罐体内腔分隔成上腔体和下腔体的隔板，在隔板上设置有压力平衡孔；或/和，对应第一管状腔体的第一法兰盖的下端面上固定有限位管，限位管的下端抵在当压力阀环关闭出气阀体左接管时压力阀板的上端面上；或/和，上浮球和下浮球为薄壁浮球，上浮球和下浮球均包括上部半球、中部圆环和下部半球，上部半球圆环的下缘与中部圆环的上缘密封固定在一起，中部圆环的下缘与下部半球圆环的上缘密封固定在一起；或/和，出油导向接管的上缘高于下罐体内最低面，在出油导向接管的上端面上开有至少一个的开口向上的槽口；或/和，出气导向接管的下缘低于上罐体内最高面，在出气导向接管的下端面上开有至少一个的开口向下的槽口。

9.一种使用根据权利要求1至8任意一项权利要求所述的独立外置式液位压力调节装置的外置液位压力调节的油气分离器，其特征在于包括独立外置式液位压力调节装置和分离器筒体，分离器筒体的上部设置有与分离器筒体内部连通的气体输出管线，出气阀体的左接管进口端与气体输出管线的出口端相连通，分离器筒体的下部与出油阀体的左接管进口端通过液体排出管线相连通。

10.根据权利要求9所述的外置液位压力调节的油气分离器，其特征在于上罐体的外部设置有与罐体内部连通的上液体压力平衡接管，在分离器筒体的上部外设置有与分离器筒体内连通的分离器最高液位引出接管，分离器最高液位引出接管对应分离器筒体内的最高液位上限，上液体压力平衡接管与分离器最高液位引出接管相连通，下罐体的外部设置有与罐体内部连通的下液体压力平衡接管，在分离器筒体的下部外设置有与分离器筒体内连通的分离器安全液位引出接管，分离器安全液位引出接管对应分离器筒体内的安全液位上限，下液体压力平衡接管与分离器安全液位引出接管相连通。

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