CN107519693A - 一种气液分离装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种气液分离装置，包括：储液罐的下端开设有出液口；分离罐的上端开设有第一出气口，分离罐的罐体开设有进液口，分离罐固定连接于所述储液罐的上方，且分离罐的下端与储液罐相连通；分离器固定连接于分离罐内，分离器的上端设置有第二出气口、下端开设有进气口，且分离器的外壁与分离罐的内壁共同围绕形成一环形的导流腔体；进液口与导流腔体相连通，经由进液口进入的混合液在导流腔体内做螺旋向下运动进行第一次气液分离，分离出的气体经由进气口以及第一出气口排出，分离后的液体经由分离罐的下端流入储液罐。本申请的气液分离装置通过设置一分离器取代现有技术中的滤网结构，在实现油气有效分离的同时，减少维护成本。

Description

一种气液分离装置

技术领域

本申请涉及油气处理技术领域，特别涉及一种气液分离装置。

背景技术

气液分离装置，是一种将油气混合物分离成单一相态的原油和天然气的装置。随着技术的不断进步，对气液分离装置的技术也在不断改进和完善。

现有的气液分离器主要采用两级式气液分离，其包括呈筒状的外壳体，外壳体的上部设有混合液进口，下部设有出气口，壳体内自上而下设置有离心加速器及滤网。这种结构的油气分离器的缺点在于：由于自混合气进口进入的混合气有压力，且混合气主要由滤网过滤，滤网在过滤时易发生堵塞，故滤网需要频繁清理或更换，增加了维护成本。

如何在实现油气有效分离的同时减少成本，是目前设计气液分离装置时需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种气液分离装置，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

本申请实施例公开了一种气液分离装置，其特征在于，包括：

储液罐，所述储液罐的下端开设有出液口；

分离罐，所述分离罐的上端开设有第一出气口，所述分离罐的罐体开设有进液口，所述分离罐固定连接于所述储液罐的上方，且所述分离罐的下端与所述储液罐相连通；

分离器，所述分离器固定连接于所述分离罐内，所述分离器的上端设置有第二出气口、下端开设有进气口，且所述分离器的外壁与所述分离罐的内壁共同围绕形成一环形的导流腔体；

所述进液口与所述导流腔体相连通，经由进液口进入的混合液在所述导流腔体内做螺旋向下运动进行第一次气液分离，分离出的气体经由进气口以及第一出气口排出，分离后的液体经由分离罐的下端流入储液罐。

可选地，所述分离器包括：

隔离板，所述隔离板水平设置，所述隔离板与分离罐的内腔横截面相适配，且所述隔离板的周侧与所述分离罐的内壁固定连接，并将所述分离罐的内腔分隔为上部内腔和下部内腔；

导流筒，所述导流筒与所述分离罐同轴设置，导流筒的上端与所述隔离板固定连接，且所述导流筒的外壁与所述分离罐的内壁共同围绕形成所述导流腔体，所述导流筒形成一中空内腔，所述进气口开设于所述中空内腔的下端；

导气管，所述导气管的轴线沿上下方向延伸，并与隔离板固定连接，所述导气管的下端位于所述导流筒的中空内腔、导气管的上端位于所述上部内腔；

所述第二出气口开设于所述导气管的上端。

可选地，所述分离器还包括：

与所述导气管同轴设置的导气轴，所述导气轴贯穿所述导气管，且所述导气轴的两端均伸出所述导气管；

导气叶片，所述导气叶片连接于所述导气管与所述导气轴之间，以使气体沿所述导气叶片螺旋向上运动，进行第二次气液分离。

可选地，所述分离器还包括：阻气挡板，所述阻气挡板固定连接于所述导气轴的上方，且阻气挡板水平设置，以进行第三次气液分离。

可选地，所述分离罐的罐体还连接有：引流管，所述引流管的上端管口与所述上部内腔连通，所述引流管的下端管口位于所述进气口处，使第三次气液分离后的液体经由所述引流管回流至下部内腔。

可选地，所述引流管的下端管口朝上设置，并与所述导气管的下端相对齐；

所述引流管的下端管口的周侧还连接有消能挡板，所述消能挡板水平设置，以使第二次气液分离以及第三次气液分离后的液体经由所述消能挡板流下至储液罐。

可选地，所述导流筒呈圆台状，且所述导流筒的直径沿从上到下的方向渐增；

所述导流筒的中空内腔呈圆台状，且所述中空内腔的横截面直径沿从上到下的方向渐增。

可选地，所述分离罐内还包括：螺旋叶片，所述螺旋叶片同轴连接于所述分离罐的下端，进行第四次气液分离。

可选地，所述进液口位于所述导流腔体的上方，且所述进液口的轴线平行于所述分离罐的水平切线方向。

可选地，所述储液罐的管壁还开设有三个连接管口，以分别连接液位计、节流截止放空阀以及安全阀。

本申请提供的气液分离装置，通过在分离罐内设置一分离器来形成环形的导流腔体，以使由进液口进入的混合液在导流腔体内做螺旋向下运动，运动的同时，分离出的气体经由进气口以及第一出气口上升，分离出的液体会下落至储液罐，从而取代了现有技术中的滤网结构，在实现油气有效分离的同时，减少维护成本。

其次，进液口沿平行于所述分离罐的水平切线方向开设，从而使沿水平切线方向进入导流腔体的混合液可以更好地做螺旋运动，以实现更优的气液分离。

另外，导流筒呈圆台状布置，可以增加混合液在导流腔体中的螺旋运动距离，以实现更优的气液分离。

再次，分离器的导气管中设置导气轴和导气叶片，以使气体沿导气叶片螺旋向上运动时进行第二次气液分离；导气轴的上方固接有阻气挡板，上升的气体经过阻气挡板时，可以进行第三次气液分离；分离罐的下端连接有螺旋叶片，从而使下落的液体经过螺旋叶片时实现第四次的气液分离，从而保证气体和液体可以彻底有效地分离，得到纯度更高的气体和液体。

附图说明

图1是本申请实施例的气液分离装置的主视结构图；

图2是本申请实施例的气液分离装置的左视结构图；

图3是本申请实施例的气液分离装置的分离罐的结构示意图；

图4是本申请实施例的分离罐中的分离器的结构示意图；

图5是本申请实施例的分离罐中的气体走向示意图；

图6是本申请实施例的分离罐中的液体走向示意图。

附图标记

1—气液分离装置，

10—分离罐，101—上部内腔，102—下部内腔，

11—储液罐，110—连接管口，

12—分离器，

121—导流筒，122—导气轴，123—导气管，

124—导气叶片，125—隔离板，126—阻气挡板，

13—第一出气口，14—进液口，15—出液口，

16—第二出气口，17—螺旋叶片，

18—引流管，181—上端管口，182—下端管口，183—消能挡板，

19—进气口，20—中空内腔，21—导流腔体。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

为了在实现油气有效分离的同时减少成本，解决现有技术中采用滤网时存在的技术缺陷，本申请实施例公开了一种气液分离装置1，如图1-2所示，主要包括：储液罐11、分离罐10以及设置于分离罐10内的分离器12。

需要说明的是，为了便于描述，图1-2中标示出了“上”、“下”方向。此方向也是本申请的气液分离装置1在使用时的摆放状态。此标示的“上”、“下”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

下面对本实施例的气液分离装置1的结构进行详细的说明。其中：

储液罐11作为储存液体的作用，其下端开设有出液口15。

可选地，储液罐11的管壁还开设有三个连接管口110，以分别连接液位计、节流截止放空阀以及安全阀。液位计用于测量储液罐11内的液面位置，节流截止放空阀用于手动放空以降低储液罐11中的压力，安全阀用于当储液罐11内的压力高于设定值时实现自动泄压。

分离罐10的上端开设有第一出气口13，分离罐10的罐体开设有进液口14，分离罐10固定连接于所述储液罐11的上方，且分离罐10的下端与储液罐11相连通。

分离器12固定连接于分离罐10内，分离器12的上端设置有第二出气口16、下端开设有进气口19，且分离器12的外壁与分离罐10的内壁共同围绕形成一环形的导流腔体21。

进液口14与所述导流腔体21相连通，经由进液口14进入的混合液在所述导流腔体21内做螺旋向下运动，混合液在螺旋向下运动的过程中，由于离心力的作用而进行第一次气液分离，分离出的气体经由进气口19以及第一出气口13排出，分离后的液体经由分离罐10的下端流入储液罐11。

可选地，进液口14位于导流腔体21的上方，且进液口14的轴线平行于分离罐10的水平切线方向，从而使沿水平切线方向进入导流腔体21的混合液可以更好地做螺旋运动，以实现更优的气液分离。

本申请提供的气液分离装置1，通过在分离罐10内设置一分离器12来形成环形的导流腔体21，以使由进液口14进入的混合液在导流腔体21内做螺旋向下运动，运动的同时，分离出的气体经由进气口19以及第一出气口13上升，分离出的液体会下落至储液罐11，从而取代了现有技术中的滤网结构，在实现油气有效分离的同时，减少维修成本。

分离器12作为本实施例的气液分离装置1的核心部件，下述内容对分离器12的结构进行详细的说明。

具体地，参见图3和图4，分离器12主要包括：隔离板125、导流筒121、导气轴122、导气叶片124和阻气挡板126。

隔离板125沿水平方向设置，隔离板125与分离罐10的内腔横截面相适配，也即，隔离板125的板面积与分离罐10的内腔横截面的面积相同。且隔离板125的周侧与分离罐10的内壁固定连接，并将分离罐10的内腔分隔为上部内腔101和下部内腔102。

可选地，隔离板125的周侧与分离罐10固定连接的方式有多种，如焊接、铆接、卡接等，本实施例优选隔离板125的周侧与分离罐10焊接，以连接牢固，且保证上部内腔101和下部内腔102的严密性。

导流筒121与分离罐10同轴设置，导流筒121的上端与所述隔离板125固定连接，且导流筒121的外壁与分离罐10的内壁共同围绕形成导流腔体21，导流筒121形成一中空内腔20，进气口19开设于中空内腔20的下端。

可选地，导流筒121呈圆台状，且所述导流筒121的直径沿从上到下的方向渐增，导流筒121的中空内腔20呈圆台状，且中空内腔20的横截面直径沿从上到下的方向渐增，可以增加混合液在导流腔体21中的螺旋运动距离，以实现更优的第一次气液分离。需要说明的是，第一次气液分离时的气体，由于其密度较小，一开始会在导流腔体21内累积，在累积到一定的体积时，自导流腔体21的下端逸出，并绕过导流筒121进入进气口19继续上升。第一次气液分离的气体和液体走向分别参见图5和图6。图5为本实施例中分离罐10中的气体走向示意图，图6为本实施例中分离罐10中的液体走向示意图。

导气管123的轴线沿上下方向延伸，并与隔离板125固定连接，导气管123的下端位于导流筒121的中空内腔20、导气管123的上端位于上部内腔101。并且，第二出气口16即开设于导气管123的上端。

导气轴122与导气管123同轴设置。导气轴122贯穿导气管123，且导气轴122的两端均伸出导气管123；导气叶片124连接于导气管123与导气轴122之间，以使气体沿导气叶片124螺旋向上运动。气体在此螺旋向上运动时，气体中的水分会冷凝而形成液体附着于导气叶片124上，并经由导气管123的下端滴落至下部内腔102，从而实现第二次气液分离。第二次气液分离的气体和液体走向分别参见图5和图6。

阻气挡板126固定连接于导气轴122的上方，且阻气挡板126水平设置，上升的气体经过阻气挡板126时，需要自阻气挡板126的下方经过阻气挡板126的周侧而上升至第一出气口13排出。在此过程中，气体中的水分会冷凝而形成液体并附着在阻气挡板126的下侧以及分离罐10的内壁上，进而落至隔离板125上，并积存于上部内腔101中，以实现第三次气液分离。第三次气液分离的气体和液体走向分别参见图5和图6。

可选地，分离罐10的罐体还连接有：引流管18，引流管18的上端管口181与上部内腔101连通，引流管18的下端管口182位于进气口19处，使第三次气液分离后的液体在积存到一定量时，可以经由引流管18回流至下部内腔102。引流管18中一直存有积液，从而可以隔断上部内腔101和下部内腔102，保持两个腔室的压差。

进一步地，引流管18的上端管口181水平设置，从而便于上部内腔101的液体回流。

进一步地，引流管18的下端管口182的朝向可以设置为多个方向，本实施例中设置引流管18的下端管口182朝上设置，并与导气管123的下端相对齐。由于气体在导气叶片124中旋流的过程中，引流管18的下端管口182与导气管123的下端之间的区域会产生负压，从而能够将引流管18中的液体不断吸出。

并且，引流管18的下端管口182的周侧还连接有消能挡板183，消能挡板183水平设置，以使第二次气液分离以及第三次气液分离后的液体经由消能挡板183流下至储液罐11。消能挡板183可以抵消液体下落时的冲能，起到缓冲的作用。

进一步地，分离罐10内还包括：螺旋叶片17，螺旋叶片17同轴连接于所述分离罐10的下端，经由螺旋叶片17的液体在螺旋叶片17的离心力的作用下，进一步地进行第四次气液分离，分离后的液体进入储液罐11，分离后的气体上升，经由导流筒121的进气口19继续上升。

综上所述，本申请提供的气液分离装置1，通过在分离罐10内设置一分离器12来形成环形的导流腔体21，以使由进液口14进入的混合液在导流腔体21内做螺旋向下运动实现第一次气液分离，继而上升的气体通过导气轴122和导气叶片124进行第二次气液分离、通过阻气挡板126进行第三次气液分离，下落的液体经过螺旋叶片17时实现第四次气液分离。经过四次的液气分离，可以保证气体和液体可以彻底有效地分离，得到纯度更高的气体和液体。

并且，本实施例的气液分离装置1通过分离器12来取代现有技术中的滤网结构，从而在实现油气有效分离的同时，克服了滤网容易堵塞的技术缺陷，进而减少了维护成本。

其次，进液口14沿平行于分离罐10的水平切线方向开设，从而使沿水平切线方向进入导流腔体21的混合液可以更好地做螺旋运动，以实现更优的气液分离。

再次，导流筒121呈圆台状布置，可以增加混合液在导流腔体21中的螺旋运动距离，以实现更优的气液分离。

另外，本实施例的气液分离装置还具有以下特点：

1)本实施例的气液分离装置可以实现高效彻底的气液分离，满足计量要求；

2)本实施例的气液分离装置通过设置连接管口还可以连接其他计量器件，适应性强，适用范围广，特别是低产井和间歇性出油油井的单量标定；

3)可以通过外连计量器件，以实现计量准确，精度达到±1％；

4)气液分离装置可以通过设置控制部件，并通过控制柜操控，实现全数字化，自动化程度高，操作方便；

5)储液罐的上部设有安全阀，保证本气液分离装置在设定压力内工作；

6)进一步地，储液罐的底部可以设置排污口和冲洗接口，以排除储液罐内的杂质。

上面结合附图对本申请优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请构思的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种气液分离装置(1)，其特征在于，包括：

储液罐(11)，所述储液罐(11)的下端开设有出液口(15)；

分离罐(10)，所述分离罐(10)的上端开设有第一出气口(13)，所述分离罐(10)的罐体开设有进液口(14)，所述分离罐(10)固定连接于所述储液罐(11)的上方，且所述分离罐(10)的下端与所述储液罐(11)相连通；

分离器(12)，所述分离器(12)固定连接于所述分离罐(10)内，所述分离器(12)的上端设置有第二出气口(16)、下端开设有进气口(19)，且所述分离器(12)的外壁与所述分离罐(10)的内壁共同围绕形成一环形的导流腔体(21)；

所述进液口(14)与所述导流腔体(21)相连通，经由进液口(14)进入的混合液在所述导流腔体(21)内做螺旋向下运动进行第一次气液分离，分离出的气体经由进气口(19)以及第一出气口(13)排出，分离后的液体经由分离罐(10)的下端流入储液罐(11)。

2.根据权利要求1所述的气液分离装置(1)，其特征在于，所述分离器(12)包括：

隔离板(125)，所述隔离板(125)水平设置，所述隔离板(125)与分离罐(10)的内腔横截面相适配，且所述隔离板(125)的周侧与所述分离罐(10)的内壁固定连接，并将所述分离罐(10)的内腔分隔为上部内腔(101)和下部内腔(102)；

导流筒(121)，所述导流筒(121)与所述分离罐(10)同轴设置，导流筒(121)的上端与所述隔离板(125)固定连接，且所述导流筒(121)的外壁与所述分离罐(10)的内壁共同围绕形成所述导流腔体(21)，所述导流筒(121)形成一中空内腔(20)，所述进气口(19)开设于所述中空内腔(20)的下端；

导气管(123)，所述导气管(123)的轴线沿上下方向延伸，并与隔离板(125)固定连接，所述导气管(123)的下端位于所述导流筒(121)的中空内腔(20)、导气管(123)的上端位于所述上部内腔(101)；

所述第二出气口(16)开设于所述导气管(123)的上端。

3.根据权利要求2所述的气液分离装置(1)，其特征在于，所述分离器(12)还包括：

与所述导气管(123)同轴设置的导气轴(122)，所述导气轴(122)贯穿所述导气管(123)，且所述导气轴(122)的两端均伸出所述导气管(123)；

导气叶片(124)，所述导气叶片(124)连接于所述导气管(123)与所述导气轴(122)之间，以使气体沿所述导气叶片(124)螺旋向上运动，进行第二次气液分离。

4.根据权利要求3所述的气液分离装置(1)，其特征在于，所述分离器(12)还包括：阻气挡板(126)，所述阻气挡板(126)固定连接于所述导气轴(122)的上方，且阻气挡板(126)水平设置，以进行第三次气液分离。

5.根据权利要求4所述的气液分离装置(1)，其特征在于，所述分离罐(10)的罐体还连接有：引流管(18)，所述引流管(18)的上端管口(181)与所述上部内腔(101)连通，所述引流管(18)的下端管口(182)位于所述进气口(19)处，使第三次气液分离后的液体经由所述引流管(18)回流至下部内腔(102)。

6.根据权利要求5所述的气液分离装置(1)，其特征在于，所述引流管(18)的下端管口(182)朝上设置，并与所述导气管(123)的下端相对齐；

所述引流管(18)的下端管口(182)的周侧还连接有消能挡板(183)，所述消能挡板(183)水平设置，以使第二次气液分离以及第三次气液分离后的液体经由所述消能挡板(183)流下至储液罐(11)。

7.根据权利要求2所述的气液分离装置(1)，其特征在于，所述导流筒(121)呈圆台状，且所述导流筒(121)的直径沿从上到下的方向渐增；

所述导流筒(121)的中空内腔呈圆台状，且所述中空内腔的横截面直径沿从上到下的方向渐增。

8.根据权利要求1所述的气液分离装置(1)，其特征在于，所述分离罐(10)内还包括：螺旋叶片(17)，所述螺旋叶片(17)同轴连接于所述分离罐(10)的下端，进行第四次气液分离。

9.根据权利要求1所述的气液分离装置(1)，其特征在于，所述进液口(14)位于所述导流腔体(21)的上方，且所述进液口(14)的轴线平行于所述分离罐(10)的水平切线方向。

10.根据权利要求1所述的气液分离装置(1)，其特征在于，所述储液罐(11)的管壁还开设有三个连接管口(110)，以分别连接液位计、节流截止放空阀以及安全阀。