CN112619337A - 一种全自动立式气液分离器 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油行业气液分离技术领域，具体涉及一种全自动立式气液分离器。本发明通过气液分离器本体、截止阀、第一电动三通阀、集气汇管、电动球阀、第二电动三通阀、疏水阀、RTU和SCADA系统的有机配合，实现了气液分离器进口自动过滤、自动排污，全自动化运行，降低了生产成本和采油工人的劳动强度，提高了油田数字化管理水平。

Description

一种全自动立式气液分离器

技术领域

本发明属于石油行业气液分离技术领域，具体涉及一种全自动立式气液分离器。

背景技术

气液分离器是油田集输工艺中处理伴生气中液体和固体杂质的主要设备。目前，油田集输站场主要采用的是常规的立式气液分离器，在冬季需要频繁的开关阀门排液，否则一旦排液阀门冻堵，将会造成气液分离器及集输系统压力升高，从而导致井口回压增高，集输系统设备超压或者法兰刺漏等现象发生，安全隐患较大。同时，随着油田无人值守站的持续推进，站场看守人员逐步减少，对设备的自动化运行需求越来越高，气液分离器已经成为影响场站无人值守的关键设备之一。

目前，油田应用的主要为立式气液分离器，气体从侧面进入容器，通过进口挡板，液体下流到分离器的底部，气体反向上行至顶部气体空间内，流经捕雾器后从出口流出。现有的立式气液分离器自动化程度较低，在运行过程中存在以下问题：

1、气液分离器分离出的液体为人工间歇排出，冬季如果间歇时间过长极易发生冻堵现象。

2、伴生气中杂质较多，气液分离器排污阀门运行一段时间，阀腔内杂质沉积，就会发生关不严的情况。

3、气液分离器无法实现远程监控及自动化运行。

发明内容

本发明提供了一种全自动立式气液分离器，目的在于实现气液分离器进口自动过滤、自动排污，全自动化运行，降低生产成本和采油工人的劳动强度，提高油田数字化管理水平。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种全自动立式气液分离器，包括气液分离器本体、截止阀、第一电动三通阀、集气汇管、电动球阀、第二电动三通阀、疏水阀、RTU和SCADA 系统；所述的气液分离器本体中上部设置有气体进口，气液分离器本体下部设置有排气孔；所述的第一电动三通阀设置在进气管线与集气汇管之间，所述的集气汇管的上端通过第二电动三通阀与气体进口连通，集气汇管的下端通过电动球阀与去污油箱排污管线连通；所述气液分离器本体的上端口设置有封头，在封头与出气管线的连接线路上设置有截止阀；所述气液分离器本体的下端通过疏水阀与去污油箱排污管线连通；所述的集气汇管上设置有差压变送器，所述第二电动三通阀上部设置有压力变送器，所述气液分离器本体上设置有温度变送器，气液分离器本体的下部设置有液位变送器；所述的SCADA系统通过RTU分别与第一电动三通阀、电动球阀、第二电动三通阀、差压变送器、压力变送器、温度变送器和液位变送器电信号连接。

所述的集气汇管设置有两组，两组集气汇管并联设置。

所述集气汇管内的上部设置有过滤网，过滤网将集气汇管分为上下两个部分，集气汇管上下部分分别与差压变送器的两端连接。

所述的过滤网采用的是PN1.6 DN150不锈钢网，且水平设置。

所述的气液分离器本体内设置有分离管、分离器伞、丝网捕雾器、固定架和挡板；所述的丝网捕雾器、分离器伞、分离管、挡板从上至下依顺序设置，所述的分离管通过固定架固定连接在气液分离器本体内侧壁上。

所述的固定架采用的是十字钢筋。

所述的挡板为伞状，且高点朝上设置。

所述的分离管为漏斗形。

所述的封头采用的是椭圆形的封头；所述的气体进口为切向进口；所述气液分离器本体下部设有一个检查孔；所述的封头上连接有全封闭安全阀。

还包括电动排污球阀；所述的电动排污球阀与疏水阀并联设置，且通过RTU与SCADA系统电信号连接。

有益效果：

本发明通过气液分离器本体、截止阀、第一电动三通阀、集气汇管、电动球阀、第二电动三通阀、疏水阀、RTU和SCADA系统的有机配合，实现了气液分离器进口自动过滤、自动排污，全自动化运行，降低了生产成本和采油工人的劳动强度，提高了油田数字化管理水平。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例，详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的控制系统框图；

图3是本发明的现场连接示意图。

图中：1-截止阀；2-第一电动三通阀；3-集气汇管；4-过滤网；5-电动球阀；6-第二电动三通阀；7-气体进口；8-分离管；9-分离器伞；10-丝网捕雾器；11-封头；12-全封闭安全阀；13-固定架；14-挡板；15-液位变送器；16-排气孔；17-疏水阀；18-检查孔；19-气液分离器本体；20-电动排污球阀。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例，详细说明如后。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

参照图1～图3所示的一种全自动立式气液分离器，包括气液分离器本体19、截止阀1、第一电动三通阀2、集气汇管3、电动球阀5、第二电动三通阀6、疏水阀17、RTU和SCADA系统；所述的气液分离器本体19中上部设置有气体进口7，气液分离器本体19下部设置有排气孔16；所述的第一电动三通阀2设置在进气管线与集气汇管3之间，所述的集气汇管3的上端通过第二电动三通阀6与气体进口7连通，集气汇管3的下端通过电动球阀5与去污油箱排污管线连通；所述气液分离器本体19的上端口设置有封头11，在封头11与出气管线的连接线路上设置有截止阀1；所述气液分离器本体19的下端通过疏水阀17与去污油箱排污管线连通；所述的集气汇管3上设置有差压变送器，所述第二电动三通阀6上部设置有压力变送器，所述气液分离器本体19上设置有温度变送器，气液分离器本体19 的下部设置有液位变送器15；所述的SCADA系统通过RTU分别与第一电动三通阀2、电动球阀5、第二电动三通阀6、差压变送器、压力变送器、温度变送器和液位变送器15电信号连接。

本实施例中第一电动三通阀2采用的是PN1.6 DN80电动三通阀；集气汇管3采用的是PN1.6 DN150；过滤网4采用的是4PN1.6 DN150；截止阀1 采用的是PN1.6 DN80；疏水阀17采用的是PN1.6 DN50；气液分离器本体 19内径为Φ800。

在实际使用时，来气管线经进口第一电动三通阀2进入集气汇管3流速变慢，然后经第二电动三通阀6进入气体进口7，含液气体沿切向旋流进入气液分离器本体19内进行气液旋流分离，分离后伴生气经出口截止阀1 外输。产生的液体可迅速通过疏水阀17进入排污管线，全部自流至污油箱。分离管8上部与气液分离器筒体焊接连接，上部为Φ800×6mm变径为Φ 400×6mm、高度200mm，与下部长1000mm的Φ400×6mm钢管焊接连接，分离管8下部设十字钢筋13与气液分离器筒体连接固定。

本发明通过应用站场SCADA系统实现对全自动立式气液分离器的温度、压力、液位及差压远程监控，可控制第一电动三通阀2、电动球阀5、第二电动三通阀6、电动球阀5的远程切换，实现了气液分离器全自动运行。

利用疏水阀17的自动排液技术，实现了气液分离器分离出的油水及轻烃快速排放至污油箱，防止冬季排污管线冻堵。在气液分离器的进口过滤气体杂质，有效防止了疏水阀17因杂质吸附而关不严的问题。

本实施例中的RTU是远方数据终端；SCAD系统是数据采集与监视控制系统。

实施例二：

参照图1和图3所示的一种全自动立式气液分离器，在实施例一的基础上，所述的集气汇管3设置有两组，两组集气汇管3并联设置。

进一步的，所述集气汇管3内的上部设置有过滤网4，过滤网4将集气汇管3分为上下两个部分，集气汇管3上下部分分别与差压变送器的两端连接。

更进一步的，所述的过滤网4采用的是PN1.6 DN150不锈钢网，且水平设置。

在实际使用时，当来气管线经进口第一电动三通阀2进入集气汇管3 流速变慢，然后进入PN1.6 DN150不锈钢过滤网4去除大颗粒杂质后然后经第二电动三通阀6进入气体进口7。

采用集气汇管3设置两组的技术方案，一组正常生产时，另外一组集气汇管3的进出口关闭，汇管下端的电动球阀5自动打开，汇管内气体及杂质自压至污油箱排，实现过滤器自动反向冲洗。两组集气汇管3，交互运行。在过滤器堵塞，进气压力异常时，远程切换至另一组集气汇管3，可保障生产的安全运行。设置两组集气汇管3，实现一用一备，便于清理过滤器、更换压变时不影响生产的正常运行。

过滤网4配套差压变送器，在过滤网4前后压差超过0.05MPa之后，可自动控制电动三通阀切换至另一条管线。同时打开该条管线的电动球阀 5，利用管道内的余压反向冲洗过滤器，实现自清洁功能。

实施例三：

参照图1和图3所示的一种全自动立式气液分离器，在实施例一的基础上，所述的气液分离器本体19内设置有分离管8、分离器伞9、丝网捕雾器10、固定架13和挡板14；所述的丝网捕雾器10、分离器伞9、分离管8、挡板14从上至下依顺序设置，所述的分离管8通过固定架13固定连接在气液分离器本体19内侧壁上；

进一步的，所述的固定架13采用的是十字钢筋。

在实际使用时，当来气管线经进口第一电动三通阀2进入集气汇管3 流速变慢，然后经第二电动三通阀6进入气体进口7，含液气体沿切向旋流进入气液分离器本体19内进行气液旋流分离，液体沿分离器壁流入下部，中心气体冲击挡板14，液体附着在挡板14上，在重力作用下流入分离器底部，气体向上通过分离管8上行至分离器伞9，在分离器伞9内折流后进入丝网捕雾器10，分离后伴生气经出口截止阀1外输，产生的液体可迅速通过疏水阀17进入排污管线，全部自流至污油箱。分离管8上部与气液分离器筒体焊接连接，上部为Φ800×6mm变径为Φ400×6mm、高度200mm，与下部长1000mm的Φ400×6mm钢管焊接连接，分离管8下部设十字钢筋13 与气液分离器筒体连接固定。

固定架采用的是十字钢筋，既能够方便的将分离管8固定连接在气液分离器本体19内侧壁上，又节约成本。

实施例四：

参照图1和图3所示的一种全自动立式气液分离器，在实施例三的基础上，所述的挡板14为伞状，且高点朝上设置。

在实际使用时，挡板14采用本技术方案，当中心气体冲击伞状挡板14，液体附着在伞状挡板14上，在重力作用下流入气液分离器本体19的底部。

实施例五：

参照图1和图3所示的一种全自动立式气液分离器，在施例一的基础上：所述的分离管8为漏斗形。

在实际使用时，分离管8采用漏斗形，能够使落入分离管8的液体沿分离器壁迅速流入下部。

实施例六：

参照图1和图3所示的一种全自动立式气液分离器，在施例一的基础上：所述的封头11采用的是椭圆形的封头；所述的气体进口7为切向进口；所述气液分离器本体19下部设有一个检查孔18；所述的封头11上连接有全封闭安全阀12。

在实际使用时，椭圆形的封头11底部焊接法兰与气液分离器上部法兰连接，便于气液分离器后期检修。椭圆形封头11中心焊接短管，短管上焊接PN1.6 DN80的伴生气出口法兰。方便的与出气管线连接。

检查孔18的设置，方便操作人员对气液分离器本体19内部情况的观察。

气体进口7采用切向向下进口，在一个突然扩大的容器中，流速降低后，在主流体转向的过程中，气相中较重的液滴在离心力、重力的作用下下沉，实现气体与液体分离。还可使得气体被进口高速气流甩到管壁上运行，气相中细微的液滴或杂质与管壁碰撞失去动能后，在重力作用下与转向气体分离。

在实际使用时，全封闭安全阀12采用的是PN1.6 DN50微启式全封闭安全阀，全封闭安全阀12的定压值0.5MPa。

本发明技术方案的采用，使得本发明的安全性得到了进一步加强。

实施例七：

参照图1和图3所示的一种全自动立式气液分离器，在施例一或实施例五的基础上：还包括电动排污球阀20；所述的电动排污球阀20与疏水阀 17并联设置，且通过RTU与SCADA系统电信号连接。

在实际使用时，电动排污球阀20的设置，使得当疏水阀17出现排液故障后，能够启动电动排污球阀20进行排液，保证本发明能够正常运转。

实施例八：

参照图1～图3所示的一种全自动立式气液分离器，在施例一的基础上：所述的集气汇管3设置有两组，两组集气汇管3并联设置；所述的集气汇管3内的上部设置有过滤网4；所述的过滤网4采用的是PN1.6 DN150 不锈钢网，且水平设置；所述的气液分离器本体19内设置有分离管8、分离器伞9、丝网捕雾器10、固定架13和挡板14；所述的丝网捕雾器10、分离器伞9、分离管8、挡板14从上至下依顺序设置，所述的分离管8通过固定架13固定连接在气液分离器本体19内侧壁上；所述的固定架采用的是十字钢筋；所述的挡板14为伞状，且高点朝上设置；所述的分离管8 为漏斗形；所述的封头11采用的是椭圆形的封头；所述的气体进口7为切向进口；所述气液分离器本体19下部设有一个1个检查孔18；所述的封头 11上连接有全封闭安全阀12。

在实际使用时，来气管线经PN1.6 DN80进口的第一电动三通阀2进入 PN1.6DN150集气汇管3流速变慢，然后进入PN1.6 DN150不锈钢过滤网4 去除大颗粒杂质后经第二电动三通阀6进入切向进口的气体进口7，含液气体沿切向旋流进入Φ800立式气液分离器进行气液旋流分离，液体沿分离器壁流入下部，中心气体冲击伞状挡板14，液体附着在伞状挡板14上，在重力作用下流入分离器底部，气体向上通过漏斗形分离管8上行至分离器伞9，在分离器伞9内折流后进入丝网捕雾器10，分离后伴生气经PN1.6 DN80出口截止阀1外输。产生的液体可迅速通过PN1.6 DN50疏水阀17进入排污管线，全部自流至污油箱。分离管8上部与气液分离器筒体焊接连接，上部为Φ800×6mm变径为Φ400×6mm、高度200mm，与下部长1000mm的Φ400 ×6mm钢管焊接连接，分离管8下部设十字钢筋13与气液分离器筒体连接固定。

全自动立式气液分离器采用两组伴生气集气汇管3，集气汇管3的底部连接电动球阀5，电动球阀5下部连接排污管线。不锈钢过滤网4前后设差压变送器，电动三通阀6上部设压力变送器，气液分离器筒体下部设液位变送器15。椭圆形封头11底部焊接法兰与气液分离器上部法兰连接，便于气液分离器后期检修。椭圆形封头11中心焊接短管，短管上焊接PN1.6 DN80 的伴生气出口法兰。椭圆形封头11侧面安装1个PN1.6 DN50微启式全封闭安全12，安全阀定压值0.5MPa。气液分离器筒体下部设液位变送器15，气液分离器底部筒体上设两个DN80排气孔16，180度对称分布在筒体上， DN80排气孔16下部设一个DN250检查孔18。Φ800立式气液分离器底部焊接在Φ1000mm厚10mm的圆形钢板上，圆形钢板上设6-Φ30地脚螺栓孔，便于与混凝土基础连接。

本发明通过气液分离器本体、截止阀、第一电动三通阀、集气汇管、电动球阀、第二电动三通阀、疏水阀、RTU和SCADA系统的有机配合，实现了气液分离器进口自动过滤、自动排污，全自动化运行，降低了生产成本和采油工人的劳动强度，提高了油田数字化管理水平。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种全自动立式气液分离器，其特征在于：包括气液分离器本体(19)、截止阀(1)、第一电动三通阀(2)、集气汇管(3)、电动球阀(5)、第二电动三通阀(6)、疏水阀(17)、RTU和SCADA系统；所述的气液分离器本体(19)中上部设置有气体进口(7)，气液分离器本体(19)下部设置有排气孔(16)；所述的第一电动三通阀(2)设置在进气管线与集气汇管(3)之间，所述的集气汇管(3)的上端通过第二电动三通阀(6)与气体进口(7)连通，集气汇管(3)的下端通过电动球阀(5)与去污油箱排污管线连通；所述气液分离器本体(19)的上端口设置有封头(11)，在封头(11)与出气管线的连接线路上设置有截止阀(1)；所述气液分离器本体(19)的下端通过疏水阀(17)与去污油箱排污管线连通；所述的集气汇管(3)上设置有差压变送器，所述第二电动三通阀(6)上部设置有压力变送器，所述气液分离器本体(19)上设置有温度变送器，气液分离器本体(19)的下部设置有液位变送器(15)；所述的SCADA系统通过RTU分别与第一电动三通阀(2)、电动球阀(5)、第二电动三通阀(6)、差压变送器、压力变送器、温度变送器和液位变送器(15)电信号连接。

2.如权利要求1所述的一种全自动立式气液分离器，其特征在于：所述的集气汇管(3)设置有两组，两组集气汇管(3)并联设置。

3.如权利要求1或2所述的一种全自动立式气液分离器，其特征在于：所述集气汇管(3)内的上部设置有过滤网(4)，过滤网(4) 将集气汇管(3)分为上下两个部分，集气汇管(3)上下部分分别与差压变送器的两端连接。

4.如权利要求3所述的一种全自动立式气液分离器，其特征在于：所述的过滤网(4)采用的是PN1.6 DN150不锈钢网，且水平设置。

5.如权利要求1所述的一种全自动立式气液分离器，其特征在于：所述的气液分离器本体(19)内设置有分离管(8)、分离器伞(9)、丝网捕雾器(10)、固定架(13)和挡板(14)；所述的丝网捕雾器(10)、分离器伞(9)、分离管(8)、挡板(14)从上至下依顺序设置，所述的分离管(8)通过固定架(13)固定连接在气液分离器本体(19)内侧壁上。

6.如权利要求5所述的一种全自动立式气液分离器，其特征在于：所述的固定架(13)采用的是十字钢筋。

7.如权利要求6所述的一种全自动立式气液分离器，其特征在于：所述的挡板(14)为伞状，且高点朝上设置。

8.如权利要求6所述的一种全自动立式气液分离器，其特征在于：所述的分离管(8)为漏斗形。

9.如权利要求1所述的一种全自动立式气液分离器，其特征在于：所述的封头(11)采用的是椭圆形的封头；所述的气体进口(7)为切向进口；所述气液分离器本体(19)下部设有一个检查孔(18)；所述的封头(11)上连接有全封闭安全阀(12)。

10.如权利要求1或9所述的一种全自动立式气液分离器，其特征在于：还包括电动排污球阀(20)；所述的电动排污球阀(20)与疏水阀(17)并联设置，且通过RTU与SCADA系统电信号连接。

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