CN114687723B - 一种油气井气液分离及过滤干燥装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油井气液处理技术领域，公开了一种油气井气液分离及过滤干燥装置，包括分离壳体，所述分离壳体内设有分离腔，所述分离腔连通设有进液管、出液管，所述分离腔上侧设有过渡腔，所述过渡腔和所述分离腔之间连通，所述分离壳体上侧设有干燥壳体，所述干燥壳体内设有干燥腔，通过设置分离壳体、干燥壳体、转轴、冷凝盘、排气口等，油井的气液流体在分离壳体内收重力作用完成分离，气体通过排气口流入到冷凝盘的表面，冷凝盘对气体降温冷凝，使混合气体内的水分进行冷凝、结冰，从而完成对油气的干燥过程。
Description
技术领域
本发明涉及油井气液处理技术领域，具体为一种油气井气液分离及过滤干燥装置。
背景技术
油气井开采出来的状态包括气相、液相，现有设备对于油气分离是比较成熟的，油气中含有水分，为了排除这一组分，现有的过滤干燥方法通常有干燥剂吸收法，但这种方法消耗的干燥剂较多，成本较高。
CN103452553B公开了一种多功能油气井套管气液分离及过滤干燥装置，是为实现套管气无污染的气液分离、过滤和干燥的目的而设计的，该装置由一次分离及气体转向、气液二次分离及液体回流、气液三次分离和干燥过滤四部分组成，主要包括连接总高压闸门和细管的双头短接、设有轴向气流通道、液体回流通道及内、外阻挡罩的二次分离器、设有分离室和内锥面阻挡板三次分离器及干燥过滤室等。本发明为油气井生产气样采集提供了专用工具，可对管道气体实施泄压、气液分离和过滤干燥处理，能避免对人体和抽油机的污染，避免液体进入测试仪及空气对测试结果的干扰，大幅降低套管气的弥散浓度，有效控制气量的大小，大幅度缩短测试时间，测试结果准确度高，误差小。
CN202731910U公开了一种多功能油气井套管气液分离及过滤干燥装置，是为在取样及测试前对套管气进行气液分离、过滤和干燥而设计的，该装置由依次连接的一次分离及气体转向、气液二次分离及液体回流、气液三次分离和干燥过滤四部分组成，包括连接总高压闸门和细管的双头短接、设有气流通道、液体回流通道及内、外阻挡罩的二次分离器、设有分离室和内锥面阻挡板的三次分离器、连接气体观察管线和气体采集测试管线的干燥过滤室等。本实用新型可在现场对管道气体实施泄压、气液分离和过滤干燥处理，进行科学准确的采样测试，能避免对人体和抽油机的污染，能大幅降低套管气在空气中的弥散浓度，大幅缩短测试时间，测试结果准确度高。
CN110106000B公开了一种天然气干燥设备及工艺，包括第一气液分离器、第二气液分离器、冷冻式干燥机、加热器、第一干燥装置、第二干燥装置、冷却器、气体调节阀FV、第一气路转换组件和第二气路转换组件，将待干燥气体分为两部分，一部分待干燥气体作为再生气对干燥装置进行再生，一部分直接接入干燥装置干燥脱水，第一干燥装置和第二干燥装置可以分别进行再生和干燥脱水，且用来对吸附剂再生的再生气，并没有作废气排走，而是全部回收，一并干燥后作成品气输出，故而没有再生气消耗，没有排气污染及噪声。
上述专利的过滤干燥方法消耗的干燥剂较多，成本较高，且分离效果较差，因此本发明提出一种成本较低的气液分离干燥装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油气井气液分离及过滤干燥装置，用于克服现有技术中的上述缺陷。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
本发明的一种油气井气液分离及过滤干燥装置，包括分离壳体，所述分离壳体内设有分离腔，所述分离腔连通设有进液管、出液管，所述分离腔上侧设有过渡腔，所述过渡腔和所述分离腔之间连通，所述分离壳体上侧设有干燥壳体，所述干燥壳体内设有干燥腔，所述干燥腔内设有冷凝盘，所述冷凝盘上下阵列分布，相邻所述冷凝盘之间形成冷凝间隙，所述冷凝盘中心设有转轴，所述转轴相对所述干燥腔上下壁体转动连接，所述转轴中间设有气体腔，所述气体腔的壁体与外界连通设有排气口，所述排气口分布在所述冷凝间隙内，所述气体腔与所述过渡腔连通，所述干燥腔连通设有干燥管。
进一步的技术方案，所述冷凝盘的盘面均匀分布有摩擦凸起，所述摩擦凸起的尖端设有凝结核。
进一步的技术方案，所述过渡腔和所述分离腔之间连通设有连通开关，所述过渡腔与外界连通设有热管，所述热管的一端设有热气泵。
进一步的技术方案，所述分离腔上侧壁体设有滑槽，所述滑槽上下滑动设有滑块，所述滑块下处设有弹簧，所述弹簧下侧设有浮动体，所述浮动体设有开口向下浮动槽，所述滑块与所述滑槽的壁体之间设有距离检测器，所述滑块与所述滑槽的壁体之间设有复位弹簧。
进一步的技术方案，所述干燥壳体上侧设有电机，所述电机的轴设有第一齿轮，所述第一齿轮啮合设有第二齿轮，所述第二齿轮的轴心与所述转轴的轴心连接。
进一步的技术方案，所述冷凝盘内螺旋设有冷却管，所述冷却管内流通有制冷液。
进一步的技术方案，所述冷却管的进液口，所述冷却管的出液口和出液口分布在所述冷却管的中心内侧，所述转轴的壁体设有第一管、第二管，所述第一管与所述冷却管的出液口连通，所述第二管与所述冷却管的进液口连通。
进一步的技术方案，所述第二齿轮的中心位置设有连接轴，所述第二齿轮的连接轴内设有转动槽，所述转动槽内设有转动设有中心管，所述中心管外侧设有套管，所述中心管与所述第二管连通，所述套管与所述第一管连通。
本发明的有益效果：
本发明的一种油气井气液分离及过滤干燥装置通过设置分离壳体、干燥壳体、转轴、冷凝盘、排气口等，油井的气液流体在分离壳体内收重力作用完成分离，气体通过排气口流入到冷凝盘的表面，冷凝盘对气体降温冷凝，使混合气体内的水分进行冷凝、结冰，从而完成对油气的干燥过程，进一步的，冷凝过程中，冷凝盘产生旋转，从排气口流出的气体受到冷凝盘盘面的离心力作用，气体绕冷凝盘的轴心做向外扩张的螺旋运动，增加了气体与冷凝盘盘面接触的长度，可对气体快速降温，并减小本装置的体积。
本发明的一种油气井气液分离及过滤干燥装置通过在分离腔内设置滑槽、滑块、浮动体等，提高感知浮动体的高度，判断液面的高度变化，当液面高度过高，关闭连通开关，避免液体进入到上侧过渡腔内，流体只能通过出液管流出，当液面过低时，关闭出液管，避免气体通过出液管流出，实现了效果较好的气液分离。
本发明的一种油气井气液分离及过滤干燥装置通过设置过渡腔、热管、连通开关、排气管等，当需要清理积累凝结的冰晶时，连通开关关闭，从热管通入高温气体，高温气体通过气体腔、排气口对冷凝盘表面的冰晶进行融化，并通过干燥管排出，方便清洁。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1中A处结构放大示意图；
图3是图1中B处结构放大示意图；
图4是图3中冷凝盘32旋转时气体流动示意图；
图5是图3中冷凝盘32的俯视图。
具体实施方式
下面结合图1-5对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
结合附图1-5所述的一种油气井气液分离及过滤干燥装置，包括分离壳体10，分离壳体10内设有分离腔11，分离腔11连通设有进液管12、出液管13，分离腔11上侧设有过渡腔15，过渡腔15和分离腔11之间连通，分离壳体10上侧设有干燥壳体18，干燥壳体18内设有干燥腔27，干燥腔27内设有冷凝盘32，冷凝盘32上下阵列分布，相邻冷凝盘32之间形成冷凝间隙38，冷凝盘32中心设有转轴29，转轴29相对干燥腔27上下壁体转动连接，转轴29中间设有气体腔30，气体腔30的壁体与外界连通设有排气口31，排气口31分布在冷凝间隙38内，气体腔30与过渡腔15连通，干燥腔27连通设有干燥管28。
本装置工作时，油气流体通过进液管12进入到分离腔11内，液体和气体在重力作用下分界，下侧的液体通过出液管13排出，上侧的气体通过过渡腔15进入到气体腔30中，气体进一步的通过排气口31进入到冷凝间隙38内，对冷却管33制冷，冷却管33表面温度位于零摄氏度以下，混合气体中的水分与冷却管33的表面相互接触，从而冷凝析出，形成固体冰晶，其余气体通过冷凝间隙38向四周扩散最终通过干燥管28向外流出，完成对气体的冷凝干燥过程，此过程中，转轴29带动所有冷凝盘32旋转，从排气口31流出的气体受到冷凝盘32盘面的离心力作用，气体绕冷凝盘32的轴心做向外扩张的螺旋运动，增加了气体与冷凝盘32盘面接触的长度，从而可对气体快速降温，并减小本装置的体积。
优选的，冷凝盘32的盘面均匀分布有摩擦凸起39，摩擦凸起39的尖端设有凝结核。
摩擦凸起39的作用一方面是为气体的旋转增加摩擦力，另一方面，摩擦凸起39尖端的凝结核有利于水分凝结。
优选的，过渡腔15和分离腔11之间连通设有连通开关17，过渡腔15与外界连通设有热管16，热管16的一端设有热气泵。
当需要清理积累凝结的冰晶时，连通开关17关闭，从热管16通入高温气体，高温气体通过气体腔30、排气口31对冷凝盘32表面的冰晶进行融化，并通过干燥管28排出。
优选的，分离腔11上侧壁体设有滑槽21，滑槽21上下滑动设有滑块22，滑块22下处设有弹簧23，弹簧23下侧设有浮动体24，浮动体24设有开口向下浮动槽，滑块22与滑槽21的壁体之间设有距离检测器25，滑块22与滑槽21的壁体之间设有复位弹簧26。
液体密封住浮动体24下侧的开口，液面上下浮动能带动浮动体24随同移动，随着进液管12流入的流体不断增加，分离腔11内液体表面不断变化，当液面上升到与浮动体24接触，浮动体24带动弹簧23,弹簧23推动滑块22在滑槽21内滑动，距离检测器25检测到滑块22的运动，从而判断页面高度，此时液面过高，关闭连通开关17，避免液体进入到上侧过渡腔15内，流体只能通过出液管13流出，当液面过低时，关闭出液管13，避免气体通过出液管13流出。
优选的，干燥壳体18上侧设有电机34，电机34的轴设有第一齿轮35，第一齿轮35啮合设有第二齿轮36，第二齿轮36的轴心与转轴29的轴心连接。
电机34启动，电机34通过第一齿轮35带动第二齿轮36转动，第二齿轮36带动转轴29转动，从而带动冷凝盘32高度旋转。
优选的，冷凝盘32内螺旋设有冷却管33，冷却管33内流通有制冷液。
制冷液充满冷却管33，从而对冷凝盘32进行制冷。
优选的，冷却管33的进液口，冷却管33的出液口和出液口分布在冷却管33的中心内侧，转轴29的壁体设有第一管40、第二管41，第一管40与冷却管33的出液口连通，第二管41与冷却管33的进液口连通。
制冷液通过第二管41进入到冷却管33内，吸热后的制冷液通过第一管40排出。
优选的，第二齿轮36的中心位置设有连接轴，第二齿轮36的连接轴内设有转动槽42，转动槽42内设有转动设有中心管43，中心管43外侧设有套管44，中心管43与第二管41连通，套管44与第一管40连通。
制冷液通过中心管43进入到第二管41中，回收的制冷液通过第一管40、套管44向外流出，由于中心管43和套管44相对转轴29转动连接，因此，转轴29的转动不会带动套管44和中心管43转动，方便套管44和中心管43连通制冷机。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种油气井气液分离及过滤干燥装置，包括分离壳体，其特征在于：所述分离壳体内设有分离腔，所述分离腔连通设有进液管、出液管，所述分离腔上侧设有过渡腔，所述过渡腔和所述分离腔之间连通，所述分离壳体上侧设有干燥壳体，所述干燥壳体内设有干燥腔，所述干燥腔内设有冷凝盘，所述冷凝盘上下阵列分布，相邻所述冷凝盘之间形成冷凝间隙，所述冷凝盘中心设有转轴，所述转轴相对所述干燥腔上下壁体转动连接，所述转轴中间设有气体腔，所述气体腔的壁体与外界连通设有排气口，所述排气口分布在所述冷凝间隙内，所述气体腔与所述过渡腔连通，所述干燥腔连通设有干燥管；
所述分离腔上侧壁体设有滑槽，所述滑槽上下滑动设有滑块，所述滑块下处设有弹簧，所述弹簧下侧设有浮动体，所述浮动体设有开口向下浮动槽，所述滑块与所述滑槽的壁体之间设有距离检测器，所述滑块与所述滑槽的壁体之间设有复位弹簧。
2.根据权利要求1所述的一种油气井气液分离及过滤干燥装置，其特征在于：所述冷凝盘的盘面均匀分布有摩擦凸起，所述摩擦凸起的尖端设有凝结核。
3.根据权利要求1所述的一种油气井气液分离及过滤干燥装置，其特征在于：所述过渡腔和所述分离腔之间连通设有连通开关，所述过渡腔与外界连通设有热管，所述热管的一端设有热气泵。
4.根据权利要求1所述的一种油气井气液分离及过滤干燥装置，其特征在于：所述干燥壳体上侧设有电机，所述电机的轴设有第一齿轮，所述第一齿轮啮合设有第二齿轮，所述第二齿轮的轴心与所述转轴的轴心连接。
5.根据权利要求4所述的一种油气井气液分离及过滤干燥装置，其特征在于：所述冷凝盘内螺旋设有冷却管，所述冷却管内流通有制冷液。
6.根据权利要求5所述的一种油气井气液分离及过滤干燥装置，其特征在于：所述冷却管的进液口，所述冷却管的出液口和出液口分布在所述冷却管的中心内侧，所述转轴的壁体设有第一管、第二管，所述第一管与所述冷却管的出液口连通，所述第二管与所述冷却管的进液口连通。
7.根据权利要求6所述的一种油气井气液分离及过滤干燥装置，其特征在于：所述第二齿轮的中心位置设有连接轴，所述第二齿轮的连接轴内设有转动槽，所述转动槽内设有转动设有中心管，所述中心管外侧设有套管，所述中心管与所述第二管连通，所述套管与所述第一管连通。
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