CN205683710U - 一种用于实现气液混输的分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于实现气液混输的分离器，包括分离器本体，所述分离器本体内设置有分层隔板，所述分层隔板将分离器本体的存储空间分割为上腔室和下腔室，所述上腔室上连接有进气管及出气管；还包括两端分别与上腔室的下端及下腔室相连的滤油管，所述滤油管上设置有单向阀；还包括两端分别与下腔室的上端及上腔室相连的回气管，所述回气管上连接有第二切断阀；还包括与下腔室相连的供气管，所述供气管上设置有第三切断阀；还包括与下腔室的下端相连的出油管，所述出油管上设置有第一切断阀。本分离器可广泛应用于气液混输和气液分离的场合，针对的介质为易燃介质时，本分离器还具有安全系数高的优势。

Description

一种用于实现气液混输的分离器

技术领域

本实用新型涉及流体输送设备技术领域，特别是涉及一种用于实现气液混输的分离器。

背景技术

目前，在天然气井口、页岩气井口等天然气的开采场合，往往在产气的同时，伴随有石油的排出，传统的天然气增产增压输送方式都是将石油分离掉后利用管网单独输送天然气，分离出的石油的处理方式一般包括如下方式：直接排到环境中、存储后利用车辆运输等方式另行处理、现场进行处理。以上的第一种方式石油会直接造成环境污染，第二种方式运输成本高，第三种方式也会因为现目前现场处理条件的问题，产生大量的废液、污水等，亦存在需要对以上废液、污水作进一步处理的问题。

针对以上问题，现有技术中出现了一种油气混输系统，如授权公告号为CN204062486U，名称为螺杆压缩机油气混输系统的实用新型专利所述，采用以上系统实现了通过压缩机作为动力源，实现了油气的长距离管道输送，但现有技术中用于实现油气混输的系统有待于进一步改进。

实用新型内容

针对上述现有有技术中用于实现油气混输的系统有待于进一步改进的问题，本实用新型提供了一种用于实现气液混输的分离器。

本实用新型提供的一种用于实现气液混输的分离器通过以下技术要点来解决问题：一种用于实现气液混输的分离器，包括分离器本体，所述分离器本体内设置有分层隔板，所述分层隔板将分离器本体的存储空间分割为上腔室和下腔室，所述上腔室上连接有进气管及出气管，所述出气管与上腔室的连接点位于上腔室的上方；

还包括两端分别与上腔室的下端及下腔室相连的滤油管，所述滤油管上设置有流通方向向下的单向阀；

还包括两端分别与下腔室的上端及上腔室相连的回气管，所述回气管上连接有用于切断回气管的第二切断阀；

还包括与下腔室相连的供气管，所述供气管上设置有用于切断供气管的第三切断阀；

还包括与下腔室的下端相连的出油管，所述出油管上设置有用于切断出油管的第一切断阀；

还包括设置于下腔室中的浮球开关，所述第二切断阀为常开阀，所述第三切断阀及第一切断阀为常闭阀，所述浮球开关因为下腔室中的液位升高被触发时，第二切断阀、第三切断阀及第一切断阀三者的通断状态改变。

具体的，以上结构中，设置的进气管用于向分离器本体中引入气液混合流体，如将天然气井口、页岩气井口等抽出的气液混合流体引入分离器本体的上腔室，气液混合流体中的液体部分在重力下由滤油管进入下腔室，设置的回气管用于下腔室的均压，以使得以上液体部分能够顺利的流入下腔室中。出气管用于将上腔室中的气体成分引入气体处理设备，如气体收集设备、气体增压设备、气体加热设备等，在天然气井口，可引入压缩机，压缩机对以上气体成分进行加压后，可实现以上气体成分的远程管线输送。

本案中，采用在滤油管上设置单向阀、在回气管上设置第二切断阀、在供气管上设置第三切断阀，在出油管上设置第一切断阀，便于实现：在下腔室中液位较低时，第一切断阀和第三切断阀处于关闭状态，第二切断阀处于打开状态，上腔室中的液体成分在自重下经过滤油管继续进入到下腔室中。在下腔室中液位达到一定值时，第一切断阀和第三切断阀打开，第二切断阀关闭，这样，由供气管向下腔室中引入压缩气体，在压差下，可使得富集于下腔室中的液体成分能够以较快的速度由出油管排出下腔室，若将本分离器用于天然气开采进口，可通过将出油管连接于气液混输管线上，达到实现气液混输的目的。当下腔室中的液位下降，重新关闭第一切断阀和第三切断阀，重新打开第二切断阀，使得上腔室中的液体成分继续向下腔室中汇集。

作为一种便于根据下腔室中液体成分的液位，自动改变第一切断阀、第三切断阀及第二切断阀三者的通断状态的技术方案，在下腔室中设置浮球开关，本方案中，以浮球开关的动作信号作为第一切断阀、第三切断阀及第二切断阀三者的通断状态改变的依据，区别于其他液位监测装置，本液位监测装置结构简单，同时浮球开关的动作由于依靠液体的浮力，这样可最大程度的避免在本分离器分离易燃介质时，因为电火花影响本分离器及相应管线工作的安全性。

具体的，以上浮球开关设置为浮球阀，第一切断阀、第三切断阀及第二切断阀上均设置有用于控制各自阀芯运动的执行机构，浮球阀中的流体可采用压缩氮气或具有一定压力的水，这样，浮球阀以下腔室中的液位作为开闭状态控制依据，浮球阀的开闭状态作为是否向执行机构中送入压缩氮气或具有一定压力的水的控制依据，以上压缩氮气或具有一定压力的水作为执行机构动作的动力源，便可方便的使得第一切断阀、第三切断阀及第二切断阀的通断状态基于下腔室中的液位。

更进一步的，可在第一切断阀、第三切断阀及第二切断阀各自的阀杆上连接一块膜片，膜片的一侧设置处于压缩状态的弹簧，膜片的另一侧设置一个压力腔，且膜片的另一侧作为压力腔腔壁的一部分，同时在压力腔腔壁上设置一个为常开的泄压孔，且泄压孔的介质流通能力较差，这样，当压力腔中被引入压缩氮气或具有一定压力的水时，由于泄压孔不能及时的对压力腔进行泄压，此时弹簧被进一步压缩，阀杆运动，第一切断阀、第三切断阀及第二切断阀的开闭状态改变；反之当压力腔失去压缩氮气或具有一定压力的水补给时，弹簧回弹，第一切断阀、第三切断阀及第二切断阀的开闭状态改变为初始状态。

更进一步的技术方案为：

为使得出油管单次工作时能够将更多的液体成分由下腔室中排出，利于减少单位时间内对下腔室作用的次数，利于减少本案中各阀门组件的动作次数，达到延长本案所包括结构使用寿命的目的，所述浮球开关包括第二浮球开关及第三浮球开关，所述第三浮球开关的位置低于第二浮球开关的位置，当第二浮球开关因为下腔室中的高液位被触动时，第二切断阀的通断状态改变为关闭、第三切断阀及第一切断阀的通断状态改变为打开；

当下腔室中的液位变低第三浮球开关被触动时，第一切断阀的通断状态改变为打开、第三切断阀及第二切断阀的通断状态改变为关闭。

本案可通过如下方式加以实现：第三浮球开关和第二浮球开关均采用浮球阀，浮球阀中的流体可采用压缩氮气或具有一定压力的水，各浮球阀的出口端延伸至本分离器系统的外侧，同时在各浮球阀的出口端上均连接一个腔体，在腔体内设置压力传感器，在腔体的腔壁上均设置一个截面积较小的通孔，各压力传感器的输出端均连接于同一数据处理模块上，数据处理模块的输出端分别与第一切断阀、第二切断阀、第三切断阀三者的执行机构相连，数据处理模块以各压力传感器的数据回传值，判定下腔室中液位处于回升状态还是下降状态：当液位下降至第三浮球开关以下时，控制各执行机构，使得下腔室完成液体成分收集功能；当液位上升作用于第三浮球开关时，控制各执行机构，使得下腔室通过出油管排液。进一步的，以上执行机构优选如上述所述的膜片、弹簧、压力腔、泄压孔的形式，如通过数据处理模块控制连接于动力气源管路上、且远离本压缩机组的电磁阀，控制是否通过动力气源管路向所述压力腔中输入动力气源的形式。以上方案，在涉及易燃易爆流体介质时，利于分离器工作的安全性。

考虑到本分离器能够很好的被用于天然气开采领域，完成油气混输，作为一种利于本分离器工作安全性的技术方案，所述第一切断阀、第三切断阀及第二切断阀上均设置有用于控制各自通断状态的执行机构，所述执行机构为气动执行机构或液动执行机构，所述执行机构以浮球开关的动作作为控制信号。

为避免上腔室中液位过高影响出气管后侧气体处理设备工作的安全性，如出气管后侧连接用于对天然气进行加压的压缩机时，为避免因为分离器上腔室排泄不畅或短时间内由进气管中进入上腔室的液体成分过多，造成上腔室中液位过高引起压缩机故障，所述上腔室中还设置有第一浮球开关。以上浮球开关可与出气管后侧的气体处理设备的控制模块相连，如连接在压缩机的控制模块上，实现在第一浮球开关因为上腔室中液位过高被触动时，通过向压缩机控制模块输出停机命令的方式，保护压缩机。

由于本分离器所处的工艺环境中，当气液介质由进气管进入到分离器本体的上腔室中后，不可避免的会在上腔室中的气相组分中夹杂一定量的液相组分，为利于本分离器的气液相分离效果，所述上腔室中还设置有除雾器。所述除雾器可以是设置于上腔室气体流动路径上的除雾板、除雾网等，在夹杂于气相中的液相成分与所述除雾板、除雾网接触的过程中，在除雾器上形成可滴落的液滴，达到强化本分离器气液分离效果的目的。

作为强化本分离器气液分离效果的另一种技术方案，所述上腔室中还设置有旋风装置。所述旋风装置可以是设置于上腔室中的导流板，以使得由进气管进入的气液混合组分在上腔室中以旋转的方式流动，这样，通过离心力达到气液分离的效果。作为本领域技术人员，以上导流板亦可是上腔室的腔壁，如螺旋形腔壁；同时，也可将上腔室设置呈圆筒形，通过设置为进气管的流体进入方向与上腔室壁面相切的形式，使得在没有其他部件的情况下，通过特殊的上腔室形式及进气管在上腔室上的连接形式，使得上腔室本身可作为一个旋风装置。

本实用新型具有以下有益效果：

本案中，采用在滤油管上设置单向阀、在回气管上设置第二切断阀、在供气管上设置第三切断阀，在出油管上设置第一切断阀，便于实现：在下腔室中液位较低时，第一切断阀和第三切断阀处于关闭状态，第二切断阀处于打开状态，上腔室中的液体成分在自重下经过滤油管继续进入到下腔室中。在下腔室中液位达到一定值时，第一切断阀和第三切断阀打开，第二切断阀关闭，这样，由供气管向下腔室中引入压缩气体，在压差下，可使得富集于下腔室中的液体成分能够以较快的速度由出油管排出下腔室，若将本分离器用于天然气开采进口，可通过将出油管连接于气液混输管线上，达到实现气液混输的目的。当下腔室中的液位下降，重新关闭第一切断阀和第三切断阀，重新打开第二切断阀，使得上腔室中的液体成分继续向下腔室中汇集。

本方案中，以浮球开关的动作信号作为第一切断阀、第三切断阀及第二切断阀三者的通断状态改变的依据，区别于其他液位监测装置，本液位监测装置结构简单，同时浮球开关的动作由于依靠液体的浮力，这样可最大程度的避免在本分离器分离易燃介质时，因为电火花影响本分离器及相应管线工作的安全性。

本分离器可广泛应用于天然气井口、页岩气井口等需要对气液进行混输的场合，对天然气采输作业的效率问题、安全问题、环保问题、经济问题均具有卓越的意义。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种用于实现气液混输的分离器一个具体实施例的结构示意图。

图中的编号依次为：1、出气管，2、进气管，3、单向阀，4、第一浮球开关，5、第二浮球开关，6、第三浮球开关，7、分离器本体，8、分层隔板，9、第二切断阀、10、第三切断阀，11、第一切断阀。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，一种用于实现气液混输的分离器，包括分离器本体7，所述分离器本体7内设置有分层隔板8，所述分层隔板8将分离器本体7的存储空间分割为上腔室和下腔室，所述上腔室上连接有进气管2及出气管1，所述出气管1与上腔室的连接点位于上腔室的上方；

还包括两端分别与上腔室的下端及下腔室相连的滤油管，所述滤油管上设置有流通方向向下的单向阀3；

还包括两端分别与下腔室的上端及上腔室相连的回气管，所述回气管上连接有用于切断回气管的第二切断阀9；

还包括与下腔室相连的供气管，所述供气管上设置有用于切断供气管的第三切断阀10；

还包括与下腔室的下端相连的出油管，所述出油管上设置有用于切断出油管的第一切断阀11；

还包括设置于下腔室中的浮球开关，所述第二切断阀9为常开阀，所述第三切断阀10及第一切断阀11为常闭阀，所述浮球开关因为下腔室中的液位升高被触发时，第二切断阀9、第三切断阀10及第一切断阀11三者的通断状态改变。

本实施例中，设置的进气管2用于向分离器本体7中引入气液混合流体，如将天然气井口、页岩气井口等抽出的气液混合流体引入分离器本体7的上腔室，气液混合流体中的液体部分在重力下由滤油管进入下腔室，设置的回气管用于下腔室的均压，以使得以上液体部分能够顺利的流入下腔室中。出气管1用于将上腔室中的气体成分引入气体处理设备，如气体收集设备、气体增压设备、气体加热设备等，在天然气井口，可引入压缩机，压缩机对以上气体成分进行加压后，可实现以上气体成分的远程管线输送。

本案中，采用在滤油管上设置单向阀3、在回气管上设置第二切断阀9、在供气管上设置第三切断阀10，在出油管上设置第一切断阀11，便于实现：在下腔室中液位较低时，第一切断阀11和第三切断阀10处于关闭状态，第二切断阀9处于打开状态，上腔室中的液体成分在自重下经过滤油管继续进入到下腔室中。在下腔室中液位达到一定值时，第一切断阀11和第三切断阀10打开，第二切断阀9关闭，这样，由供气管向下腔室中引入压缩气体，在压差下，可使得富集于下腔室中的液体成分能够以较快的速度由出油管排出下腔室，若将本分离器用于天然气开采进口，可通过将出油管连接于气液混输管线上，达到实现气液混输的目的。当下腔室中的液位下降，重新关闭第一切断阀11和第三切断阀10，重新打开第二切断阀9，使得上腔室中的液体成分继续向下腔室中汇集。

本实施例中，作为一种便于根据下腔室中液体成分的液位，自动改变第一切断阀11、第三切断阀10及第二切断阀9三者的通断状态的技术方案，在下腔室中设置浮球开关，本方案中，以浮球开关的动作信号作为第一切断阀11、第三切断阀10及第二切断阀9三者的通断状态改变的依据，区别于其他液位监测装置，本液位监测装置结构简单，同时浮球开关的动作由于依靠液体的浮力，这样可最大程度的避免在本分离器分离易燃介质时，因为电火花影响本分离器及相应管线工作的安全性。

具体的，以上浮球开关设置为浮球阀，第一切断阀11、第三切断阀10及第二切断阀9上均设置有用于控制各自阀芯运动的执行机构，浮球阀中的流体可采用压缩氮气或具有一定压力的水，这样，浮球阀以下腔室中的液位作为开闭状态控制依据，浮球阀的开闭状态作为是否向执行机构中送入压缩氮气或具有一定压力的水的控制依据，以上压缩氮气或具有一定压力的水作为执行机构动作的动力源，便可方便的使得第一切断阀11、第三切断阀10及第二切断阀9的通断状态基于下腔室中的液位。

更进一步的，可在第一切断阀11、第三切断阀10及第二切断阀9各自的阀杆上连接一块膜片，膜片的一侧设置处于压缩状态的弹簧，膜片的另一侧设置一个压力腔，且膜片的另一侧作为压力腔腔壁的一部分，同时在压力腔腔壁上设置一个为常开的泄压孔，且泄压孔的介质流通能力较差，这样，当压力腔中被引入压缩氮气或具有一定压力的水时，由于泄压孔不能及时的对压力腔进行泄压，此时弹簧被进一步压缩，阀杆运动，第一切断阀11、第三切断阀10及第二切断阀9的开闭状态改变；反之当压力腔失去压缩氮气或具有一定压力的水补给时，弹簧回弹，第一切断阀11、第三切断阀10及第二切断阀9的开闭状态改变为初始状态。

如图1所示，其中标记A所在的分离器本体7部分即为上腔室，B所在的分离器本体7部分即为下腔室。

实施例2：

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：为使得出油管单次工作时能够将更多的液体成分由下腔室中排出，利于减少单位时间内对下腔室作用的次数，利于减少本案中各阀门组件的动作次数，达到延长本案所包括结构使用寿命的目的，所述浮球开关包括第二浮球开关5及第三浮球开关6，所述第三浮球开关6的位置低于第二浮球开关5的位置，当第二浮球开关5因为下腔室中的高液位被触动时，第二切断阀9的通断状态改变为关闭、第三切断阀10及第一切断阀11的通断状态改变为打开；

当下腔室中的液位变低第三浮球开关6被触动时，第一切断阀11的通断状态改变为打开、第三切断阀10及第二切断阀9的通断状态改变为关闭。

本案可通过如下方式加以实现：第三浮球开关6和第二浮球开关5均采用浮球阀，浮球阀中的流体可采用压缩氮气或具有一定压力的水，各浮球阀的出口端延伸至本分离器系统的外侧，同时在各浮球阀的出口端上均连接一个腔体，在腔体内设置压力传感器，在腔体的腔壁上均设置一个截面积较小的通孔，各压力传感器的输出端均连接于同一数据处理模块上，数据处理模块的输出端分别与第一切断阀11、第二切断阀9、第三切断阀10三者的执行机构相连，数据处理模块以各压力传感器的数据回传值，判定下腔室中液位处于回升状态还是下降状态：当液位下降至第三浮球开关6以下时，控制各执行机构，使得下腔室完成液体成分收集功能；当液位上升作用于第三浮球开关6时，控制各执行机构，使得下腔室通过出油管排液。进一步的，以上执行机构优选如上述所述的膜片、弹簧、压力腔、泄压孔的形式，如通过数据处理模块控制连接于动力气源管路上、且远离本压缩机组的电磁阀，控制是否通过动力气源管路向所述压力腔中输入动力气源的形式。以上方案，在涉及易燃易爆流体介质时，利于分离器工作的安全性。

考虑到本分离器能够很好的被用于天然气开采领域，完成油气混输，作为一种利于本分离器工作安全性的技术方案，所述第一切断阀11、第三切断阀10及第二切断阀9上均设置有用于控制各自通断状态的执行机构，所述执行机构为气动执行机构或液动执行机构，所述执行机构以浮球开关的动作作为控制信号。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上对本案作进一步限定，如图1所示，为避免上腔室中液位过高影响出气管1后侧气体处理设备工作的安全性，如出气管1后侧连接用于对天然气进行加压的压缩机时，为避免因为分离器上腔室排泄不畅或短时间内由进气管2中进入上腔室的液体成分过多，造成上腔室中液位过高引起压缩机故障，所述上腔室中还设置有第一浮球开关4。以上浮球开关可与出气管1后侧的气体处理设备的控制模块相连，如连接在压缩机的控制模块上，实现在第一浮球开关4因为上腔室中液位过高被触动时，通过向压缩机控制模块输出停机命令的方式，保护压缩机。

由于本分离器所处的工艺环境中，当气液介质由进气管2进入到分离器本体7的上腔室中后，不可避免的会在上腔室中的气相组分中夹杂一定量的液相组分，为利于本分离器的气液相分离效果，所述上腔室中还设置有除雾器。所述除雾器可以是设置于上腔室气体流动路径上的除雾板、除雾网等，在夹杂于气相中的液相成分与所述除雾板、除雾网接触的过程中，在除雾器上形成可滴落的液滴，达到强化本分离器气液分离效果的目的。

作为强化本分离器气液分离效果的另一种技术方案，所述上腔室中还设置有旋风装置。所述旋风装置可以是设置于上腔室中的导流板，以使得由进气管2进入的气液混合组分在上腔室中以旋转的方式流动，这样，通过离心力达到气液分离的效果。作为本领域技术人员，以上导流板亦可是上腔室的腔壁，如螺旋形腔壁；同时，也可将上腔室设置呈圆筒形，通过设置为进气管2的流体进入方向与上腔室壁面相切的形式，使得在没有其他部件的情况下，通过特殊的上腔室形式及进气管2在上腔室上的连接形式，使得上腔室本身可作为一个旋风装置。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于实现气液混输的分离器，包括分离器本体（7），所述分离器本体（7）内设置有分层隔板（8），所述分层隔板（8）将分离器本体（7）的存储空间分割为上腔室和下腔室，所述上腔室上连接有进气管（2）及出气管（1），所述出气管（1）与上腔室的连接点位于上腔室的上方；

还包括两端分别与上腔室的下端及下腔室相连的滤油管，所述滤油管上设置有流通方向向下的单向阀（3）；

还包括两端分别与下腔室的上端及上腔室相连的回气管，所述回气管上连接有用于切断回气管的第二切断阀（9）；

还包括与下腔室相连的供气管，所述供气管上设置有用于切断供气管的第三切断阀（10）；

还包括与下腔室的下端相连的出油管，所述出油管上设置有用于切断出油管的第一切断阀（11）；

其特征在于，还包括设置于下腔室中的浮球开关，所述第二切断阀（9）为常开阀，所述第三切断阀（10）及第一切断阀（11）为常闭阀，所述浮球开关因为下腔室中的液位升高被触发时，第二切断阀（9）、第三切断阀（10）及第一切断阀（11）三者的通断状态改变。

2.根据权利要求1所述的一种用于实现气液混输的分离器，其特征在于，所述浮球开关包括第二浮球开关（5）及第三浮球开关（6），所述第三浮球开关（6）的位置低于第二浮球开关（5）的位置，当第二浮球开关（5）因为下腔室中的高液位被触动时，第二切断阀（9）的通断状态改变为关闭、第三切断阀（10）及第一切断阀（11）的通断状态改变为打开；

当下腔室中的液位变低第三浮球开关（6）被触动时，第一切断阀（11）的通断状态改变为打开、第三切断阀（10）及第二切断阀（9）的通断状态改变为关闭。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于实现气液混输的分离器，其特征在于，所述第一切断阀（11）、第三切断阀（10）及第二切断阀（9）上均设置有用于控制各自通断状态的执行机构，所述执行机构为气动执行机构或液动执行机构，所述执行机构以浮球开关的动作作为控制信号。

4.根据权利要求1所述的一种用于实现气液混输的分离器，其特征在于，所述上腔室中还设置有第一浮球开关（4）。

5.根据权利要求1所述的一种用于实现气液混输的分离器，其特征在于，所述上腔室中还设置有除雾器。

6.根据权利要求1所述的一种用于实现气液混输的分离器，其特征在于，所述上腔室中还设置有旋风装置。