CN206965207U - 一种用于气液两相分离的分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于气液两相分离的分离器，至少包括主容器，主容器的上部设有气液混合物进口和出气口，底部设有出液口，气液混合物进口和出气口之间的主容器壳体上还依次分别连接有排空管线及温度和压力采集器，气液混合物进口上连接有进口管线，出气口上连接有气出口管线，出液口上连接有液出口管线，紧靠出液口的底部壳体上安装有液位探测和控制装置，所述温度和压力采集器及液位探测和控制装置均通过无线连接的方式连接至控制终端，以实时监控分离器的工作状态及运行参数，通过简单的结构方式，实现了分离器的自动控制，气液高效快速分离，并提高了气液计量的准确率，且工作人员人无需员高频次接触分离器，自动化程度高，运行可靠。

Description

一种用于气液两相分离的分离器

技术领域

本实用新型属于油气田开发技术领域，具体涉及一种用于气液两相分离的分离器。

背景技术

气液两相分离器是油气田开发领域普遍使用的一种分离器，通常采用重力分离原理实施两相分离，主要存在以下问题：

一、目前使用的分离器无法实现无人值守和自动控制，需要人工打开或关闭进口、出口、放液等闸门，人工定时开关排液及排气闸门，对于分离器这种密闭承压容器，高频次接近无疑增加了安全隐患，同时对于含硫化氢、二氧化碳等有毒有害气体的油气井，存在着有毒有害气体溢散致使人员伤害的风险；

二、目前使用的分离器计量系统不完善，自动化程度不高，经由分离器分离的气体和液体计量不准确，尤其是排出液体的计量，基本靠现场人员估算，计量误差大。

基于以上原因，对现有的气液两相分离器进行改造，使之满足自动控制和自动计量的功能。

发明内容

针对目前使用的分离器自动化程度不高、人员高频次接触分离器、气液计量不准确、无法实现自动控制等问题，为此，本实用新型提供了一种主要由主容器、进口管线、排空管线、液出口管线、气出口管线、终端控制六大部分组成的用于气液两相分离的分离器。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于气液两相分离的分离器，至少包括主容器，主容器的上部设有气液混合物进口和出气口，主容器的底部设有出液口，气液混合物进口和出气口之间的主容器上部壳体上还依次分别连接有排空管线及温度和压力采集器，所述的气液混合物进口上连接有进口管线，出气口上连接有气出口管线，出液口上连接有液出口管线，紧靠出液口的主容器底部壳体上安装有液位探测和控制装置，所述温度和压力采集器及液位探测和控制装置均通过无线连接的方式连接至控制终端。

所述排空管线上设置有并联连接的安全阀和破裂盘。

所述进口管线上设置有第二手动球阀。

所述安全阀的开启方式为弹簧全启封闭式，破裂盘的开启方式为破裂全开式；且安全阀的开启压力小于破裂盘的破裂压力。

所述液出口管线上自出液口至液体排出方向依次连接有涡轮流量计、电动调节阀和止回阀，所述的涡轮流量计通过无线连接的方式与控制终端连接。

所述主容器底部还设有排污口，排污口上连接有排污管线，排污管线另一端接于止回阀和电动调节阀之间的液出口管线上，所述的排污管线上设置有第三手动球阀。

所述气出口管线自出气口至气体排出方向依次连接有孔板流量计和第一手动球阀，且孔板流量计通过无线连接的方式与控制终端连接。

所述液位探测和控制装置包括磁翻板液位计、机械连杆及液位控制器，磁翻板液位计通过机械连杆与液位控制器相连，液位控制器将液位信号转换为电信号再无线传输至控制终端。

所述的控制终端由无线数据采集仪和计算机组成，无线数据采集仪通过接口与计算机连接，计算机内安装有实时智能监控软件。

本实用新型的有益效果：

分离器排出的气量通过孔板流量计计量并将相关数据无线传输至控制终端，并在智能监控软件界面中显示相关数据；分离器分离出来的液体在主容器内部暂时储存，当液量超过容器的30％后，液位由液位探测和控制装置的磁翻板液位计浮子探测到，液位信号通过机械连杆机构传输至其液位控制器，液位控制器将液位信号转换为电信号并无线传输至控制终端，控制终端远程控制电动调节阀开度，允许主容器内部的液体排出，排出的液体经由液出口管线上的涡轮流量计进行计量，并将相关数据无线传输至控制终端，并在智能监控软件界面中显示相关数据；分离器工作过程中主容器内的温度和压力通过温度和压力采集器将采集到的温度和压力实时数据无线发送至终端控制中的无线数据采集仪，并在实时智能监控软件界面中显示实时数据；当内部压力达到9MPa时，压力由压力采集系统传输至实时智能监控软件，控制终端开始报警，同时安全阀自动开启进行泄压，压力下降至9MPa停止泄压；当安全阀失效无法自动开启泄压，压力持续上升至9.5MPa，破裂盘破裂进行泄压，泄压过程相关数据无线传输至控制终端，并在智能监控软件界面中显示相关数据，工作人员发现报警信号后，迅速采取相应的措施以确保分离器继续工作。本实用新型通过简单的结构方式，实现了分离器的自动控制，完成了气液高效快速分离，提高了气液计量的准确率，且工作人员人无需员高频次接触分离器，自动化程度高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记说明：

1-排空管线；2-进口管线；3-液出口管线；4-气出口管线；5-主容器；6-第一手动球阀；7-孔板流量计；-8电动调节阀；9-涡轮流量计；10-止回阀；11-排污管线；12-第二手动球阀；13-液位探测和控制装置；14-温度和压力采集器；15-破裂盘；16-安全阀，17-第三手动球阀；18-气液混合物进口；19-出气口；20-排污口；21-出液口。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，一种用于气液两相分离的分离器，至少包括主容器5，主容器5的上部设有气液混合物进口18和出气口19，主容器5的底部设有出液口21，气液混合物进口18和出气口19之间的主容器5上部壳体上还依次分别连接有排空管线1及温度和压力采集器14，所述的气液混合物进口18上连接有进口管线2，出气口19上连接有气出口管线4，出液口21上连接有液出口管线3，紧靠出液口21的主容器5底部壳体上安装有液位探测和控制装置13，所述温度和压力采集器14及液位探测和控制装置13均通过无线连接的方式连接至控制终端，通过控制终端实时监控分离器的工作状态及运行参数。

所述的主容器5为常规的罐式结构，主容器5内设有防冲挡板和消涡器等装置，主容器5内部的其它技术特征符合分离器通用技术要求。

分离器排出的气量通过气出口管线上的孔板流量计计量并将相关数据无线传输至控制终端，并在智能监控软件界面中显示相关数据；分离器分离出来的液体在主容器内部暂时储存，当液量超过容器的30％后，液位由液位探测和控制装置的磁翻板液位计浮子探测到，液位信号通过机械连杆机构传输至其液位控制器，液位控制器将液位信号转换为电信号并无线传输至控制终端，控制终端远程控制电动调节阀开度，允许主容器内部的液体排出，排出的液体经由液出口管线上的涡轮流量计进行计量，并将相关数据无线传输至控制终端，并在智能监控软件界面中显示相关数据；分离器工作过程中主容器内的温度和压力通过温度和压力采集器将采集到的温度和压力实时数据无线发送至终端控制中的无线数据采集仪，并在实时智能监控软件界面中显示实时数据。本实用新型通过简单的结构方式，实现了分离器的自动控制，完成了气液高效快速分离，同时提高了气液计量的准确率。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述排空管线1上安装有并联连接的安全阀16和破裂盘15两级泄压装置，所述安全阀16的开启方式为行业公知的弹簧全启封闭式，安全阀的开启压力为9MPa，当主容器内部压力达到9MPa后此阀自动打开进行泄压，破裂盘15的开启方式为行业公知的破裂全开式，破裂盘的开启压力为9.5MPa，当主容器内部压力达到9.5MPa后破裂盘自动破裂进行泄压。安全阀16的开启压力小于破裂盘15的破裂压力，当主容器5需要泄压时，首先是安全阀16进行泄压，只有当安全阀16失效且主容器5的内部压力达到破裂盘15的破裂压力时，破裂盘15才能破裂进行泄压。

所述进口管线2上安装有第二手动球阀12，可在作业前手动打开，在作业结束后手动关闭，此手动球阀无需替换为可自动控制的闸门。

所述液出口管线3上自出液口21至液体排出方向依次连接有涡轮流量计9、电动调节阀8和止回阀10，所述的涡轮流量计9通过无线连接的方式与控制终端连接，止回阀10用于防止液体倒流至主容器5，涡轮流量计9用于计量经由主容器5分离并排出的液体，可计量瞬时和累计流量，并将数据无线传输至控制终端，电动调节阀8通过自动开关来实现液体的自动排放。所述主容器5底部还设有排污口20，排污口20上连接有排污管线11，排污管线11另一端接于止回阀10和电动调节阀8之间的液出口管线3上，所述的排污管线11上设置有第三手动球阀17，排污管线11用于排出分离器主容器底部的污物、杂质、泥沙等固相分离物。

所述液位探测和控制装置13包括磁翻板液位计和液位控制器，磁翻板液位计通过机械连杆与液位控制器相连，液位控制器将液位信号转换为电信号再无线传输至控制终端。液位探测和控制装置首先探测主容器内部液位，再通过机械机构将液位信号传输至此装置的液位控制器，液位控制器将液位信号转换为电信号再传输至控制终端，通过控制程序调节电动调节阀的开度，从而实现液体自动排放。

所述气出口管线4自出气口19至气体排出方向依次连接有孔板流量计7和第一手动球阀6，且孔板流量计7通过无线连接的方式与控制终端连接。孔板流量计7用于计量经由主容器5分离并排出的气体，可以计量瞬时和累计气量，并将数据无线传输至控制终端。

所述的控制终端由无线数据采集仪、计算机、实时智能监控软件组成，无线数据采集仪通过接口与计算机连接，计算机内安装有实时智能监控软件，智能监控软件可直观显示分离器的组成构件、各部分的实时工作状态、各部分的实时运行参数。

实施例3：

在上述实施例的基础上，如分离器工作过程前，依次打开分离器气出口管线4上的第一手动球阀6，关闭排污管线11上的第三手动球阀，打开进口管线2上第二手动球阀12，未发生工作压力超压现象。

气液混合物通过进口管线2经气液混合物进口18进入主容器5内进行分离，与主容器5内部连通的压力和温度采集器14开始工作，将采集到的压力和温度实时数据无线发送至终端控制中的无线数据采集仪，并在智能监控软件界面中显示实时数据。

分离器分离出来的气体经出气口19上连接的气出口管线4排出，排出的气量通过孔板流量计7计量并将相关数据无线传输至控制终端，并在智能监控软件界面中显示相关数据。

分离器分离出来的液体在主容器5内部暂时储存，当液量超过容器的30％后，液位由液位探测和控制装置13探测到，并通过机械连杆机构将液位信号传输至其液位控制器，液位控制器将液位信号转换为电信号并无线传输至控制终端，控制终端远程控制电动调节阀8开度，允许主容器内部的液体排出，排出的液体经出液口21上连接的液出口管线3排出，排出的流量通过涡轮流量计9进行计量，并将相关数据无线传输至控制终端，并在智能监控软件界面中显示相关数据。

24小时后，关闭分离器进口管线2上的第二手动球阀12，此时，软件界面显示分离器内部压力3MPa,，温度21℃，累计排出气体5×104m3,累计排出液体2000m3。

分离器工作过程中，未发生工作压力超压现象。

打开排污管线11上的第三手动球阀，主容器5底部沉积的固相分离物经排污口20排出。

实施例4：

在上述实施例的基础上，如分离器工作过程前，打开进口管线2上第二手动球阀12后未打开分离器气出口管线4上的第一手动球阀6，发生工作压力超压现象，内压由安全阀16排出。

安全阀16的开启压力为9MPa，破裂盘15的开启压力为9.5MPa。

气液混合物通过进口管线2经气液混合物进口18进入主容器5内进行分离，与主容器5内部连通的压力和温度采集器14开始工作，将采集到的压力和温度实时数据无线发送至终端控制中的无线数据采集仪，并在智能监控软件界面中显示实时数据。

分离器分离出来的液体在主容器5内部暂时储存，当液量超过容器的30％后，液位由液位探测和控制装置13探测到，并通过机械连杆机构将液位信号传输至其液位控制器，液位控制器将液位信号转换为电信号并无线传输至控制终端，控制终端远程控制电动调节阀8开度，允许主容器内部的液体排出，排出的液体经出液口21上连接的液出口管线3排出，排出的流量通过涡轮流量计9进行计量，并将相关数据无线传输至控制终端，并在智能监控软件界面中显示相关数据。

分离器持续工作，由于分离器分离出来的气体无法从安装有第一手动球阀气6的气出口管线4排出，主容器5压力逐渐上升，当内部压力达到9MPa时，压力由压力采集器传输至实时智能监控软件，控制终端开始报警，同时位于主容器上部的安全阀16自动开启进行泄压，主容器压力下降至9MPa停止泄压，泄压过程相关数据无线传输至控制终端，并在智能监控软件界面中显示相关数据。

工作人员收到报警信号后，迅速关闭进口管线2上的第二手动球阀12，检查分析超压原因打开分离器气出口管线4上的第一手动球阀6对主容器5进行泄压，观察排气正常后重新打开进口管线2上的第二手动球阀12，分离器继续工作。

24小时后，关闭分离器进口管线2上的第二手动球阀12，此时，软件界面显示分离器内部压力3MPa,温度21℃，累计排出气体5×104m3,累计排出液体2000m3。分离器工作过程中，发生工作压力超压现象，最高压力9MPa。

打开排污管线11上的第三手动球阀，主容器5底部沉积的固相分离物经排污口20排出。

实施例5：

在上述实施例的基础上，如分离器工作过程时，打开进口管线2上第二手动球阀12后未打开分离器气出口管线4上的第一手动球阀6，关闭排污管线11上的第三手动球阀，发生工作压力超压现象，压力无法由安全阀16排出，由破裂盘15破裂进行泄压。

安全阀16的开启压裂为9MPa，破裂盘15的开启压裂为9.5MPa。

气液混合物通过进口管线2经气液混合物进口18进入主容器5内进行分离，与主容器5内部连通的压力和温度采集器14开始工作，将采集到的压力和温度实时数据无线发送至终端控制中的无线数据采集仪，并在智能监控软件界面中显示实时数据。

分离器分离出来的液体在主容器5内部暂时储存，当液量超过容器的30％后，液位由液位探测和控制装置13探测到，并通过机械连杆机构将液位信号传输至其液位控制器，液位控制器将液位信号转换为电信号并无线传输至控制终端，控制终端远程控制电动调节阀8开度，允许主容器内部的液体排出，排出的液体经出液口21上连接的液出口管线3排出，排出的流量通过涡轮流量计9进行计量，并将相关数据无线传输至控制终端，并在智能监控软件界面中显示相关数据。

分离器持续工作，由于分离器分离出来的气体无法从气出口管线4上的第一手动球阀6气出口管线排出，主容器压力逐渐上升，当内部压力达到9MPa时，压力由压力采集系统传输至实时智能监控软件，控制终端开始报警，位于主容器5上部的安全阀16失效无法自动开启泄压，人员未及时发现报警信号，压力持续上升，主容器压力上升至9.5MPa，破裂盘15破裂，主容器5泄压，泄压过程相关数据无线传输至控制终端，并在智能监控软件界面中显示相关数据，人员发现报警信号后，迅速关闭进口管线2上第二手动球阀12，检查分析超压原因后打开分离器气出口管线4上的第一手动球阀6对主容器泄压，检查更换安全阀、破裂盘内破裂片，打开进口管线2上第二手动球阀12，检查排气、泄压正常后分离器继续工作。

24小时后，关闭分离器进口管线2上第二手动球阀12，此时，软件界面显示分离器内部压力3MPa,温度21℃，累计排出气体5×104m3,累计排出液体2000m3。分离器工作过程中，发生工作压力超压现象，最高压力9.5MPa。

打开排污管线11上的第三手动球阀，主容器5底部沉积的固相分离物经排污口20排出。

Claims (9)

1.一种用于气液两相分离的分离器，其特征在于：至少包括主容器(5)，主容器(5)的上部设有气液混合物进口(18)和出气口(19)，主容器(5)的底部设有出液口(21)，气液混合物进口(18)和出气口(19)之间的主容器(5)上部壳体上还依次分别连接有排空管线(1)及温度和压力采集器(14)，所述的气液混合物进口(18)上连接有进口管线(2)，出气口(19)上连接有气出口管线(4)，出液口(21)上连接有液出口管线(3)，紧靠出液口(21)的主容器(5)底部壳体上安装有液位探测和控制装置(13)，所述温度和压力采集器(14)及液位探测和控制装置(13)均通过无线连接的方式连接至控制终端。

2.如权利要求1所述的一种用于气液两相分离的分离器，其特征在于：所述排空管线(1)上设置有并联连接的安全阀(16)和破裂盘(15)。

3.如权利要求1所述的一种用于气液两相分离的分离器，其特征在于：所述进口管线(2)上设置有第二手动球阀(12)。

4.如权利要求2所述的一种用于气液两相分离的分离器，其特征在于：所述安全阀(16)的开启方式为弹簧全启封闭式，破裂盘(15)的开启方式为破裂全开式；且安全阀(16)的开启压力小于破裂盘(15)的破裂压力。

5.如权利要求1所述的一种用于气液两相分离的分离器，其特征在于：所述液出口管线(3)上自出液口(21)至液体排出方向依次连接有涡轮流量计(9)、电动调节阀(8)和止回阀(10)，所述的涡轮流量计(9)通过无线连接的方式与控制终端连接。

6.如权利要求5所述的一种用于气液两相分离的分离器，其特征在于：所述主容器(5)底部还设有排污口(20)，排污口(20)上连接有排污管线(11)，排污管线(11)另一端接于止回阀(10)和电动调节阀(8)之间的液出口管线(3)上，所述的排污管线(11)上设置有第三手动球阀(17)。

7.如权利要求1所述的一种用于气液两相分离的分离器，其特征在于：所述气出口管线(4)自出气口(19)至气体排出方向依次连接有孔板流量计(7)和第一手动球阀(6)，且孔板流量计(7)通过无线连接的方式与控制终端连接。

8.如权利要求1所述的一种用于气液两相分离的分离器，其特征在于：所述液位探测和控制装置(13)包括磁翻板液位计、机械连杆及液位控制器，磁翻板液位计通过机械连杆与液位控制器相连，液位控制器将液位信号转换为电信号再无线传输至控制终端。

9.如权利要求1所述的一种用于气液两相分离的分离器，其特征在于：所述的控制终端由无线数据采集仪和计算机组成，无线数据采集仪通过接口与计算机连接，计算机内安装有实时智能监控软件。