CN208512822U - 一种用于油田气体的除砂分离机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气固分离的技术领域，公开了一种用于油田气体的除砂分离机构，包括设置于上密封板和下密封板的多个分离管束，所述分离管束包括由上至下同轴嵌套设置的分离管和旋流管，所述旋流管设置于下密封板，所述分离管设置于上密封板，所述旋流管用于引入待分离气体，使所述待分离气体产生旋流，利用离心力和重力分离，对所述待分离气体进行初次分离，所述分离管利用离心力和重力分离，对所述待分离气体进行二次分离。本实用新型的装置满足高处理量和高效率的分离要求，而且体积小，可大幅度减少设备尺寸，节省容器的制造成本，满足海上平台作业的需要。

Description

一种用于油田气体的除砂分离机构

技术领域

本实用新型涉及气固分离的技术领域，尤其涉及一种用于油田气体的除砂分离机构。

背景技术

在国家倡导环保和发展绿色清洁能源的背景下，我国天然气需求进一步增长，未来的前景广阔，而天然气常用的净化装置，体积较大，价格昂贵，并且对于8-10微米的较小固体颗粒去除效果不尽人意。例如型号为CS400系列的离心除砂装置，这种结构分离量大，分离深度不高，适合粗分离，对于要求高一些的精细分离很难达到，而且体积大，和其他设备的兼容性差；又例如多管束分离器，采用多个普通的直径150毫米的直管并联在一起，其结构简单，体积大，集成性差，不适用于海上平台作业，因此，急需研发制作一种集成性好，体积小，效率高的气体除砂装置。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于油田气体的除砂分离机构，解决了现有气体除砂装置体积大、结构简单、继承性差，不能和其他设置兼容，不适用海上平台作业等问题。

本实用新型可以通过以下技术方案实现：

一种用于油田气体的除砂分离机构，包括设置于上密封板和下密封板的多个分离管束，所述分离管束包括由上至下同轴嵌套设置的分离管和旋流管，所述旋流管设置于下密封板，所述分离管设置于上密封板，所述旋流管用于引入待分离气体，使所述待分离气体产生旋流，利用离心力和重力分离，对所述待分离气体进行初次分离，所述分离管利用离心力和重力分离，对所述待分离气体进行二次分离。

进一步，所述旋流管包括直管部和锥形部，所述分离管的底部嵌套进入直管部，所述直管部的上部沿轴向设置有多个狭缝，所述狭缝的一边设置有引流片，多个所述引流片均朝向直管部的内部，且使从对应狭缝进入的待分离气体同时呈逆时针方向或者顺时针方向的气体旋流，所述锥形部的底部设置有开口，所述开口用于分离后的固体颗粒通过。

进一步，所述下密封板上设置有多个第一通孔，所述第一通孔的内径与旋流管的直管部的外径采用紧配合，两者的结合处设置有密封圈，所述旋流管依次穿过第一通孔和固定板设置于下密封板上，所述固定板与下密封板通过螺栓固定，与旋流管的结合处采用焊接方式固定。

进一步，所述分离管的底部嵌套进入直管部的下半部。

进一步，所述分离管采用直管结构，所述上密封板上设置有多个第二通孔，所述第二通孔的内径与分离管的外径采用紧配合，两者的结合处设置有密封圈。

进一步，所述上密封板、下密封板均通过圈板设置于罐体内部，所述圈板与罐体的结合处采用焊接方式固定，所述罐体的顶部对应分离管的顶端设置有出气口，底部对应旋流管的底端设置有出砂口，侧面设置有气体入口，所述气体入口的位置高于旋流管的顶部。

进一步，所述圈板采用环形结构，通过螺栓与上密封板或下密封板固定，两者之间设置有密封圈。

进一步，所述旋流管与分离管的结合处采用焊接方式固定。

本实用新型有益的技术效果如下：

通过狭缝结合引流片将含固体颗粒的气体引入旋流管，在其内部形成旋流，利用旋流产生离心力，使固体颗粒分离到旋流管的内壁集中，在重力作用和气流的推动下向下移动，通过旋流管底部的开口排出，完成对含固体颗粒的气体的初次分离，再进入嵌套在旋流管内部的分离管，由于漩涡效应，使气体保持旋流状态，其旋速下降而气流变得平稳，在重力和离心力的同时作用下，进一步分离出较细固体颗粒，靠着分离管的内壁落下，进入旋流管，经其底部的开口排出，而纯洁的气体由分离管的顶部流出，完成二次分离。整个除砂分离机构可以安装到现有的罐体内或者其他类型的分离罐体共有，能够根据待分离的气流量来调整分离管束的数量，同时采用离心和重力分离，提高了分离效率，可大大降低设备的尺寸，降低设备的投资，特别对于高压容器，优势更加明显，满足高处理量和高效率的分离要求，以及海上平台作业的需要。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的旋流管的主视结构示意图；

图3为本实用新型的旋流管的俯视结构示意图；

图4为本实用新型的下密封板的结构示意图；

图5为本实用新型的圈板的结构示意图；

图6为本实用新型的工作原理示意图，箭头表示气体流向；

其中，1-上密封板，11-第二通孔，2-下密封板，21-第一通孔，22-螺纹孔，3-分离管束，31-分离管，32-旋流管，321-直管部，3211-狭缝，3212-引流片，322-锥形部，3221-开口，4-固定板，5-气体入口。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供了一种用于油田气体的除砂分离机构，包括设置于上密封板1和上密封板2的多个分离管束3，该分离管束3包括由上至下同轴嵌套设置的分离管31和旋流管32，该旋流管32设置于下密封板2，该分离管31设置于上密封板1，该旋流管32与分离管31的结合处采用焊接方式固定。

如图2所示，该旋流管32包括直管部321和锥形部322，该直管部321的上部沿轴向设置有多个狭缝3211，该狭缝3211的一边设置有引流片3212，多个引流片3212均朝向直管部321的内部，且使从对应狭缝3211进入的待分离气体同时呈逆时针方向或者顺时针方向的气体旋流，如图3所示，该锥形部322的底部设置有开口3221，该开口3221用于分离后的固体颗粒通过，这样，利用引流片3212进入旋流管32的气体产生旋流，由于旋流产生的离心力，再加上重力作用，对气体进行初次分离。

如图4所示，在下密封板2上设置有多个第一通孔21，该第一通孔21的内径与旋流管32的直管部321的外径采用紧配合，两者的结合处设置有密封圈，该旋流管32依次穿过第一通孔21和固定板4设置于下密封板2上，该固定板4与旋流管32的结合处采用焊接方式固定，与下密封板2通过螺栓固定，在下密封板2对应的地方设置有螺纹孔22，方便两者之间固定，这样，通过螺栓这种可拆卸的连接方式，方便进行单个分离管束的维修、更换和检查。

该分离管31的底部嵌套进入直管部321，延伸至中部向下的位置，这样，既可以留足时间供气体在旋流管32内部进行初次分离，又可以降低进入分离管31的气体的速度，便于进行二次分离。

该分离管31采用直管结构，上密封板1上设置有多个第二通孔11，该第二通孔11的内径与分离管31的外径采用紧配合，两者的结合处设置有密封圈，以防气体通过结合处向上运动，影响分离效果。

另外，可将本实用新型的机构整体设置于罐体内部，其上密封板1、下密封板2与罐体的结合处采用焊接方式固定，以便在上密封板1、下密封板2与罐体之间形成封闭的空间，当然，也可以现在罐体的内部焊接用于固定上密封板1、下密封板2的环形的圈板6，在圈板6上设置若干个螺纹孔，在上密封板1、下密封板2对应的位置也设置螺纹孔，再在圈板6和上密封板1或下密封板2之间设置密封圈，然后，通过螺栓将两者固定起来，这样，既方便罐体的本实用新型的机构的拆卸，也可以保证密封型，在罐体的顶部对应分离管31的顶端设置有出气口，底部对应旋流管32的底端设置有出砂口，侧面设置有气体入口5，该气体入口5的位置高于旋流管32的顶部。

本实用新型的工作原理如下：

如图6所示，含固体颗粒的气体由气体入口5进入罐体内部，通过旋流管32的狭缝3211结合引流片3212，进入旋流管32，并在其内部形成旋流，产生离心作用，离心力使固体颗粒分离到旋流管32的内壁集中，在重力作用和气流的推动下向下移动，经旋流管32底部的开口3221排出，完成初次分离，旋流管32的下部采用锥形结构，底部面积较小，使得该处气压增大，气流流向发生转变，进入嵌套在旋流管32内部的分离管31，由于漩涡效应，使气体继续保持旋流状态，但旋速下降使气流变得平稳，在重力和离心力的同时作用下，进一步分离出较细固体颗粒，靠着分离管31的内壁落下，进入旋流管32，同样经旋流管32底部的开口3221排出，而纯洁气体由分离管31的顶部流出，再经由罐体的出气口排出，完成二次分离。利用本实用新型的机构，对于8-10微米的固体颗粒性杂质，其分离率可达到99％以上，而气流的压降只有设计压力下进口压力的0.5％。

本实用新型通过狭缝结合引流片将含固体颗粒的气体引入旋流管，在其内部形成旋流，利用旋流产生离心力，使固体颗粒分离到旋流管的内壁集中，在重力作用和气流的推动下向下移动，通过旋流管底部的开口排出，完成对含固体颗粒的气体的初次分离，再进入嵌套在旋流管内部的分离管，由于漩涡效应，使气体保持旋流状态，其旋速下降而气流变得平稳，在重力和离心力的同时作用下，进一步分离出较细固体颗粒，靠着分离管的内壁落下，进入旋流管，经其底部的开口排出，而纯洁的气体由分离管的顶部流出，完成二次分离。整个除砂分离机构可以安装到现有的罐体内或者其他类型的分离罐体共有，能够根据待分离的气流量来调整分离管束的数量，同时采用离心和重力分离，提高了分离效率，可大大降低设备的尺寸，降低设备的投资，特别对于高压容器，优势更加明显，满足高处理量和高效率的分离要求，以及海上平台作业的需要。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种用于油田气体的除砂分离机构，其特征在于：包括设置于上密封板和下密封板的多个分离管束，所述分离管束包括由上至下同轴嵌套设置的分离管和旋流管，所述旋流管设置于下密封板，所述分离管设置于上密封板，所述旋流管用于引入待分离气体，使所述待分离气体产生旋流，利用离心力和重力分离，对所述待分离气体进行初次分离，所述分离管利用离心力和重力分离，对所述待分离气体进行二次分离。

2.根据权利要求1所述的用于油田气体的除砂分离机构，其特征在于：所述旋流管包括直管部和锥形部，所述分离管的底部嵌套进入直管部，所述直管部的上部沿轴向设置有多个狭缝，所述狭缝的一边设置有引流片，多个所述引流片均朝向直管部的内部，且使从对应狭缝进入的待分离气体同时呈逆时针方向或者顺时针方向的气体旋流，所述锥形部的底部设置有开口，所述开口用于分离后的固体颗粒通过。

3.根据权利要求2所述的用于油田气体的除砂分离机构，其特征在于：所述下密封板上设置有多个第一通孔，所述第一通孔的内径与旋流管的直管部的外径采用紧配合，两者的结合处设置有密封圈，所述旋流管依次穿过第一通孔和固定板设置于下密封板上，所述固定板与下密封板通过螺栓固定，与旋流管的结合处采用焊接方式固定。

4.根据权利要求2所述的用于油田气体的除砂分离机构，其特征在于：所述分离管的底部嵌套进入直管部的下半部。

5.根据权利要求1所述的用于油田气体的除砂分离机构，其特征在于：所述分离管采用直管结构，所述上密封板上设置有多个第二通孔，所述第二通孔的内径与分离管的外径采用紧配合，两者的结合处设置有密封圈。

6.根据权利要求1所述的用于油田气体的除砂分离机构，其特征在于：所述上密封板、下密封板均通过圈板设置于罐体内部，所述圈板与罐体的结合处采用焊接方式固定，所述罐体的顶部对应分离管的顶端设置有出气口，底部对应旋流管的底端设置有出砂口，侧面设置有气体入口，所述气体入口的位置高于旋流管的顶部。

7.根据权利要求6所述的用于油田气体的除砂分离机构，其特征在于：所述圈板采用环形结构，通过螺栓与上密封板或下密封板固定，两者之间设置有密封圈。

8.根据权利要求1所述的用于油田气体的除砂分离机构，其特征在于：所述旋流管与分离管的结合处采用焊接方式固定。