CN210079043U - 一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置，包括筒体、旋流器，所述筒体包括上筒体、下筒体，所述上筒体利用自身轴向下端口与下筒体开设的径向口相贯接，上筒体轴向上端口为出口，所述上筒体内自下而上依次安装旋流器、一级挡板、二级挡板。本实用新型采用上下筒体分级设计，应用到重力分离，遮挡分离，旋流分离等三种分离方式，巧妙的利用压缩膨胀原理加速分离效果，且分离出的液体在自身重力的影响下，通过回流孔重新流回井底，无需人工进行排放，全密闭回收。实现油井伴生气气液分离，提高天然气气质。

Description

一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置

技术领域

本实用新型涉及气液分离技术领域，具体地说是一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置。

背景技术

油井在水套加热炉是在油井井场上用来给单井产出液或计量站集输支干线上油井产出液加热到工艺要求温度，起到升温、降粘、降低管线回压作用的装置。由于油井地处偏远，水套炉一般跟随油井就近设置，水套炉加热所用的燃料气，取自于油井在油套环形空间的天然气，由于与石油伴生也被称之为伴生气。伴生气是以碳氢化合物为主的可燃性烃类气体，其组分复杂，主要成分为C1-C6,且因地而异，总的来说其重组分烃类含量多，气体还含有水。给加热炉作为燃料气来燃烧加热时，受到上述因素的影响会导致加热炉燃烧器炉火熄灭，燃烧不充分及加热效率低等。在油井生产过程中，尤其在冬季，由于温度低，原油会变得粘稠，在管道内流通不畅。如果地面水套加热炉燃烧温度达不到工艺要求时，在输油过程中随着产出液的温度、压力降低和原油中气体析出，会使结蜡井的产出液在管壁上出现结蜡现象，稠油井产出液流动性变差，导致管线内回压升高，甚至堵塞管线影响油气井正常生产。

现有技术为：使用自制简易装置，利用重力原理进行分离，由于受到构造的影响，分离效果差，且需要定期进行排放，排放过程中还易造成环境污染。

专利号为CN201520095990.1一种气液分离器虽然可以实现本装置的部分功能，但是还存在需要放水，且只应用到重力分离及遮挡分离，达不到本装置的分离效果，不适合在伴生气分离中使用。

以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本实用新型不相同，针对本实用新型更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置，采用上下筒体分级设计，应用到重力分离，遮挡分离，旋流分离等三种分离方式，巧妙的利用压缩膨胀原理加速分离效果，且分离出的液体在自身重力的影响下，通过回流孔重新流回井底，无需人工进行排放，全密闭回收。实现油井伴生气气液分离，提高天然气气质。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置，包括筒体、旋流器，所述筒体包括上筒体、下筒体，所述上筒体利用自身轴向下端口与下筒体开设的径向口相贯接，上筒体轴向上端口为出口，所述上筒体内自下而上依次安装旋流器、一级挡板、二级挡板。

所述上筒体为一斜向筒体，下筒体为水平筒体，即上筒体的轴线与下筒体的轴线夹角为30-45°。

所述一级挡板边缘与上筒体内壁连接固定，一级挡板所处的平面与上筒体轴线相垂直；所述二级挡板边缘与上筒体内壁连接固定，二级挡板所处的平面与上筒体轴线相垂直。

所述一级挡板上开设一级喷射孔，一级喷射孔安装一级节流喷射嘴，所述一级挡板上还开设一级回流孔，一级回流孔所开设的位置低于一级喷射孔所开设的位置。

所述二级挡板上开设二级喷射孔，二级喷射孔安装二级节流喷射嘴，所述二级挡板上还开设二级回流孔，二级回流孔所开设的位置低于二级喷射孔所开设的位置。

所述一级节流喷射嘴的喷射口径大于二级节流喷射嘴的喷射口径，所述一级回流孔的口径大于二级回流孔的口径。

所述旋流器包括外圈、旋流叶片，旋流叶片安装在外圈内壁，外圈外壁与上筒体内壁连接固定。

所述下筒体轴向左端为进口，轴向右端为盲端，下筒体轴向左端安装接箍。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本装置通过重力式分离、旋流式分离、遮挡式分离三种分离方式，利用喷射嘴加速流动，截面积增大气体膨胀，减速流动的方式，促使分离加速，达到更好的分离效果，加入回流孔设计，使分离出来的液体利用自身重力回流至油井油套空间，实现液体自回流，无人工排放，提高职工劳动效率，实现密闭生产，清洁生产。

附图说明

图1为本实用新型一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置的结构示意图；

图2为一级挡板结构示意图；

图3为二级挡板结构示意图；

图4为旋流器结构示意图。

图中标记：接箍1、上筒体2、下筒体3、旋流器4、一级挡板5、二级挡板6、装置进口7、装置出口8、喷射嘴9、回流孔10、旋流叶片11。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图4，本实用新型提供一种技术方案：

一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置，包括筒体、旋流器，所述筒体包括上筒体2、下筒体3，所述上筒体利用自身轴向下端口与下筒体开设的径向口相贯接，所谓贯接就是一个筒体的轴向口与一个筒体的径向口相连接，上筒体2轴向上端口为出口，所述上筒体2内自下而上依次安装旋流器4、一级挡板5、二级挡板6。

所述上筒体为一斜向筒体，下筒体为水平筒体，即上筒体的轴线与下筒体的轴线夹角为30-45°。

所述一级挡板边缘与上筒体内壁连接固定，一级挡板所处的平面与上筒体轴线相垂直；所述二级挡板边缘与上筒体内壁连接固定，二级挡板所处的平面与上筒体轴线相垂直。

所述一级挡板上开设一级喷射孔，一级喷射孔安装一级节流喷射嘴，所述一级挡板上还开设一级回流孔，一级回流孔所开设的位置低于一级喷射孔所开设的位置。

所述二级挡板上开设二级喷射孔，二级喷射孔安装二级节流喷射嘴，所述二级挡板上还开设二级回流孔，二级回流孔所开设的位置低于二级喷射孔所开设的位置。

所述一级节流喷射嘴的喷射口径大于二级节流喷射嘴的喷射口径，所述一级回流孔的口径大于二级回流孔的口径。喷孔中安装喷嘴也是属于公知技术，本实用新型是直接利用了这种现有技术。

所述旋流器包括外圈、旋流叶片11，旋流叶片安装在外圈内壁，外圈外壁与上筒体内壁连接固定。旋流器属于本领域常规技术，本实用新型只是利用了这种旋流器，直接安装应用在筒体内即可。

所述下筒体轴向左端为进口，轴向右端为盲端，下筒体轴向左端安装接箍。

下筒体使用接箍与油井套管阀门进行机械连接，下筒体与接箍平行于油井套管阀门设置，筒体的内径大于上筒体，上筒体与下筒体焊接在一起，上筒体内依次安装有旋流器、一级挡板、二级挡板部件。旋流器采用圆柱形立体式叶片设计，起到产生旋流的作用。一级挡板设有节流嘴与回流孔，其尺寸大于二级挡板中的节流嘴与回流孔，通过节流嘴的节流使气液产生收缩膨胀，加速气水分离，分离出的液体在自身重力的影响下，通过回流孔回流至油井套管。上筒体与下筒体采用倾斜设置，保持30-45°的倾斜角度，便于液体回流。

本装置创新点是：采用上下筒体分级设计，应用到重力分离，遮挡分离，旋流分离等三种分离方式，巧妙的利用压缩膨胀原理加速分离效果，且分离出的液体在自身重力的影响下，通过回流孔重新流回井底，无需人工进行排放，全密闭回收。

具体使用方式为：通过接箍1将本装置连接在油井采气树套管阀门处，气液混合物由装置进口7进入到本装置，由于下筒体3的截面积大于套管阀门的进口截面积，在上升过程中，由于气液由于密度不同，气体上升，液体落在下筒体的底部，实现初级的重力式分离。通过初级分离的气液混合物继续上升至上筒体2，在上升过程中遇到旋流器4，在旋流器的作用下气液产生旋流，在旋流的影响下，气液进一步分离，实现二级的旋流分离；在旋流器的上端设置一级挡板5，在挡板的遮挡下，油气混合物中的液体附着在挡板上实现三级的遮挡分离。挡板中有喷射嘴9，气液混合物通过喷嘴节流喷射，使之加速流动，至一二级挡板中的空间时，由于截面积加大，流速变缓慢，加速重力式分离，二级挡板7与一级挡板实现相同功能，不同点在于其喷射嘴直径小于一级挡板喷嘴直径，在一级挡板及二级挡板中设置回流孔10，由于上筒体采用倾斜设计，经过遮挡分离的液体，在自身重力的影响下通过回流孔流至下筒体的底部，再回流至套管空间，实现液体自回流。经过分离后的气体通过装置出口8流出，液体回流，实现气液分离。

本装置通过重力式分离、旋流式分离、遮挡式分离三种分离方式，利用喷射嘴加速流动，截面积增大气体膨胀，减速流动的方式，促使分离加速，达到更好的分离效果，加入回流孔设计，使分离出来的液体利用自身重力回流至油井油套空间，实现液体自回流，无人工排放，提高职工劳动效率，实现密闭生产，清洁生产。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置，包括筒体、旋流器，其特征在于，所述筒体包括上筒体、下筒体，所述上筒体利用自身轴向下端口与下筒体开设的径向口相贯接，上筒体轴向上端口为出口，所述上筒体内自下而上依次安装旋流器、一级挡板、二级挡板。

2.根据权利要求1所述的一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置，其特征在于，所述上筒体为一斜向筒体，下筒体为水平筒体，即上筒体的轴线与下筒体的轴线夹角为30-45°。

3.根据权利要求1或2所述的一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置，其特征在于，所述一级挡板边缘与上筒体内壁连接固定，一级挡板所处的平面与上筒体轴线相垂直；所述二级挡板边缘与上筒体内壁连接固定，二级挡板所处的平面与上筒体轴线相垂直。

4.根据权利要求3所述的一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置，其特征在于，所述一级挡板上开设一级喷射孔，一级喷射孔安装一级节流喷射嘴，所述一级挡板上还开设一级回流孔，一级回流孔所开设的位置低于一级喷射孔所开设的位置。

5.根据权利要求4所述的一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置，其特征在于，所述二级挡板上开设二级喷射孔，二级喷射孔安装二级节流喷射嘴，所述二级挡板上还开设二级回流孔，二级回流孔所开设的位置低于二级喷射孔所开设的位置。

6.根据权利要求5所述的一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置，其特征在于，所述一级节流喷射嘴的喷射口径大于二级节流喷射嘴的喷射口径，所述一级回流孔的口径大于二级回流孔的口径。

7.根据权利要求1或2所述的一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置，其特征在于，所述旋流器包括外圈、旋流叶片，旋流叶片安装在外圈内壁，外圈外壁与上筒体内壁连接固定。

8.根据权利要求1或2所述的一种伴生气旋流膨胀式气液分离装置，其特征在于，所述下筒体轴向左端为进口，轴向右端为盲端，下筒体轴向左端安装接箍。

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