專利名稱：軸流管道式氣液分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣液分離器，特別涉及一種軸流管道式氣液分離器。
背景技術(shù)：
天然氣從采出至消費的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)液態(tài)水和重?zé)N，這會減少管道的流通面積，降低管道的有效輸送能力，增加管路壓降，甚至形成水合物，嚴(yán)重時堵塞管道；在酸性氣體集輸管路中還會造成管道的腐蝕破壞，因此進行長距離管道安全輸送或輕烴回收前必須對天然氣進行脫水和脫烴操作，采用氣液分離設(shè)備是一種高效、簡便的方法。目前，國內(nèi)外石油工業(yè)中常用的氣液分離器主要為離心式分離器，其主要分離力為離心力、旋轉(zhuǎn)動力和沖擊力。常規(guī)離心式氣液分離技術(shù)大多存在氣體溢流問題，且面臨分離效率不高和壓降過大的難題。近年來，海洋油氣田及海上平臺的地域特殊性對油氣集輸中的氣液分離技術(shù)和分離器提出了新的要求首先是分離器的結(jié)構(gòu)一定要緊湊，以滿足苛刻的空間要求；其次是需要提高分離效率，降低處理成本。基于上述兩點，采用離心分離原理的緊湊式分離器成為首選。目前，最常見的緊湊式分離器有旋風(fēng)分離器、水力旋流器、旋轉(zhuǎn)動力分離器、在線式旋轉(zhuǎn)分離器等，但是存在壓降過大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運動部件易出故障等缺陷，因此需要研制一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、壓降較小、分離效率高的緊湊式分離器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊的氣液分離器，該氣液分離器不存在運動部件，可直接與標(biāo)準(zhǔn)法蘭連接，減少占地面積并提高分離效率、降低壓力損失。本發(fā)明提供的一種軸流管道式氣液分離器，它包括分離器殼體，所述分離器殼體相對的兩個側(cè)壁的位置相應(yīng)處分別設(shè)有氣液混合物入口管路和氣體出口管路；所述分離器殼體的底部設(shè)有液體出口管路；所述氣液混合物入口管路由圓臺筒體a和設(shè)置于所述圓臺筒體a的大口徑端的圓柱筒體A組成；所述圓柱筒體A開口于所述分離器殼體外，所述圓臺筒體a開口于所述分離器殼體的腔體內(nèi)；所述氣體出口管路由圓臺筒體b和分別設(shè)置于所述圓臺筒體b的小口徑端和大口徑端的圓柱筒體B和圓柱筒體C組成；所述圓柱筒體C開口于所述分離器殼體外，所述圓柱筒體B開口于所述分離器殼體的腔體內(nèi)；所述圓柱筒體B 的部分筒體位于所述圓臺筒體a的腔體內(nèi)，且所述圓臺筒體a與所述圓柱筒體B之間形成一個環(huán)腔；所述氣液混合物入口管路內(nèi)和所述圓柱筒體B的腔體內(nèi)設(shè)有與所述氣液混合物入口管路和所述圓柱筒體B均相游離的分離器內(nèi)錐，所述分離器內(nèi)錐由圓臺體和設(shè)置于所述圓臺體的大口徑端的圓錐體組成；所述圓錐體設(shè)于所述圓柱筒體A的腔體內(nèi)；所述圓錐體上設(shè)有與之固定連接的螺旋形入口導(dǎo)葉，所述螺旋形入口導(dǎo)葉的外緣與所述圓柱筒體A 的內(nèi)壁固定連接。上述的氣液分離器中，所述氣液混合物入口管路的圓柱筒體A端和氣體出口管路的圓柱筒體C端的端面均可與輸送管道等直徑，且焊接有標(biāo)準(zhǔn)法蘭，可快速與輸送管道連接、拆卸；所述分離器殼體與所述氣液混合物入口管路和所述氣體出口管路之間的空腔可以作為集液腔使用，代替了液體存儲設(shè)備。上述的氣液分離器中，所述圓臺筒體a的錐度與所述圓臺體的錐度可均為 5° -10° ；所述圓臺筒體a的錐度與所述圓臺體的錐度相等；所述螺旋形入口導(dǎo)葉內(nèi)緣的錐度與所述圓錐體的錐度可均為60° -90° ；所述螺旋形入口導(dǎo)葉內(nèi)緣的錐度與所述圓錐體的錐度相等；所述圓柱筒體B與所述圓臺體形成的排氣環(huán)腔的錐度可為30° -45°。上述的氣液分離器中，所述氣液混合物入口管路與所述分離器殼體可通過設(shè)置于所述氣液混合物入口管路上的凹陷和設(shè)置于所述分離器殼體上的凸臺緊密配合；所述氣體出口管路與所述分離器殼體可通過設(shè)置于所述氣體出口管路上的凹陷和設(shè)置于所述分離器殼體上的凸臺緊密配合。上述的氣液分離器中，所述圓柱筒體A設(shè)于所述分離器殼體外，所述圓臺筒體a設(shè)于所述分離器殼體的腔體內(nèi)。 上述的氣液分離器中，所述圓柱筒體C設(shè)于所述分離器殼體外，所述圓臺筒體b和所述圓柱筒體B設(shè)于所述分離器殼體的腔體內(nèi)。上述的氣液分離器中，所述圓柱筒體A和所述圓臺筒體a的交界面與所述圓錐體和所述圓臺體的交界面重合；所述圓臺體的小口徑端的底面與所述圓柱筒體B和所述圓臺筒體b的交界面重合。上述的氣液分離器中，所述入口導(dǎo)葉均勻分布于所述圓錐體上；所述入口導(dǎo)葉與所述分離器內(nèi)錐以及所述氣液混合物入口管路焊接在一起，構(gòu)成了一個螺旋形的漸縮通道，流體由此產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運動，提供分離所需的離心力。上述的氣液分離器中，所述入口導(dǎo)葉與所述圓錐體和所述圓柱筒體A之間均為焊接或鉚接。上述的氣液分離器中，所述圓柱筒體B的內(nèi)壁上設(shè)有支撐葉片；所述支撐葉片的另一側(cè)與所述分離器內(nèi)錐通過設(shè)置于所述分離器內(nèi)錐上的固定槽緊密配合；所述支撐葉片的一個作用是固定所述分離器內(nèi)錐，另一個作用是降低分離后氣體的旋轉(zhuǎn)強度，使之恢復(fù)軸向流動。上述的氣液分離器中，所述液體出口管路設(shè)置于所述分離器殼體底部的軸向長度的2/3處，可利用液位計量設(shè)施控制液體出口管路的外接閥門，可以安全排放液體并保證氣體無泄漏。本發(fā)明提供的氣液分離器的整體結(jié)構(gòu)緊湊且兩端有標(biāo)準(zhǔn)法蘭，便于與管道進行連接、拆卸；采用螺旋形葉片與內(nèi)錐結(jié)合的方式，增大了流體的旋轉(zhuǎn)強度，從而提高分離效率； 采用具有相同錐角的內(nèi)錐和入口管，構(gòu)成環(huán)形分離區(qū)，供高速旋轉(zhuǎn)流體完成氣液分離，且避免了氣體溢流，減小了壓降；采用分離器殼體作為集液腔，省去了液體存儲設(shè)備；分離器的出口管采用擴張結(jié)構(gòu)，能夠減小壓能損失。


圖1為本發(fā)明的氣液分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的氣液分離器的的入口導(dǎo)葉和分離器內(nèi)錐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不局限于一下實施例。本發(fā)明的氣液分離器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中各標(biāo)記如下1分離器殼體、2氣液混合物入口管路、3入口導(dǎo)葉、4分離器內(nèi)錐、5氣體出口管路、6液體出口管路、7圓柱筒體A、 8圓臺筒體a、9圓柱筒體B、10圓臺筒體b、11圓柱筒體C、12圓錐體、13圓臺體、14支撐葉片、15固定槽、16標(biāo)準(zhǔn)法蘭、17排液法蘭。本發(fā)明的氣液分離器包括分離器殼體1，該分離器殼體1的一個側(cè)壁上設(shè)有氣液混合物入口管路2，該氣液混合物入口管路2上設(shè)有凸臺(圖中未示出)，分離器殼體1的側(cè)壁上設(shè)有凹陷(圖中未示出)，氣液混合物入口管路2與分離器殼體1通過該凹陷和凸臺緊密配合；該氣液混合物入口管路2由圓臺筒體a8和設(shè)置于該圓臺筒體a8的大口徑端的圓柱筒體A7組成；圓柱筒體A7設(shè)置于分離器殼體1外，圓臺筒體a8設(shè)置于分離器殼體1 的腔體內(nèi)；與設(shè)有氣液混合物入口管路2的側(cè)壁的相對的另一個側(cè)壁的位置相應(yīng)處設(shè)有氣體出口管路5，該氣體出口管路5上設(shè)有凸臺(圖中未示出)，分離器殼體1的側(cè)壁上設(shè)有凹陷(圖中未示出)，氣體出口管路5與分離器殼體1通過該凹陷和凸臺緊密配合；該氣體出口管路5由圓臺筒體blO和分別設(shè)置于圓臺筒體blO的小口徑端和大口徑端的圓柱筒體 B9和圓柱筒體Cll組成；圓柱筒體B9和圓臺筒體blO設(shè)置于分離器殼體1的腔體內(nèi)，圓柱筒體Cll設(shè)置于分離器殼體1外；圓柱筒體B9的部分筒體位于圓臺筒體a8的腔體內(nèi)，兩者之間形成一個排液環(huán)腔；圓柱筒體A7和圓柱筒體Cll的外端均通過標(biāo)準(zhǔn)法蘭16與輸送管道等直徑連接，從而實現(xiàn)快速安裝與拆卸；分離器殼體1與氣液混合物入口管路2和氣體出口管路5之間的空腔可以作為集液腔使用，代替了液體存儲設(shè)備；氣液混合物入口管路2和圓柱筒體B9內(nèi)設(shè)有與氣液混合物入口管路2和圓柱筒體B9均相游離的分離器內(nèi)錐4，該分離器內(nèi)錐4由圓錐體12和圓臺體13組成，圓錐體12設(shè)置于圓臺體13的大口徑端；圓錐體 12和圓臺體13的交界面與圓柱筒體A7和圓臺筒體a8的交界面重合，圓臺體13的小口徑端的底面與圓柱筒體B9和圓臺筒體blO的交界面重合；圓柱筒體B9與圓臺體13形成的排氣環(huán)腔的錐度為30°，形成截面漸擴的流道，這樣能夠擴張分離后的氣體，降低速度，減小壓降；圓臺體13的錐度與圓臺筒體a8的錐度相等，均為5°，兩者構(gòu)成環(huán)形的分離區(qū)，從而能夠保持并提高流體的旋轉(zhuǎn)速度且可以避免氣體的反向流動；圓錐體12上焊接有均勻分布的螺旋形入口導(dǎo)葉3，該入口導(dǎo)葉3的內(nèi)緣與圓錐體12的錐度相等，均為60°，兩者形成螺旋形的漸縮通道，使帶分離的氣液混合物由軸向流動強制轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)流動；該入口導(dǎo)葉3的外緣焊接固定在圓柱筒體A7的內(nèi)壁上；氣液混合物在分離區(qū)內(nèi)完成分離過程，分離后的液體經(jīng)圓臺筒體a8和圓柱筒體B9形成的排液環(huán)腔進入集液腔，分離后的氣體經(jīng)排氣環(huán)腔進入氣體出口管路5 ；圓柱筒體B9的內(nèi)壁上焊接有支撐葉片14，支撐葉片14的另一側(cè)通過設(shè)置在分離器內(nèi)錐4上的固定槽15與分離器內(nèi)錐4緊密配合，支撐葉片14在起支撐作用的同時，還可以減弱分離后氣體的旋轉(zhuǎn)強度，有利于壓能恢復(fù)；液體出口管路6設(shè)置于分離器殼體1的底部的軸向長度的2/3處，液體出口管路6的下端焊接有排液法蘭17，液體出口管路6與分離器殼體1的腔體相通，分離后的液體從該液體出口管路6排出。上述氣液分離器中，氣液混合物入口管路2和氣體出口管路5還可以通過其它方式與分離器殼體1相連接，如焊接或鉚接；入口導(dǎo)葉3還可以通過其它方式與圓錐體12和圓柱筒體A7固定連接，如鉚接；入口導(dǎo)葉3的內(nèi)緣和圓錐體12的錐度均可以在30° -60°
5之間調(diào)節(jié)；圓臺筒體a8和圓臺體13的錐度均可以在5° -10°之間調(diào)節(jié)；圓柱筒體B9與圓臺體13之間形成的排氣環(huán)腔的錐度可以在30° -45°之間調(diào)節(jié)。 使用本發(fā)明的上述氣液分離器時，待分離的氣液混合物進入氣液混合物入口管路 2，然后通過入口導(dǎo)葉3與分離器內(nèi)錐4的圓錐體12形成的螺旋形漸縮通道后，形成高速旋轉(zhuǎn)流體，然后進入由圓臺筒體a8與圓臺體13形成的分離區(qū)；密度較大的液體在旋轉(zhuǎn)運動提供的離心力作用下，向分離區(qū)的外側(cè)運移，在圓臺筒體a8的內(nèi)壁處聚集，然后通過排液環(huán)腔進入集液腔，最終由液體出口管路6排出該氣液分離器；而密度較小的氣體沿分離區(qū)的內(nèi)側(cè)作旋轉(zhuǎn)運動，最后到達排氣環(huán)腔，然后在支撐葉片14的“降旋”作用下進入氣體出口管路5的圓臺筒體blO內(nèi)，經(jīng)過圓臺筒體blO的擴張，分離后的氣體恢復(fù)了部分壓能，最終經(jīng)過圓柱筒體Cll排出該氣液分離器。
權(quán)利要求
1.一種軸流管道式氣液分離器，它包括分離器殼體，所述分離器殼體相對的兩個側(cè)壁的位置相應(yīng)處分別設(shè)有氣液混合物入口管路和氣體出口管路；所述分離器殼體的底部設(shè)有液體出口管路；其特征在于所述氣液混合物入口管路由圓臺筒體a和設(shè)置于所述圓臺筒體a的大口徑端的圓柱筒體A組成；所述圓柱筒體A開口于所述分離器殼體外，所述圓臺筒體a開口于所述分離器殼體的腔體內(nèi)；所述氣體出口管路由圓臺筒體b和分別設(shè)置于所述圓臺筒體b的小口徑端和大口徑端的圓柱筒體B和圓柱筒體C組成；所述圓柱筒體C開口于所述分離器殼體外，所述圓柱筒體B開口于所述分離器殼體的腔體內(nèi)；所述圓柱筒體B的部分筒體位于所述圓臺筒體a的腔體內(nèi)，且所述圓臺筒體a與所述圓柱筒體B之間形成一個環(huán)腔；所述氣液混合物入口管路內(nèi)和所述圓柱筒體B的腔體內(nèi)設(shè)有與所述氣液混合物入口管路和所述圓柱筒體B均相游離的分離器內(nèi)錐，所述分離器內(nèi)錐由圓臺體和設(shè)置于所述圓臺體的大口徑端的圓錐體組成；所述圓錐體設(shè)于所述圓柱筒體A的腔體內(nèi)；所述圓錐體上設(shè)有與之固定連接的螺旋形入口導(dǎo)葉，所述螺旋形入口導(dǎo)葉的外緣與所述圓柱筒體A的內(nèi)壁固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液分離器，其特征在于所述圓臺筒體a的錐度與所述圓臺體的錐度均為5° -10° ；所述圓臺筒體a的錐度與所述圓臺體的錐度相等；所述螺旋形入口導(dǎo)葉內(nèi)緣的錐度與所述圓錐體的錐度均為60° -90° ；所述螺旋形入口導(dǎo)葉內(nèi)緣的錐度與所述圓錐體的錐度相等；所述圓柱筒體B與所述圓臺體形成的排氣環(huán)腔的錐度為 30° -45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣液分離器，其特征在于所述氣液混合物入口管路與所述分離器殼體通過設(shè)置于所述氣液混合物入口管路上的凹陷和設(shè)置于所述分離器殼體上的凸臺緊密配合；所述氣體出口管路與所述分離器殼體通過設(shè)置于所述氣體出口管路上的凹陷和設(shè)置于所述分離器殼體上的凸臺緊密配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的氣液分離器，其特征在于所述圓柱筒體A設(shè)于所述分離器殼體外，所述圓臺筒體a設(shè)于所述分離器殼體的腔體內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的氣液分離器，其特征在于所述圓柱筒體C設(shè)于所述分離器殼體外，所述圓臺筒體b和圓柱筒體B設(shè)于所述分離器殼體的腔體內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的氣液分離器，其特征在于所述圓柱筒體A和所述圓臺筒體a的交界面與所述圓錐體和所述圓臺體的交界面重合；所述圓臺體的小口徑端的底面與所述圓柱筒體B和所述圓臺筒體b的交界面重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的氣液分離器，其特征在于所述螺旋形入口導(dǎo)葉均勻分布于所述圓錐體上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的氣液分離器，其特征在于所述螺旋形入口導(dǎo)葉與所述圓錐體和所述圓柱筒體A之間均為焊接或鉚接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的氣液分離器，其特征在于所述圓柱筒體B的內(nèi)壁上設(shè)有支撐葉片；所述支撐葉片的另一側(cè)與所述分離器內(nèi)錐通過設(shè)置于所述分離器內(nèi)錐上的固定槽緊密配合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一所述的氣液分離器，其特征在于所述液體出口管路設(shè)置于所述分離器殼體底部的軸向長度的2/3處。
全文摘要
本發(fā)明公開一種軸流管道式氣液分離器。該分離器包括分離器殼體，所述分離器殼體相對的兩個側(cè)壁的位置相應(yīng)處分別設(shè)有氣液混合物入口管路和氣體出口管路；所述氣液混合物入口管路由圓臺筒體a和設(shè)置于所述圓臺筒體a的大口徑端的圓柱筒體A組成；所述氣體出口管路由圓臺筒體b和分別設(shè)置于所述圓臺筒體b的小口徑端和大口徑端的圓柱筒體B和圓柱筒體C組成；所述圓柱筒體B的部分筒體位于所述圓臺筒體a的腔體內(nèi)，且所述圓臺筒體a與所述圓柱筒體B之間形成一個環(huán)腔；本發(fā)明提供的氣液分離器的整體結(jié)構(gòu)緊湊且兩端有標(biāo)準(zhǔn)法蘭，便于與管道進行連接、拆卸；所采用分離器殼體作為集液腔，省去了液體存儲設(shè)備；分離器的出口管采用擴張結(jié)構(gòu)，能夠減小壓能損失。
文檔編號B01D45/16GK102423580SQ20111024530
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者何利民, 呂宇玲, 羅小明 申請人:中國海洋石油總公司, 中國石油大學(xué)(華東), 中海石油研究中心