一種同向出流氣液固三相分離器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應用于石油、化工等領域中的氣液固三相分離處理裝置。
【背景技術】
[0002]目前，對于氣液固三相分離器工業(yè)應用中主要采用重力式沉降罐。這種重力沉降式設備體積較大，內(nèi)部通常設置有堰板等組件。另外，由于是采用重力作用進行分離處理，因此具有處理時間長、工作不連續(xù)及占地面積龐大等突出的弊端。這種重力沉降式氣液固三相分離器的分離原理是利用介質(zhì)間的密度差而進行沉降分離的，密度差越大，分離效果相對就越好。但是，對于高度離散在液體中的氣體很難分離，細小的顆粒雜質(zhì)也難于處理。因此，如何改進氣液固三相分離器的結構、改善氣液固三相分離效果，已成為油氣田地面工程系統(tǒng)一個亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術】中所提到的技術問題，本發(fā)明提供一種同向出流氣液固三相分離器，該種氣液固三相分離器具有分離效率高、設備體積小、分離速度快、流場穩(wěn)定、結構簡單緊湊、制造及操作成本低等突出優(yōu)點。
[0004]本發(fā)明的技術方案是:該種同向出流氣液固三相分離器，包括一個分離筒，其獨特之處在于:在分離筒的上端連接有一個呈倒置錐臺形狀的空心分離錐筒，空心分離錐筒的上端封閉，在空心分離錐筒上，沿圓周的兩條軸心對稱切線方向分別接入一個旋流入口管。分離筒的下端封閉，沿所述分離筒外圓周的切線方向接入排砂管，所述分離器內(nèi)介質(zhì)經(jīng)排砂管旋出的方向與經(jīng)旋流入口管進入的液體旋轉方向相同。
[0005]穿過分離筒的下端，開有若干過流孔；在過流孔的上側，位于分離筒的中央部分，由外向內(nèi)分別固定有集液筒和集氣筒，集液筒和集氣筒具有相同的軸線，集氣筒的高度超過集液筒的高度，過流孔位于集液筒和集氣筒所圍成的環(huán)套空間內(nèi)；在集氣筒外嵌套有螺旋流道，螺旋流道的尾端固定處與集液筒的上緣相平齊，經(jīng)旋流入口管進入的液體旋轉方向與所述螺旋流道的旋向相同；在集氣筒的底部開有若干排液孔，在集氣筒的中下段，位于排液孔的上方，穿過集氣筒的筒身引出一根排氣管，排氣管經(jīng)過流孔而穿出分離筒。
[0006]在過流孔的下側，位于分離筒底部的中央部分，固定有一個為漸縮截面結構的排液管，排液管的大徑端與集液筒具有相同的直徑；排氣管位于排液管內(nèi)。
[0007]本發(fā)明具有如下有益效果:本種分離器同目前常用的三相分離器相比，具有以下幾方面的益處:首先，進入分離器的混合相在設備內(nèi)部高速旋轉，形成高速運動的渦流，經(jīng)過離心作用氣相集中于中間，固相靠近分離筒器壁，氣相首先會接觸到集氣筒，大部分的氣相夾雜少部分液相進入集氣筒，大部分液相和少部分的固相會進入集液筒的環(huán)形空間，大部分固相會聚集在集液筒與分離筒器壁的環(huán)形空間，三相分別有自己的固定流道，互不干擾，并且采用分離器底部排液的方式，不會破壞分離器內(nèi)部的流場；與此同時，底部的固相切向出口可以增加分離器有效分離段的長度，因而可獲得更高的分離效率；氣、液、固三相同向排出，因此流場中基本不存在軸向的循環(huán)流，可有效改善分離效果；其次，同其他氣液固三相分離工藝及設備相比，具有設備體積小、占地面積小等突出的優(yōu)點；再次，應用范圍廣，既可應用于化工行業(yè)及油田生產(chǎn)，又可應用于醫(yī)藥等其它領域，具有廣闊的推廣應用前景；最后，該結構也可實現(xiàn)油-氣-水三相的高效分離。
[0008]【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明的結構示意圖；
圖2為圖1的A-A剖面圖；
圖3為集液筒底端截面示意圖；
圖4為本發(fā)明所述螺旋流道與集氣筒連接后的結構示意圖。
[0009]圖中1-旋流入口管,2_空心分尚錐筒；3_分尚筒；4_集氣筒；5-螺旋流道；6-集液筒；7_排氣管；8_排液孔；9_排液管；10_排砂管；11-過流孔。
[0010]【具體實施方式】:
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
由圖1所示，該種同向出流氣液固三相分離器，包括一個分離筒3，其獨特之處在于:在分離筒3的上端連接有一個呈倒置錐臺形狀的空心分離錐筒2，空心分離錐筒2的上端封閉，在空心分離錐筒2上，沿圓周的兩條軸心對稱切線方向分別接入一個旋流入口管I。圖2為圖1的A-A剖面圖,顯示的正是旋流入口管I的結構。
[0011]分離筒3的下端封閉，沿所述分離筒外圓周的切線方向接入排砂管10，需要滿足的是，所述分離器內(nèi)介質(zhì)經(jīng)排砂管10旋出的方向與經(jīng)旋流入口管I進入的液體旋轉方向相同。
[0012]另外，穿過分離筒3的下端，開有若干過流孔11，圖3為集液筒底端截面示意圖，顯示的正是過流孔的形狀與位置。
[0013]在過流孔11的上側，位于分離筒3的中央部分，由外向內(nèi)分別固定有集液筒6和集氣筒4，集液筒6和集氣筒4具有相同的中心軸線，集氣筒4的高度超過集液筒6的高度，過流孔11位于集液筒6和集氣筒4所圍成的環(huán)套空間內(nèi)。
[0014]此外，在集氣筒4外嵌套有螺旋流道5，其結構如圖4所示，螺旋流道5的尾端固定處與集液筒6的上緣相平齊,經(jīng)旋流入口管I進入的液體旋轉方向與所述螺旋流道的旋向相同；在集氣筒4的底部開有若干排液孔8，在集氣筒4的中下段，位于排液孔8的上方，穿過集氣筒4的筒身引出一根排氣管7，排氣管7經(jīng)過流孔11而穿出分離筒3。
[0015]在過流孔11的下側，位于分離筒3底部的中央部分，固定有一個為漸縮截面結構的排液管9，排液管9的大徑端與集液筒6具有相同的直徑；排氣管7位于排液管9內(nèi)。
[0016]本裝置的工作過程如下:氣液固三相混合介質(zhì)由一對旋流入口管進入分離器。在壓力作用下，介質(zhì)在設備內(nèi)部高速旋轉，形成高速運動的渦流?；旌辖橘|(zhì)沿分離器下行的過程中，在離心力作用下，密度較重相——固液混合相被甩至分離筒3的內(nèi)壁。同時，密度較輕相——氣體被擠至中心處，進入分離器內(nèi)置的集氣筒4中；混合液在離心力的作用下沿分離筒3繼續(xù)運動進入螺旋流道5，螺旋流道5為混合液的繼續(xù)分離提供了后續(xù)動力，螺旋流道5的下面是集液筒6，其功能是對分離出的液體介質(zhì)進行收集；由于混合液中的固體密度大，借助于離心力的作用會分布在分離筒3的內(nèi)壁周圍沿著器壁隨液體流下來，在集氣筒4可能會夾雜著液體，在集氣筒4下部開有多個排液孔8，用于排出氣體中夾雜的液體；液體從排液管9排出，固體從排砂管10排出，氣體從位于集氣筒4和集液筒6中間的排氣管排出。該分離器的結構設計，使混合介質(zhì)中的氣、液、固三相同向分離出來，流場中基本不存在軸向的循環(huán)流，不會破壞分離器內(nèi)部的流場，有利于提高分離效率；集液筒6外側與分離筒3內(nèi)側的環(huán)形空間利于分離后固相(含部分液相)的排出，并最終由排砂管10排出。排砂管10的設計采用切向型式，可保證旋流器內(nèi)部旋轉運動的有效長度，因而可獲得更高的分離效率。該設計實現(xiàn)了分離后氣、液、固三相的單獨連續(xù)排出。
[0017]集液筒6與集氣筒4同軸，目的是保證集液筒6內(nèi)、外圍環(huán)形空間內(nèi)和集氣筒圓柱空間流場的穩(wěn)定性，保證固相、液相和氣相的穩(wěn)定運動和排出。集液筒6采用(環(huán)形)空腔結構設計，用于被分離和收集的液體的排