專利名稱：自控高效氣液分離器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種自控氣液分離器，特別是涉及一種控制分離一體式自控高效氣液分離器。
背景技術(shù)：
在分離式多相計量、油氣集輸處理工藝過程中氣體、液體混合物的分離，通常采用氣液分離器，目前常用氣液分離器主要有立式分離器、臥式分離器、管狀旋流分離器等，無論哪種分離器都需配套相應的控制系統(tǒng)才能實現(xiàn)氣液的正常分離。立式分離器和臥式分離器需足夠大的分離器容積和穩(wěn)定的分離器液位，才能保證較好的氣液分離效果，其配套的控制方法主要有浮球連桿控制閥、氣(電)動自動控制儀表等。該類型分離器主要存在體積大、工藝較復雜、成本高等缺點；管狀漩流分離器是利用離心力原理實現(xiàn)氣體和液體的分離，該類型分離器體積較小，但對控制系統(tǒng)要求較高，需配套準確可靠的自動控制系統(tǒng)，因此存在控制工藝復雜、成本高、使用及維護技術(shù)要求高等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種采用無源控制與分離一體的能夠有效降低制造使用成本的自控高效氣液分離器。
技術(shù)方案是通過彈簧罩(1)下端聯(lián)接所述氣體調(diào)節(jié)單元的氣閥體(7)，彈簧罩(1)內(nèi)設有支架(2)，支架(2)垂直懸掛液位變送控制單元，并且由上至下依次貫穿所述的氣體調(diào)節(jié)單元和氣液分離單元；由旋流分離單元(13)、連通管(14)、輔助分離單元(15、16)、重力分離體(18)構(gòu)成氣液分離單元；由氣閥體(7)、氣閥座(8)、氣閥定位件(9)、氣閥芯桿(10)、氣閥座密封圈(11)、氣閥扶正件(12)構(gòu)成的氣體調(diào)節(jié)單元；由調(diào)整桿(3)、彈性元件及連接件(5)、支架(2)、連接桿(17)、浮子(19)構(gòu)成液位變送控制單元。
另一種較佳的技術(shù)方案是在上述方案中，氣液分離單元的下端還可以聯(lián)接液體調(diào)節(jié)單元，所述的液體調(diào)節(jié)單元由液閥體(22)、液體出口管(22.3)、液閥座(26)、液閥芯桿(27)、液閥座密封圈(25)、液閥扶正件(23)、液閥定位件(24、28)構(gòu)成。
其中通過彈簧罩(1)下端聯(lián)接所述氣體調(diào)節(jié)單元的氣閥體(7)，彈簧罩(1)內(nèi)設有支架(2)，支架(2)垂直懸掛液位變送控制單元，并且由上至下依次貫穿所述的氣體調(diào)節(jié)單元、氣液分離單元、液體調(diào)節(jié)單元。較佳的是所述的液位變送控制單元是由調(diào)整桿(3)上端垂直懸掛于支架(2)上并依次連接調(diào)整桿鎖緊裝置，設置在氣閥體(7)內(nèi)的氣閥芯桿(10)，設置在重力分離體(18)內(nèi)的連接桿(17)、浮子(19)、連接件(21)，設置在液閥體(22)內(nèi)液閥芯桿(27)，構(gòu)成液位變送控制單元。
更佳的是所述的調(diào)整桿鎖緊裝置包括鎖緊螺母及墊圈(4)和彈性元件及連接件(5)；所述的彈性元件為彈簧。
所述的連接桿(17)可以為硬質(zhì)連接桿，還可以為軟質(zhì)連接繩。
所述的氣液分離單元包括如下旋流分離單元(13)由傾角向下的氣液入口管及噴嘴(13.2)沿切線方向與旋流分離體(13.1)連接構(gòu)成，輔助分離單元(15、16)固定于重力分離體(18)內(nèi)，旋流分離單元(13)與重力分離體(18)通過法蘭連接。
所述的氣體調(diào)節(jié)單元包括如下氣閥體(7)由外閥體(7.1)、內(nèi)閥體(7.2)、出口管(7.3)構(gòu)成，內(nèi)閥體(7.2)下部開有氣體流通孔，氣閥座(8)、氣閥定位件(9)從上部依次裝入，氣閥座(8)由氣閥座密封圈(11)與內(nèi)閥體(7.2)密封，氣閥座(8)、氣閥扶正件(12)組裝后處于同心。
所述的液體調(diào)節(jié)單元包括如下液閥體(22)由液閥外閥體(22.1)、內(nèi)閥體(22.2)、液體出口管(22.3)構(gòu)成，內(nèi)閥體(22.2)上端有內(nèi)螺紋用于安裝液閥扶正件(23)，液閥扶正件(23)上加工有中心扶正孔和液體流通孔，液閥座(26)、液閥定位件(24、28)液閥扶正件(23)有上而下依次裝入，由液閥扶正件(23)壓緊，液閥座(26)由液閥座密封圈(25)與內(nèi)閥體(22.2)密封，液閥座(26)、液閥扶正件(23)組裝后要處于同心。
分離器在工作狀態(tài)時，氣液混相介質(zhì)經(jīng)氣液入口管(13.2)進入旋流分離體(13.1)后，由離心力、重力和浮力作用形成一個旋渦面，密度大的液相沿旋流分離體管壁流到下部，密度小的氣相上升到旋流分離體上部經(jīng)氣體控制單元流出，流到旋流分離體下部的液相經(jīng)輔助分離單元(15、16)流到重力分離體(18)，在重力作用下氣相和液相進一步分離，最后液相經(jīng)液相控制單元流出。氣液分離單元的液位和壓力由氣體調(diào)節(jié)單元、液位變送控制單元、液體調(diào)節(jié)單元組成的自力式控制系統(tǒng)控制，保證氣液分離單元的穩(wěn)定工作，實現(xiàn)氣液兩相高效分離。
控制系統(tǒng)在工作狀態(tài)時，浮子(19)的一部分被液體浸沒，浮子(19)受浮力的作用向上移動，同步帶動氣閥芯桿(10)、液閥芯桿(27)向上移動，氣閥開度減小，液閥開度增大，直至氣體流量、液體流量和液位產(chǎn)生新的平衡；當液位向下變化時，同理。液位變化量與氣、液閥位移成正比例關(guān)系，比例系數(shù)由彈簧剛度和浮子截面積決定。ΔH＝K*ΔX ΔH-液位變化量ΔX-控制單元位移量(氣、液閥芯桿位移量)K-比例系數(shù)(由彈簧剛度和浮子截面積確定)本發(fā)明的有益效果是
(1)是自控高效氣液分離器控制分離一體式設計，控制部分采用自力式控制原理，分離部分采用旋流分離為主重力分離為輔的工藝，氣液分離效率高，分離效果好。
(2)是結(jié)構(gòu)合理，易于加工生產(chǎn)，制造及使用成本低，免維護，壽命長。
(3)是與傳統(tǒng)的重力分離器配套自動控制系統(tǒng)相比，可大幅度簡化氣液分離工藝流程，同時成本可節(jié)約70％以上。
(4)是與氣相、液相、含水單相計量儀表組成分離式多相計量裝置，較好的解決油田開發(fā)中油井產(chǎn)出液的多相計量問題，且工藝簡單，生產(chǎn)成本低。
四

附圖1是本發(fā)明的一種實施例的剖視圖；附圖2是本發(fā)明的另一種實施例的剖視圖；附圖3是本發(fā)明的兩種實施例的A-A剖視圖。
圖中由彈簧罩1、支架2、調(diào)整桿3、鎖緊螺母及墊圈4、彈性元件及連接件5、氣閥芯固定件6、氣閥體7、外閥體7.1、內(nèi)閥體7.2、出口管7.3、氣閥座8、氣閥定位件9、氣閥芯桿10、氣閥座密封圈11、氣閥扶正件12、旋流分離單元13、旋流分離體13.1、氣液入口管及噴嘴13.2、連通管14、輔助分離單元15、16、氣體平衡管15.1、液位限位環(huán)15.2、圓盤15.3，連接桿17、重力分離體18、浮子19；短節(jié)20、連接件21、液閥體22、液閥外閥體22.1、內(nèi)閥體22.2、液體出口管22.3、液閥扶正件23、液閥座密封圈25、液閥座26、液閥芯桿27、液閥定位件24、28。
五具體實施例方式實施例1結(jié)合附圖1和3，對本發(fā)明作進一步詳細的描述(氣液混相介質(zhì)經(jīng)上述自控高效氣液分離器的方案可以有效地將氣相分離)其技術(shù)方案是由彈簧罩1、支架2、調(diào)整桿3、鎖緊螺母及墊圈4、彈性元件及連接件5、氣閥芯固定件6、氣閥體7、外閥體7.1、內(nèi)閥體7.2、出口管7.3、氣閥座8、氣閥定位件9、氣閥芯桿10、氣閥座密封圈11、氣閥扶正件12、旋流分離單元13、旋流分離體13.1、氣液入口管及噴嘴13.2、連通管14、輔助分離單元15、16、氣體平衡管15.1、液位限位環(huán)15.2、圓盤15.3，連接桿17、重力分離體18、浮子19。
旋流分離單元13由傾角向下的氣液入口管及噴嘴13.2沿切線方向與旋流分離體13.1連接構(gòu)成，輔助分離單元15、16固定于重力分離體18內(nèi)，旋流分離單元13與重力分離體18通過法蘭連接。
氣閥體7由外閥體7.1、內(nèi)閥體7.2、出口管7.3構(gòu)成，內(nèi)閥體7.2下部開有氣體流通孔，氣閥座8、氣閥定位件9從上部依次裝入，氣閥座8由氣閥座密封圈11與內(nèi)閥體7.2密封，氣閥座8、氣閥扶正件12組裝后處于同心，構(gòu)成所述的氣體調(diào)節(jié)單元；氣閥座中心孔直徑根據(jù)被控氣體最大流量確定，氣閥內(nèi)閥體7.2下端有內(nèi)螺紋用于安裝氣閥扶正件12；支架2垂直放置在氣閥座8上，調(diào)整桿3上端懸掛在支架2上，下端依次連接彈性元件及連接件5、氣閥芯桿10、連接桿17(也可以為連接繩)、浮子19、連接件21、液閥芯桿27，擰動調(diào)整桿3，可調(diào)節(jié)彈性元件及連接件5的拉伸力，構(gòu)成所述的液位變送控制單元。
實施例2結(jié)合附圖2和3，對本發(fā)明的另一種實施例作進一步詳細的描述(氣液混相介質(zhì)經(jīng)上述自控高效氣液分離器的方案可以有效地將氣相和液相分離)其技術(shù)方案是上述其他結(jié)構(gòu)不變，氣液分離單元的下端還可以聯(lián)接液體調(diào)節(jié)單元，所述的液體調(diào)節(jié)單元由用于調(diào)整位置的短節(jié)20、連接件21、液閥體22、液閥外閥體22.1、內(nèi)閥體22.2、液體出口管22.3、液閥扶正件23、液閥座密封圈25、液閥座26、液閥芯桿27、液閥定位件24、28所構(gòu)成。
液閥體22由液閥外閥體22.1、內(nèi)閥體22.2、液體出口管22.3構(gòu)成，內(nèi)閥體22.2上端有內(nèi)螺紋用于安裝液閥扶正件23，液閥扶正件23上加工有中心扶正孔和液體流通孔，液閥座26、液閥定位件24、28液閥扶正件23有上而下依次裝入，由液閥扶正件23壓緊，液閥座26由液閥座密封圈25與內(nèi)閥體22.3密封，液閥座26、液閥扶正件23組裝后要處于同心，構(gòu)成所述的液體調(diào)節(jié)單元；液閥座內(nèi)孔直徑根據(jù)被控液體最大流量確定。
其工作原理是分離器在工作狀態(tài)時，氣液混相介質(zhì)經(jīng)氣液入口管13.2進入旋流分離體13.1后，由離心力、重力和浮力作用形成一個旋渦面，密度大的液相沿旋流分離體、管壁流到下部，密度小的氣相上升到旋流分離體上部經(jīng)氣體控制單元流出，流到旋流分離體下部的液相經(jīng)輔助分離單元15流到重力分離體18，具體是液相經(jīng)液位限位環(huán)15.2、圓盤15.3，由于液體速度減小，在重力作用下氣相和液相進一步分離，再次分離的氣體經(jīng)過氣體平衡管15.1、連通管14、流向旋流分離體上部13.1，而再次分離的液相經(jīng)液相控制單元流出。氣液分離單元的液位和壓力由氣體調(diào)節(jié)單元、液位變送控制單元、液體調(diào)節(jié)單元組成的自力式控制系統(tǒng)控制，保證氣液分離單元的穩(wěn)定工作，實現(xiàn)氣液兩相高效分離。
控制系統(tǒng)在工作狀態(tài)時，浮子19的一部分被液體浸沒，浮子19受浮力的作用向上移動，同步帶動氣閥芯桿10、液閥芯桿27向上移動，氣閥開度減小，液閥開度增大，直至氣體流量、液體流量和液位產(chǎn)生新的平衡；當液位向下變化時，同理。
權(quán)利要求
1.一種自控高效氣液分離器，其特征是通過彈簧罩(1)下端聯(lián)接所述氣體調(diào)節(jié)單元的氣閥體(7)，彈簧罩(1)內(nèi)設有支架(2)，支架(2)垂直懸掛液位變送控制單元，并且由上至下依次貫穿所述的氣體調(diào)節(jié)單元和氣液分離單元；所述的氣液分離單元由旋流分離單元(13)、氣液入口管及噴嘴(13.2)、連通管(14)、輔助分離單元(15、16)、重力分離體(18)構(gòu)成；所述的氣體調(diào)節(jié)單元由氣閥體(7)、出口管(7.3)、氣閥座(8)、氣閥定位件(9)、氣閥芯桿(10)、氣閥座密封圈(11)、氣閥扶正件(12)構(gòu)成；所述的液位變送控制單元由調(diào)整桿(3)、彈性元件(5)、支架(2)、連接桿(17)、浮子(19)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自控高效氣液分離器，其特征是所述的氣液分離單元的下端還可以聯(lián)接液體調(diào)節(jié)單元，所述的液體調(diào)節(jié)單元由液閥體(22)、液體出口管(22.3)、液閥座(26)、液閥芯桿(27)、液閥座密封圈(25)、液閥扶正件(23)、液閥定位件(24、28)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自控高效氣液分離器，其特征是所述的液位變送控制單元是由調(diào)整桿(3)上端垂直懸掛于支架(2)上并依次連接調(diào)整桿鎖緊裝置，設置在氣閥體(7)內(nèi)的氣閥芯桿(10)，設置在重力分離體(18)內(nèi)的連接桿(17)、浮子(19)、連接件(21)，設置在液閥體(22)內(nèi)液閥芯桿(27)，構(gòu)成液位變送控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自控高效氣液分離器，其特征是所述的調(diào)整桿鎖緊裝置包括鎖緊螺母及墊圈(4)和彈性元件及連接件(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自控高效氣液分離器，其特征是所述的彈性元件為彈簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的自控高效氣液分離器，其特征是所述的連接桿(17)可以為硬質(zhì)連接桿，還可以為軟質(zhì)連接繩。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自控高效氣液分離器，其特征是所述的氣液分離單元包括如下旋流分離單元(13)由傾角向下的氣液入口管及噴嘴(13.2)沿切線方向與旋流分離體(13.1)連接構(gòu)成，輔助分離單元(15、16)固定于重力分離體(18)內(nèi)，旋流分離單元(13)與重力分離體(18)通過法蘭連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自控高效氣液分離器，其特征是所述的氣體調(diào)節(jié)單元包括如下氣閥體(7)由外閥體(7.1)、內(nèi)閥體(7.2)、出口管(7.3)構(gòu)成，內(nèi)閥體(7.2)下部開有氣體流通孔，氣閥座(8)、氣閥定位件(9)從上部依次裝入，氣閥座(8)由氣閥座密封圈(11)與內(nèi)閥體(7.2)密封，氣閥座(8)、氣閥扶正件(12)組裝后處于同心，氣閥內(nèi)閥體(7.2)下端有內(nèi)螺紋用于安裝氣閥扶正件(12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自控高效氣液分離器，其特征是所述的液體調(diào)節(jié)單元包括如下液閥體(22)由液閥外閥體(22.1)、內(nèi)閥體(22.2)、、液體出口管(22.3)構(gòu)成，內(nèi)閥體(22.2)上端有內(nèi)螺紋用于安裝液閥扶正件(23)，液閥扶正件(23)上加工有中心扶正孔和液體流通孔，液閥座(26)、液閥定位件(24、28)液閥扶正件(23)有上而下依次裝入，由液閥扶正件(23)壓緊，液閥座(26)由液閥座密封圈(25)與內(nèi)閥體(22.3)密封，液閥座(26)、液閥扶正件(23)組裝后要處于同心。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自控氣液分離器，特別是涉及一種控制分離一體式自控高效氣液分離器。技術(shù)方案是通過彈簧罩(1)下端聯(lián)接所述氣體調(diào)節(jié)單元的氣閥體(7)，彈簧罩(1)內(nèi)設有支架(2)，支架(2)垂直懸掛液位變送控制單元，并且由上至下依次貫穿所述的氣體調(diào)節(jié)單元和氣液分離單元；其有益效果是自控高效氣液分離器控制分離一體式設計，控制部分采用自力式控制原理，分離部分采用旋流分離為主重力分離為輔的工藝，氣液分離效率高，分離效果好；結(jié)構(gòu)合理，易于加工生產(chǎn)，制造及使用成本低，免維護，壽命長；是與傳統(tǒng)的重力分離器配套自動控制系統(tǒng)相比，可大幅度簡化氣液分離工藝流程，同時成本可節(jié)約70％以上。
文檔編號F16T1/20GK101053723SQ200610069670
公開日2007年10月17日 申請日期2006年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月7日
發(fā)明者朱桂林, 房師禮, 陳新民 申請人:房師禮