本發(fā)明涉及管式氣液分離設(shè)備，尤其是涉及一種可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器。

背景技術(shù)：

1、含濕天然氣在采用管道實(shí)施長距離輸送過程中，管內(nèi)出現(xiàn)的積液問題是制約輸送效率、輸送距離以及流動(dòng)安全的關(guān)鍵因素。管內(nèi)積液不僅增加管輸沿途壓損，而且在長距離集輸濕天然氣等場合引發(fā)水合物堵塞、段塞流等流動(dòng)安全保障問題，管道積液量過高時(shí)實(shí)施清管器清管作業(yè)甚至?xí)o處理設(shè)施帶來極大的安全隱患。有必要在不影響長輸管道定期清管工作的前提下，及時(shí)主動(dòng)進(jìn)行氣液分離并清除積液。由于輸氣管道長度、溫度壓力變化和地形起伏條件不同，管道內(nèi)積液的氣液流動(dòng)往往存在較大氣液比波動(dòng)變化，可清管的氣液分離設(shè)備不僅要實(shí)現(xiàn)在線清管和內(nèi)檢作業(yè)，也需要對來流氣液波動(dòng)條件具有更好的適應(yīng)性。

2、常見的起伏管道管式氣液分離通?；谛鞣蛛x的原理，管道內(nèi)部往往存在起旋元件，在清管作業(yè)時(shí)清管器受到起旋元件或其他分離部件的阻礙而不能通過氣液分離器。

3、管式氣液分離器均通過起旋元件強(qiáng)化氣液分離效果，提高對來流氣液波動(dòng)條件的適應(yīng)性，但也妨礙清管器通過氣液分離器。為了不影響對長輸管道定期實(shí)施清管、管道內(nèi)檢測等作業(yè)，有的可清管式氣液分離器在主體流通管道的內(nèi)部中心軸線上不設(shè)置起旋元件，保證清管器順利通過，因此合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對提高來流氣液波動(dòng)條件的適應(yīng)性至關(guān)重要。但是，通常這種可清管式氣液分離器，在含液量高和氣體流量大的工況條件下分離效率顯著降低，氣液分離效果差。

4、本申請人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下技術(shù)問題：綜上，現(xiàn)有技術(shù)中，可清管式氣液分離器，為了不影響對長輸管道定期實(shí)施清管、管道內(nèi)檢測等作業(yè)，不再設(shè)置起旋元件，但影響了氣液分離效果，分離效率顯著降低，氣液分離效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不設(shè)置起旋元件的可清管式氣液分離器，分離效率低、氣液分離效果差的技術(shù)問題。本發(fā)明提供的諸多技術(shù)方案中的優(yōu)選技術(shù)方案所能產(chǎn)生的諸多技術(shù)效果詳見下文闡述。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供的可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，包括主體管道入口段、中心管、主體管道出口段、第一套筒段和第二套筒段，其中：

4、所述主體管道入口段、所述中心管、所述主體管道出口段沿流體輸送方向依次連通，所述第一套筒段和所述第二套筒段沿流體輸送方向依次連通，所述第一套筒段的內(nèi)徑小于所述第二套筒段的內(nèi)徑，且兩者與所述中心管配合圍設(shè)出階梯狀分離腔；

5、所述中心管包括條縫段，所述條縫段的周壁上開設(shè)有條縫孔，所述條縫孔將所述中心管與所述階梯狀分離腔相連通；所述第二套筒段的底部設(shè)置有一級液相出口，所述一級液相出口與所述階梯狀分離腔相連通。

6、優(yōu)選的，所述條縫孔僅位于所述第一套筒段內(nèi)，所述條縫孔圍繞所述條縫段的中軸線間隔布置；

7、所述條縫孔的數(shù)量為8-14。

8、優(yōu)選的，所述主體管道入口段、所述中心管、所述主體管道出口段的內(nèi)徑相等，所主體管道入口段、所述中心管、所述主體管道出口段、所述第一套筒段和所述第二套筒段共軸線設(shè)置；

9、所述第一套筒段、所述第二套筒段均為圓筒狀結(jié)構(gòu)。

10、優(yōu)選的，所述可清管式氣液分離器還包括水平沉降管，其中：

11、所述水平沉降管的軸線方向與所述中心管的軸線方向相平行，所述一級液相出口與所述水平沉降管相連通，所述水平沉降管的底部設(shè)置有二級液相出口。

12、優(yōu)選的，所述可清管式氣液分離器還包括二級氣相回流管，其中：

13、所述水平沉降管上設(shè)置有二級氣相出口，所述二級氣相回流管與所述二級氣相出口相連通，且所述二級氣相回流管的出氣口與所述主體管道出口段的上部相連通。

14、優(yōu)選的，所述一級液相出口的軸線方向與所述水平沉降管的軸線方向呈90°，所述水平沉降管的軸線方向與所述中心管的軸線方向相平行；所述二級氣相回流管的軸線方向與所述主體管道出口段的軸線方向呈90°。

15、優(yōu)選的，所述一級液相出口的數(shù)量為兩個(gè)以上，所述一級液相出口關(guān)于所述第二套筒段的中軸線呈對稱分布，所述水平沉降管的數(shù)量與所述一級液相出口的數(shù)量一一對應(yīng)的設(shè)置，并分布于所述第二套筒段底部的相對兩側(cè)，每根所述水平沉降管上均與對應(yīng)所述二級氣相回流管相連通。

16、優(yōu)選的，所述條縫孔的長度與所述可清管式氣液分離器的整體長度比為0.6-0.8，所述條縫(2)位置到主體管道入口段(1)端面的距離與中心管(9)內(nèi)徑之比為0.2-0.5。

17、優(yōu)選的，所述第一套筒段的內(nèi)徑與所述主體管道入口段的內(nèi)徑之比為1.5-2.0，所述第一套筒段的長度與所述主體管道入口段的長度之比為0.8-1.2，所述第二套筒段的內(nèi)徑與所述主體管道入口段的內(nèi)徑之比為2.0-2.7，所述第二套筒段的長度與所述主體管道入口段的長度之比為1.8-2.5，所述過渡圓錐的錐度取值范圍為120°-150°。

18、本發(fā)明提供的可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

19、該可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，不設(shè)置起旋元件，清管器可伸入主體管道入口段、中心管、主體管道出口段進(jìn)行管道清理，清理方便；

20、該分離器具有“均布條縫孔+階梯狀分離腔”的結(jié)構(gòu)，提升管式氣液分離器在大氣量及高含液工況下的適應(yīng)能力，同時(shí)保證其可適用于實(shí)施清管的場合。基于重力沉降效應(yīng)對分離腔內(nèi)的氣液兩相進(jìn)行初步分離，減少溢流氣相的比例的同時(shí)，降低壓力損失，可保證清管器順利通過主體管道入口段、中心管、主體管道出口段的同時(shí)，面對入口大氣量及高含液工況下也能保證較高的分離效率。

技術(shù)特征：

1.一種可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，其特征在于，包括主體管道入口段、中心管、主體管道出口段、第一套筒段和第二套筒段，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，其特征在于，所述條縫孔僅位于所述第一套筒段內(nèi)，所述條縫孔圍繞所述條縫段的中軸線間隔布置；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，其特征在于，所述主體管道入口段、所述中心管、所述主體管道出口段的內(nèi)徑相等，所主體管道入口段、所述中心管、所述主體管道出口段、所述第一套筒段和所述第二套筒段共軸線設(shè)置；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，其特征在于，所述可清管式氣液分離器還包括水平沉降管，其中：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，其特征在于，所述可清管式氣液分離器還包括二級氣相回流管，其中：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，其特征在于，所述一級液相出口的軸線方向與所述水平沉降管的軸線方向呈90°，所述水平沉降管的軸線方向與所述中心管的軸線方向相平行；所述二級氣相回流管的軸線方向與所述主體管道出口段的軸線方向呈90°。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，其特征在于，所述一級液相出口的數(shù)量為兩個(gè)以上，所述一級液相出口關(guān)于所述第二套筒段的中軸線呈對稱分布，所述水平沉降管的數(shù)量與所述一級液相出口的數(shù)量一一對應(yīng)的設(shè)置，并分布于所述第二套筒段底部的相對兩側(cè)，每根所述水平沉降管上均與對應(yīng)所述二級氣相回流管相連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，其特征在于，所述條縫孔的長度與所述可清管式氣液分離器的整體長度比為0.6-0.8，所述條縫(2)位置到主體管道入口段(1)端面的距離與中心管(9)內(nèi)徑之比為0.2-0.5。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，其特征在于，所述第一套筒段的內(nèi)徑與所述主體管道入口段的內(nèi)徑之比為1.5-2.0，所述第一套筒段的長度與所述主體管道入口段的長度之比為0.8-1.2，所述第二套筒段的內(nèi)徑與所述主體管道入口段的內(nèi)徑之比為2.0-2.7，所述第二套筒段的長度與所述主體管道入口段的長度之比為1.8-2.5，所述過渡圓錐的錐度取值范圍為120°-150°。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器，該可實(shí)施清管作業(yè)的管式氣液分離器包括主體管道入口段、中心管、主體管道出口段、第一套筒段和第二套筒段，主體管道入口段、中心管、主體管道出口段沿流體輸送方向依次連通，第一套筒段和第二套筒段沿流體輸送方向依次連通，第一套筒段的內(nèi)徑小于第二套筒段的內(nèi)徑，且兩者與中心管配合圍設(shè)出階梯狀分離腔；中心管包括條縫段，條縫段的周壁上開設(shè)有條縫孔，條縫孔將中心管與階梯狀分離腔相連通；第二套筒段的底部設(shè)置有一級液相出口，一級液相出口與階梯狀分離腔相連通。該分離器不設(shè)置起旋元件，清理方便；均布條縫孔+階梯狀分離腔的結(jié)構(gòu)，在入口大氣量及高含液工況下也有較高的分離效率。

技術(shù)研發(fā)人員：孔令真,王思誠,陳家慶,張成凱,孔標(biāo)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京石油化工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9