氣液兩相旋流分離器及其旋流分離腔的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種氣液兩相旋流分離器，特別是涉及一種旋流分離腔。
【背景技術(shù)】
[0002]目前海底油田的油氣處理系統(tǒng)中主要使用海底重力式氣液分離器，先將油井采出的油氣水混合物中的天然氣和油液進行分離，再經(jīng)過采油立管或采氣立管輸送到平臺處理設備進一步處理。
[0003]例如公開號為CN102921568A的“深海水下氣液旋流分離器”，其主要包括柱狀型的殼體，殼體內(nèi)腔從上到下主要設有氣體溢流管和旋流分離腔，且在殼體上部設置流體輸入管線。工作時，帶有一定壓力和速度的氣液混合物通過海底混輸管線、流體輸入管線進入殼體內(nèi)并形成旋轉(zhuǎn)流，隨后流體在重力作用下下降進入倒錐狀的旋流分離腔，在重力和離心力共同作用，氣相往旋流分離腔中心部分聚集形成上升氣柱并通過氣體溢流管進入旋流分離腔的腔體上部，進一步從氣體輸出管線排出殼體外；液體被甩到旋流分離腔壁面的同時順著壁面流入分離器底部的流口，并排出殼體外，從而實現(xiàn)氣液分離。
[0004]但是，這種結(jié)構(gòu)由于流體是經(jīng)殼體上部的流體輸入管線向下進入旋流分離腔，部分氣體會隨著向下旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)流被帶出旋流分離腔，導致氣液分離效果不佳。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種能提高分離效果的氣液兩相旋流分離器。
[0006]本實用新型的目的在于還提供一種能提高分離效果的旋流分離腔。
[0007]為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是:
[0008]—種氣液兩相旋流分離器，包括殼體，殼體內(nèi)上下對應分隔成氣腔和旋流分離腔，氣腔和旋流分離腔通過氣體溢流管連通，氣腔的腔壁上開有排放氣體的排氣口，旋流分離腔的腔壁上開有物料進口，所述物料進口位于所述旋流分離腔的下部，所述旋流分離腔的側(cè)腔壁為介孔材料制成的側(cè)腔壁，側(cè)腔壁與所述殼體之間形成液體腔，所述液體腔和所述旋流分離腔的腔壁上分別開有排液用的排液口。
[0009]所述物料進口接近或者位于所述旋流分離腔的底部。
[0010]所述旋流分離腔內(nèi)所容納的物料通過攪拌器形成漩渦。
[0011 ] 所述攪拌器設置在所述旋流分離腔內(nèi)，或者所述攪拌器對應所述物料進口設置。
[0012]所述旋流分離腔的頂腔壁傾斜呈錐面或者錐臺面。
[0013]所述排液口分別對應接近或者位于所述旋流分離腔和所述液體腔的底部。
[0014]所述氣腔的腔壁上設有壓力閥。
[0015]所述氣腔的腔壁上開有排液口。
[0016]所述氣體溢流管從所述旋流分離腔的頂腔壁中伸出，通過所述壓力閥自動控制所述氣腔內(nèi)液面高度。
[0017]如前所述的一種氣液兩相旋流分離器的旋流分離腔，腔壁上開有物料進口和氣體溢流口，其特征在于:所述物料進口位于所述旋流分離腔的下部，側(cè)腔壁為介孔材料制成的側(cè)腔壁，腔壁上開有排液用的排液口。
[0018]采用上述結(jié)構(gòu)后，本實用新型的氣液兩相旋流分離器具有以下有益效果:當帶有一定壓力和速度的氣液混合物通過位于旋流分離腔的下部的物料進口進入旋流分離腔，在腔體內(nèi)部由下向上形成向上螺旋運動的旋轉(zhuǎn)流，從旋流開始氣液混合物主要集中在腔體中下部，能有效避免部分氣體隨旋流流體被帶出旋流分離腔，提高了分離效果。
[0019]采用上述結(jié)構(gòu)后，本實用新型的旋流分離腔具有以下有益效果:當帶有一定壓力和速度的氣液混合物通過位于旋流分離腔的下部的物料進口進入旋流分離腔，在腔體內(nèi)部由下向上形成向上螺旋運動的旋轉(zhuǎn)流，從旋流開始氣液混合物主要集中在腔體中下部，能有效避免部分氣體隨旋流流體被帶出旋流分離腔，提高了分離效果。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的氣液兩相旋流分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:
[0022]殼體 I物料進口2
[0023]側(cè)腔壁 3頂腔壁4
[0024]攪拌器 5電機6
[0025]壓力傳感引壓接管7排液管8
[0026]排液管 9液體回流管10
[0027]氣體溢流管11排氣口12
[0028]壓力閥 13氣腔14
[0029]旋流分離腔15液體腔16
【具體實施方式】
[0030]為了進一步解釋本實用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來對本實用新型進行詳細闡述。
[0031]如圖1所示，本實用新型的氣液兩相旋流分離器主要包括柱狀殼體1，當殼體I內(nèi)容納有物料時，可將氣液兩相的物料分離，這里的物料是指氣液混合物、液體等。
[0032]殼體I內(nèi)上下對應分隔成氣腔14和旋流分離腔15。
[0033]氣腔14主要由殼體I的頂殼壁、側(cè)殼壁及旋流分離腔15的頂腔壁4圍成，頂殼壁上設有壓力傳感引壓接管7，將壓力傳遞給傳感器，以檢測其壓力大小，確保氣腔14內(nèi)的壓力保持在設定壓力范圍內(nèi)。
[0034]氣腔14和旋流分離腔15通過氣體溢流管11連通，氣腔14的腔壁上可居中開設排放氣體的排氣口 12，旋流分離腔15的腔壁上開有物料進口 2。物料進口 2位于旋流分離腔15的下部，較佳地，物料進口 2接近或者位于旋流分離腔15的底部，旋流分離腔15的底部開有排液口，該排液口連接有排液管9，以排放物料。當帶有一定壓力和速度的氣液混合物通過物料進口 2進入旋流分離腔15，在腔體內(nèi)部形成向上螺旋運動的旋轉(zhuǎn)流，能避免部分氣體隨旋流流體帶出旋流分離腔15，提高了分離效果。
[0035]氣腔14的腔壁上開有排液口，該排液口接有液體回流管10，且裝配有壓力閥13。氣體溢流管11從旋流分離腔15的頂腔壁4上開設的氣體溢流口中伸出，通過壓力閥13自動控制氣腔14內(nèi)液面高度。當進入氣腔14的液體達到一定高度時，壓力閥13自動打開，導出的液體給液體回流管10排出。
[0036]旋流分離腔15的頂腔壁4由下向上，由外向內(nèi)傾斜，呈錐面或錐臺面，能有效減少或者控制旋流進入氣腔14中。旋流分離腔15上設置排液結(jié)構(gòu)，該排液結(jié)構(gòu)為多種，一種是在旋流分離腔15側(cè)腔壁3上開排流口，另一種是側(cè)腔壁3采用介孔材料制成漏斗狀，通過介孔材料實現(xiàn)滲透排流。殼體I的底殼壁也向內(nèi)收縮呈漏斗狀，側(cè)腔壁與殼體I之間形成液體腔16，底殼壁上開有排液口，排液口接有排液管8，以排放液體腔16內(nèi)的物料。排液口接近或者位于液體腔16的底部。由于旋流分離腔15的側(cè)腔壁3采用介孔材料制成，在旋流過程中，由于離心力的作用，使得旋流分離腔15的側(cè)腔壁3的內(nèi)表面的壓力大于外表面，液體滲透至旋流分離腔15外，然后順著排液口、排液管8導出，能有效提高氣液分離器效率，還能將流體中的固體雜質(zhì)過濾，使得液體更加純凈。
[0037]通過攪拌器5使旋流分離腔15內(nèi)所容納的物料形成漩渦，攪拌器5可設置在旋流分離腔15內(nèi)，或者設置在旋流分離腔15外。攪拌器5可采用攪拌葉、攪拌桿、攪拌叉等結(jié)構(gòu)，當攪拌器5設置在旋流分離腔15內(nèi)時，攪拌器5恰好對應物料進口 2設置，能夠充分利用通過物料進口 2進入旋流分離腔15內(nèi)的氣液混合物的動力，提高攪拌效率。當一定壓力的流體進入旋流分離腔15，帶動攪拌器5，使得氣液混合物形成漩渦，將液體和氣體分離。當輸入的氣液混合物壓力不足以形成強烈的漩渦時，通過與攪拌器5連接的電機6帶動攪拌器5，使得流體形成漩渦，通過離心力將氣液混合物分離成液體和氣體。
[0038]工作時，帶有一定壓力和速度的氣液混合物，通過海底混輸管線、物料進口 2進入旋流分離腔15，在腔體內(nèi)部形成旋轉(zhuǎn)流，由于旋流分離腔15上部開口大、下部開口小，流體在旋轉(zhuǎn)流作用下所形成的離心力越往下部越大，使得流體在旋流分離腔15內(nèi)由于重力和離心力共同作用，氣相往旋流分離腔15中心部分聚集形成上升氣柱，而液體被甩到旋流分離腔15的內(nèi)腔壁上，同時透過介孔材料制成的內(nèi)腔壁進入液體腔16，匯集在液體腔16底部的液體從排液管8流出。上升氣柱通過氣體溢流管11進入氣腔14上部，進一步從排氣口12流出。
[0039]上述實施例和附圖并非限定本實用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本實用新型的專利范疇。
【主權(quán)項】
1.一種氣液兩相旋流分離器，包括殼體，殼體內(nèi)上下對應分隔成氣腔和旋流分離腔，氣腔和旋流分離腔通過氣體溢流管連通，氣腔的腔壁上開有排放氣體的排氣口，旋流分離腔的腔壁上開有物料進口，其特征在于:所述物料進口位于所述旋流分離腔的下部，所述旋流分離腔的側(cè)腔壁為介孔材料制成的側(cè)腔壁，側(cè)腔壁與所述殼體之間形成液體腔，所述液體腔和所述旋流分離腔的腔壁上分別開有排液用的排液口。2.如權(quán)利要求1所述的氣液兩相旋流分離器，其特征在于:所述物料進口接近或者位于所述旋流分離腔的底部。3.如權(quán)利要求1所述的氣液兩相旋流分離器，其特征在于:所述旋流分離腔內(nèi)所容納的物料通過攪拌器形成漩渦。4.如權(quán)利要求3所述的氣液兩相旋流分離器，其特征在于:所述攪拌器設置在所述旋流分離腔內(nèi)，或者所述攪拌器對應所述物料進口設置。5.如權(quán)利要求1所述的氣液兩相旋流分離器，其特征在于:所述旋流分離腔的頂腔壁傾斜呈錐面或者錐臺面。6.如權(quán)利要求1所述的氣液兩相旋流分離器，其特征在于:所述排液口分別對應接近或者位于所述旋流分離腔和所述液體腔的底部。7.如權(quán)利要求1所述的氣液兩相旋流分離器，其特征在于:所述氣腔的腔壁上設有壓力閥。8.如權(quán)利要求1所述的氣液兩相旋流分離器，其特征在于:所述氣腔的腔壁上開有排液口。9.如權(quán)利要求7所述的氣液兩相旋流分離器，其特征在于:所述氣體溢流管從所述旋流分離腔的頂腔壁中伸出，通過所述壓力閥自動控制所述氣腔內(nèi)液面高度。10.如權(quán)利要求1至5所述的一種氣液兩相旋流分離器的旋流分離腔，腔壁上開有物料進口和氣體溢流口，其特征在于:所述物料進口位于所述旋流分離腔的下部，側(cè)腔壁為介孔材料制成的側(cè)腔壁，腔壁上開有排液用的排液口。
【專利摘要】本實用新型公開一種氣液兩相旋流分離器，包括殼體，殼體內(nèi)上下對應分隔成氣腔和旋流分離腔，兩者通過氣體溢流管連通，氣腔的腔壁上開有排氣口，旋流分離腔的腔壁上開有物料進口，物料進口位于旋流分離腔的下部，旋流分離腔的側(cè)腔壁為介孔材料制成，側(cè)腔壁與殼體之間形成液體腔，液體腔和旋流分離腔的腔壁上分別開有排液口。本實用新型還公開一種采用上述結(jié)構(gòu)的旋流分離腔。采用本實用新型，當帶有一定壓力和速度的氣液混合物通過位于旋流分離腔的下部的物料進口進入旋流分離腔，在腔體內(nèi)部由下向上形成向上螺旋運動的旋轉(zhuǎn)流，從旋流開始氣液混合物主要集中在腔體中下部，能有效避免部分氣體隨旋流流體被帶出旋流分離腔，提高了分離效果。
【IPC分類】B01D45/16
【公開號】CN204684804
【申請?zhí)枴緾N201520133140
【發(fā)明人】吳允苗, 朱君秋, 劉小飛
【申請人】泉州師范學院
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年3月9日