旋流分離器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及氣液分離器部件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種旋流分離器，包括容器主體，所述容器主體的入口處安裝有葉片式入口預(yù)分離裝置，所述容器主體的內(nèi)部安裝有葉片式或絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的除霧器，所述除霧器位于所述葉片式入口預(yù)分離裝置的上部，所述除霧器的上部安裝有多管軸流旋流分離裝置，所述多管軸流旋流分離裝置通過可拆卸固定板固定在所述容器主體的內(nèi)部，所述多管軸流旋流分離裝置下部連接有排液管，所述排液管與所述除霧器連通并向容器主體的下部延伸。該裝置去除液體總效率較高，可大于98%，對細(xì)微霧珠的處理能力非常高，不存在液體超負(fù)荷液阻問題。
【專利說明】
旋流分離器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及氣液分離器部件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種旋流分離器。
【背景技術(shù)】
[0002]多管軸流旋流分離裝置，是油(氣)田開發(fā)中流體分離中的重要工藝元件，應(yīng)用范圍廣，軸流分離器可適用于海洋油氣工程固定平臺和FPSO等浮式生產(chǎn)裝置以及陸上油氣田生產(chǎn)裝置;可適用于高壓力、高產(chǎn)能海洋油氣田氣體分離;特別是對于有較高分離技術(shù)要求的用戶，該項(xiàng)技術(shù)是他們的首選，市場需求空間較大。目前該項(xiàng)設(shè)備技術(shù)完全由國外控制，國內(nèi)沒有同行業(yè)、其他生產(chǎn)企業(yè)參與競爭。常見的旋流分離器多以切向入口方式進(jìn)入裝置，但這種切向入口方式限制了裝置的承壓能力。同時(shí)，固定式的造旋部件是基于一定的工況參數(shù)下設(shè)計(jì)，有適用工況范圍的限制，一旦工況變化較大，原分離效率可能很難得到保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種旋流分離器，分離效果佳。
[0004]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:
一種旋流分離器，其特征在于:包括容器主體，所述容器主體的入口處安裝有葉片式入口預(yù)分離裝置，所述容器主體的內(nèi)部安裝有葉片式或絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的除霧器，所述除霧器位于所述葉片式入口預(yù)分離裝置的上部，所述除霧器的上部安裝有多管軸流旋流分離裝置，所述多管軸流旋流分離裝置通過可拆卸固定板固定在所述容器主體的內(nèi)部，所述多管軸流旋流分離裝置下部連接有排液管，所述排液管與所述除霧器連通并向容器主體的下部延伸。
[0005]優(yōu)選地，所述葉片式入口預(yù)分離裝置與容器主體工藝接口采用法蘭連接，兩側(cè)設(shè)有多個(gè)引流片，對稱布置，且逐步向裝置中心線靠攏，葉片呈90度弧角，“V”型排列。
[0006]優(yōu)選地，所述多管軸流旋流分離裝置包括箱體、若干個(gè)單體喇叭式旋流管、一級二級分離板、進(jìn)出口固定板以及液體出口管，所述單體喇叭式旋流管安裝在所述箱體中，所述進(jìn)出口固定板分別固定在所述箱體的上下兩側(cè)，用于將所述單體喇叭式旋流管進(jìn)行固定，所述一級二級分離板安裝在所述箱體的上半部分將所述箱體分成兩個(gè)腔室;所述單體喇叭式旋流管內(nèi)焊接有固定式螺旋葉片，單體喇叭式旋流管中部的側(cè)壁以及上部的側(cè)壁上分別開有長槽和短槽，所述一級二級分離板將所述長槽和短槽隔開，所述液體出口管安裝在所述箱體下側(cè)的所述進(jìn)出口固定板的中部。
[0007]優(yōu)選地，所述單體喇叭式旋流管之間設(shè)有一級分離中間隔板。
[0008]優(yōu)選地，所述長槽和短槽分別為四個(gè)，環(huán)周設(shè)置在所述單體喇叭式旋流管環(huán)周，相鄰的長槽之間通過擋板分隔。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:相對于現(xiàn)有技術(shù)，本裝置分離效果佳，去除液體總效率較高，可大于98%，對細(xì)微霧珠的處理能力非常高，不存在液體超負(fù)荷液阻問題。同時(shí)對于在段塞流條件下的液體處理能力也較高，如果有井筒段塞流出現(xiàn)，分離和計(jì)量完全不受影響。該高性能分離除霧裝置將高效液滴分離特性和顯著的實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢有機(jī)結(jié)合在一起，如安裝簡易、不堵塞以及維護(hù)工作量最小等；同時(shí)葉片旋流管可以方便地安裝在臥式和立式分離器內(nèi)，并且在相同壓降情況下，與傳統(tǒng)軸流旋流管和側(cè)流旋流管束相比，對特定級別液滴的分離效率提高30%以上。該葉片旋流管設(shè)計(jì)引入了在葉片處進(jìn)行預(yù)分離的新特性，由于消除了旋流管中心的回流，從而優(yōu)化了流體的動(dòng)態(tài)自旋加速;在葉片旋流管的排放腔內(nèi)還可以產(chǎn)生二次分離，因此完全消除了從排放腔到旋流管的液體夾帶的問題。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的立體圖；
圖2為本發(fā)明的工作原理結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明中多管軸流旋流分離裝置的立體圖；
圖4為多管軸流旋流分離裝置的工作原理結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為多管軸流旋流分離裝置內(nèi)的單根螺旋管示意圖；
圖6為本發(fā)明中葉片式入口預(yù)分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。如圖1-圖2所示，一種旋流分離器，包括容器主體I，所述容器主體的入口處安裝有葉片式入口預(yù)分離裝置2，所述容器主體的內(nèi)部安裝有葉片式或絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的除霧器3，所述除霧器位于所述葉片式入口預(yù)分離裝置的上部，所述除霧器的上部安裝有多管軸流旋流分離裝置4，所述多管軸流旋流分離裝置通過可拆卸固定板5固定在所述容器主體的內(nèi)部，所述多管軸流旋流分離裝置下部連接有排液管6，所述排液管與所述除霧器連通并向容器主體的下部延伸。
[0012]如圖1和圖6所示，所述葉片式入口預(yù)分離裝置與容器主體工藝接口采用法蘭連接，兩側(cè)設(shè)有多個(gè)引流片，對稱布置，且逐步向裝置中心線靠攏，葉片呈90度弧角，“V”型排列。當(dāng)混合流體進(jìn)入裝置時(shí)，流體通過兩排均布的引流片將流體平均分成幾個(gè)部分，順著各自的葉片的弧度流動(dòng)，由于混合流體各組分的密度不同，由于離心力，密度高低導(dǎo)致流體流動(dòng)軌跡發(fā)生變化，密度輕的流體向上運(yùn)動(dòng)，密度大的流體向下運(yùn)動(dòng)，流體逐步分開，實(shí)現(xiàn)了混合流體的預(yù)分離過程。
[0013]流體在經(jīng)過葉片式預(yù)分離裝置2后，大量的夾帶液滴的氣體向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)夾雜在氣體中的霧粒經(jīng)過葉片式或絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的除霧器時(shí)，流體以一定的流速與絲網(wǎng)或葉片表面相碰撞，氣體很容易通過葉片或絲網(wǎng)，而霧粒在碰到絲網(wǎng)或葉片表面后，被捕集下來并沿著細(xì)絲或葉片表面向下流到絲網(wǎng)交叉處或葉片拐角處，聚集成液滴，液滴不斷聚集變大，直到本身重量超過液體表面張力與氣體上升浮力的合力時(shí)，液滴就過載而沉降，達(dá)到除霧的目的，最終實(shí)現(xiàn)二次分離。
[0014]本發(fā)明所述的葉片式入口預(yù)分離裝置2，多管軸流旋流分離裝置4及內(nèi)部其他部件為便攜式可拆卸結(jié)構(gòu)，采用螺栓進(jìn)行連接，便于安裝與拆卸。固定板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也便于從人孔進(jìn)出容器安裝。
[0015]在本發(fā)明中，所述多管軸流旋流分離裝置主要有渦流區(qū)和旋流管區(qū)，在經(jīng)過二級分離后的流體，大部分的氣液混合已經(jīng)被分離，氣體中還夾帶著少量的液體，當(dāng)夾帶著液體的氣體繼續(xù)上升，經(jīng)過多管軸流兩級分離裝置后，首先夾帶液滴的氣流先通過葉片產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)能進(jìn)入旋流管區(qū)，在離心力作用下，液滴穿過氣流移動(dòng)，與旋流管壁碰撞后形成聚積，完成了液滴的分離和氣流的除霧過程，最終實(shí)現(xiàn)氣液三次分離。通過上述三個(gè)分離技術(shù)過程，能使氣液達(dá)到高效的分離。
[0016]如圖3-圖5所示，所述多管軸流旋流分離裝置包括箱體41，單體喇叭式旋流管42，一級二級分離板43，一級分離中間隔板45，進(jìn)出口固定板44和46以及液體出口管47。其中，如圖3，單體喇叭式旋流管內(nèi)焊接有固定式螺旋葉片42-2，前部焊接喇叭狀的開口42-1，中部為帶有長方形槽的管42-4。單體喇叭式旋流管與箱體焊接，每個(gè)箱體一般裝有4支螺旋管，且縱向和橫向成排布置，螺旋葉片焊接在旋流管內(nèi)壁，箱體分兩個(gè)腔室，在第一腔室內(nèi)單體喇叭式旋流管壁面帶有狹長的長槽，第二個(gè)腔室的單體喇叭式旋流管壁上帶有短槽。所述長槽和短槽分別為四個(gè)，環(huán)周設(shè)置在所述單體喇叭式旋流管環(huán)周，相鄰的長槽之間通過擋板42-3分隔。
[0017]下面結(jié)合圖4多管軸流旋流分離裝置工作原理圖所示，當(dāng)夾帶液體的氣體通過單體喇叭式旋流管42中的旋轉(zhuǎn)葉片42-2時(shí)，單體喇叭式旋流管會(huì)對夾帶液體產(chǎn)生旋流慣性力，在離心分離過程中，密度不同的兩相流體在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中所受的離心力不同，運(yùn)動(dòng)軌跡則不同，液體和固體在旋流慣性離心力作用下向外側(cè)運(yùn)移，聚結(jié)到旋流管壁時(shí)，通過單體喇叭式旋流管一級狹長的長槽42-4排出，完成一級旋流分離;處于旋流狀態(tài)的氣流繼續(xù)通過一級二級分離板43到達(dá)箱體的第二個(gè)腔室，第二個(gè)腔室內(nèi)的單體喇叭式旋流管壁上仍有長方形的短槽42-4，一級旋流管管壁上離心力形成的殘余液膜以及一級未分離的殘余液膜通過此長方形的短槽排出。
[0018]在一級分離段內(nèi)，為了避免從槽內(nèi)排出的液體之間相互干涉，影響分離效果，在旋流管內(nèi)焊接了一級分離中間隔板45。分離的液體順著一級分離中間隔板45，通過液體出口管47排出，最終實(shí)現(xiàn)二級氣液分離。
[0019]通過本多管軸流旋流分離裝置，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，通過多管進(jìn)行分流，能夠很好的適應(yīng)進(jìn)入流體參數(shù)的變化，減少進(jìn)入流體動(dòng)力勢能，同時(shí)在葉片旋流管的排放腔內(nèi)還可以產(chǎn)生二次分離，完全消除了從排放腔到旋流管的液體夾帶的問題。同時(shí)本裝置的進(jìn)出口固定板44，46的固定形式采用螺栓進(jìn)行連接，便于安裝和拆卸。
[0020]在流體通過管線進(jìn)入分離器時(shí)，為了吸收入口流體的動(dòng)量和消除液體的飛濺及液體顆粒的破碎，并且均勻地分配流體通過分離器，采用“葉片”形入口裝置。由于“葉片”形入口裝置的“葉片”表面為漸逐形曲面，并且從入口裝置到分離器的敞開面積逐漸連續(xù)增加，流體的流速逐漸減小，因此通過“葉片”形入口裝置來控制、吸收動(dòng)量，以達(dá)到需要的流速來減低液體飛濺和破碎的機(jī)率。在分離器中，流體的均勻分配是非常重要的，以便使分離器內(nèi)流體不均勻分配而導(dǎo)致氣體中的液滴超量攜帶到分離器氣體除霧器的可能性降到最低，也可以完全消除在分離器氣體出口除霧裝置上產(chǎn)生局部高氣和高液荷載的影響。同樣，“葉片”形入口裝置也增強(qiáng)和均勻了液相的分布，使氣體從分離器液相表面的液滴二次攜帶減少到最少。流體通過“葉片”形入口裝置后，氣液達(dá)到了預(yù)分離。氣體中仍攜帶著液體，帶氣體以一定速度經(jīng)過葉片式或絲網(wǎng)除霧器時(shí)，由于氣體的慣性撞擊作用，霧沫與葉片或絲網(wǎng)相碰撞而被附著在表面上，表面的液滴越來越大，直到液滴大到其自身產(chǎn)生的重力超過氣體的上升力而被分離下來。氣體流過二級除霧裝置后，再經(jīng)軸向旋流管進(jìn)行分離。
[0021]當(dāng)夾帶液的氣體通過旋流管內(nèi)的固定葉片時(shí)，軸流管會(huì)對夾帶液體產(chǎn)生旋流慣性力，在離心分離過程中，密度不同的兩相流體在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中所受的離心力不同，運(yùn)動(dòng)軌跡則不同，液體和固體在旋流慣性離心力作用下向外側(cè)運(yùn)移，聚結(jié)到旋流管壁時(shí)，通過狹長的長方形槽排出，而氣體離開旋流管，達(dá)到高效的氣液分離。去除液體總效率較高，可大于98%，對細(xì)微霧珠的處理能力非常高，不存在液體超負(fù)荷液阻問題。同時(shí)對于在段塞流條件下的液體處理能力也較高，如果有井筒段塞流出現(xiàn)，分離和計(jì)量完全不受影響。
[0022]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種旋流分離器，其特征在于:包括容器主體，所述容器主體的入口處安裝有葉片式入口預(yù)分離裝置，所述容器主體的內(nèi)部安裝有葉片式或絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的除霧器，所述除霧器位于所述葉片式入口預(yù)分離裝置的上部，所述除霧器的上部安裝有多管軸流旋流分離裝置，所述多管軸流旋流分離裝置通過可拆卸固定板固定在所述容器主體的內(nèi)部，所述多管軸流旋流分離裝置下部連接有排液管，所述排液管與所述除霧器連通并向容器主體的下部延伸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流分離器，其特征在于:所述葉片式入口預(yù)分離裝置與容器主體工藝接口采用法蘭連接，兩側(cè)設(shè)有多個(gè)引流片，對稱布置，且逐步向裝置中心線靠攏，葉片呈90度弧角，“V”型排列。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋流分離器，其特征在于:所述多管軸流旋流分離裝置包括箱體、若干個(gè)單體喇叭式旋流管、一級二級分離板、進(jìn)出口固定板以及液體出口管，所述單體喇叭式旋流管安裝在所述箱體中，所述進(jìn)出口固定板分別固定在所述箱體的上下兩偵U，用于將所述單體喇叭式旋流管進(jìn)行固定，所述一級二級分離板安裝在所述箱體的上半部分將所述箱體分成兩個(gè)腔室;所述單體喇叭式旋流管內(nèi)焊接有固定式螺旋葉片，單體喇叭式旋流管中部的側(cè)壁以及上部的側(cè)壁上分別開有長槽和短槽，所述一級二級分離板將所述長槽和短槽隔開，所述液體出口管安裝在所述箱體下側(cè)的所述進(jìn)出口固定板的中部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋流分離器，其特征在于:所述單體喇叭式旋流管之間設(shè)有一級分離中間隔板。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋流分離器，其特征在于:所述長槽和短槽分別為四個(gè)，環(huán)周設(shè)置在所述單體喇叭式旋流管環(huán)周，相鄰的長槽之間通過擋板分隔。
【文檔編號】B04C3/00GK106040452SQ201610507350
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】馮建軍
【申請人】安德油氣工藝技術(shù)(天津)有限公司