一种高压气液分离控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高压气液分离控制装置及其控制方法，包括卧式或立式分离罐，分离罐出液口、出气口与同轴浮子阀连接；同轴浮子阀与平衡阀连通；同轴浮子阀上部连接排气管线，底部连接排液管线；排液、排气管线分别设有电控调节阀、流量计；分离罐出液口处设液面稳定器；分离罐进液口处设电控调节阀；分离罐还设有整流板、磁翻板液位计，还包括PLC控制器，PLC控制器分别监测分离器工作压力、气体流量计含水率、液体流量计紊乱情况；PLC控制器控制进液口、出液口、出气口电控调节阀。这种高压气液分离控制装置及其控制方法，解决了低压分离器分离能力不足和高压分离器人工控制导致出气口出液，出液口出气的问题，天然气便于安全点火和返排液回收利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气液分离领域，具体涉及一种高压气液分离控制装置及其控制方法。
技术介绍
气井酸化返排液处理是油田酸化作业必不可少的工艺过程，其中气液分离器是该作业过程中的主要分离设备。目前，由于设计或操作控制方法不当，使得气液分离器不满足返排液处理需要。在操作过程中，靠工人经验及观察手动调节出口控制阀的开关排气排液，经常造成出气口出液，出液口出气。尤其是入口压力流量变化时，由于采取手动开关阀门的方式，造成分离器出气口大量携液，出液口气锥现象严重。出气口含水量大时，会将点火系统的火苗熄灭，导致可燃气体弥漫，甚至引发爆燃事故。现用常压分离器，当液体流量在1方/分，气量达到5万方/天以上时，分离罐内气相流速过大，气携液能力增大，不再满足气液重力分离条件。因此，大气量时常压分离器不具备分离能力。现用高压分离器，分离器的工作压力达到10MPa，气体分离能力达到30万方/天。通过手动操作阀门的开关进行排液、排气。当液位低时，开大出气口；当液位高时，开大出液口。由于分离器内外压差大，出口阀门开大后分离器工作压力瞬间改变，气相体积迅速膨胀，流速增大，导致出气口携液严重，出液口气锥现象严重，出液口排一点液便会气液同出，达不到分离效果。气液分离是一项比较成熟的技术，其作用原理是根据多种流体的物理性质不同，利用重力、离心力、遮流等方式进行分离。由于气相和液相具有不同的密度，重力使得较重的液体首先沉降至底部，气相扩散至顶部，由排气口溢流排出。国内进行高压分离器的试验，通过人工控制出气口阀与出液口阀的开关进行排气、排液。最终因高压分离器出气口出液，出液口大量出气的问题而得不到实际应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术难题，提供一种高压气液分离控制装置及方法，解决高压气液分离器出气口出液，出液口出气的问题和低压分离器分离能力不足的问题。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种高压气液分离控制装置，包括分离罐，分离罐连接有进液管线，分离罐上设置有出液口、出气口和排污口，所述的进液管线上设有压力变送器和进液电控调节阀，所述的进液管线连接的分离罐进液口处设有整流板；所述的排污口连接排污管线，排污管线上设有手动调节阀；所述的出液口、出气口分别通过管线连接同轴浮子阀，同轴浮子阀连接着平衡阀；所述的同轴浮子阀顶部连接排气管线，底部连接排液管线，排液管线上设有排液电控调节阀和液体流量计，排气管线上设有排气电控调节阀和气体流量计，排气管线连接着燃烧器；所述的分离罐上还安装有磁翻板液位计和温度压力变送器。所述的同轴浮子阀、平衡阀安装在分离罐外部，所述的同轴浮子阀的进气口与分离器内部的最高液面相平，同轴浮子阀的进液口低于分离器内部的最低液面。所述的同轴浮子阀采用互锁式浮子，同轴浮子阀包括同轴套装的同轴浮子阀外壳和同轴浮子阀内壳，同轴浮子阀外壳上部和下部分别设置同轴浮子阀进气口和同轴浮子阀进液口，同轴浮子阀内壳上均匀分布同轴浮子阀进液孔，同轴浮子阀内壳内置有同轴浮子阀浮子，同轴浮子阀浮子为浮球或圆柱体，同轴浮子阀内壳顶端和底端分别设置同轴浮子阀排气口和同轴浮子阀排液口，同轴浮子阀排气口和同轴浮子阀排液口分别连接排气管线和排液管线。所述的平衡阀包括同轴套装的平衡阀外壳和平衡阀内壳，平衡阀外壳下部设置平衡阀进液口，平衡阀内壳上均匀分布有平衡阀进液孔，平衡阀内壳内置有平衡阀浮子，平衡阀浮子为浮球或圆柱体，平衡阀内壳顶端和底端分别设置平衡阀排气口和平衡阀排液口，平衡阀排气口和平衡阀排液口分别通过高压细管线连接排气管线和排液管线。所述的分离罐底部的出液口处设有液面稳定器，所述的液面稳定器为横向设置的一端封闭的管柱结构，管柱的底侧面均匀分布有进液小孔，管柱端部的出口与出液口连通。所述的分离罐顶部的出气口处设有捕雾器。所述的分离器还通过管线连接一个安全阀，所述的同轴浮子阀连接的排气管县通过一个支管线与安全阀连通。所述的高压气液分离控制装置还包括一个PLC控制器，所述的PLC控制器分别与压力表、气体流量计、液体流量计、磁翻板液位计、进液电控调节阀、排液口电控调节阀、排气口电控调节阀连接、温度压力变送器连接。所述的PLC控制器包括监测分离器数据的监测模块、对监测数据进行运算分析并作出运算命令的运算模块、执行运算命令的执行模块以及显示运算和调控结果的显示模块。一种高压气液分离控制装置的控制方法，按照以下步骤进行：（1）设置分离器初始工作压力0.1MPa，设置压力增幅0.1MPa；（2）PLC控制器监测模块实时监测分离器工作压力P、液位h、气体流量计含水率与液体流量计紊乱情况；（3）若PLC控制器监测模块检测到液体流量计和气体流量计工作正常，提前结束控制；（4）若PLC控制器监测模块检测到气体流量计含水率高或液体流量计紊乱，且工作压力P>4MPa,将信号传给PLC控制器执行模块，控制进液电控调节阀，减少进液量；（5）若PLC控制器监测模块检测到气体流量计含水率高或液体流量计紊乱，且工作压力P＜4MPa；PLC控制器运算模块接收PLC控制器监测模块的信号与数据，计算分离器罐内气相流速V与对应工作压力下的气相允许流速Vc；（6）PLC控制器运算模块比较V与Vc大小：若V<Vc，PLC控制器执行模块不接受信号，同时给PLC控制器显示模块反馈“阀出错”信号，并报警提示；若V＞Vc，PLC控制器执行模块接收信号，增加排液电控调节阀和排气电控调节阀压力0.1MPa；（7）压力调整后PLC控制器运算模块接收信号，比较调整后的分离器工作压力P1与原分离器工作压力P；若P1—P<0.1，PLC控制器运算模块反馈“压力未调节”信号给PLC控制器显示模块并报警提示，此时，通过手动控制电磁阀的方式同时增加排液电控调节阀和排气电控调节阀压力0.1MPa；若P1—P>=0.1MPa，PLC控制器监测模块检测此时气体流量计含水率和液体流量计紊乱情况，并将信号反馈给显示模块；（8）若PLC控制器显示模块显示不正常，重复步骤（4）至（7）；若PLC控制器显示模块显示正常，结束控制。本专利技术提供的这种高压气液分离控制装置及其控制方法的有益效果：（1）本专利技术的高压气液分离装置采用卧式分离罐，其气相处理能力是立式分离器的3～5倍。（2）出气口、出液口采用同轴浮子阀控制，实现气液比变化很大时，出液口只能出液，出气口只能出气。（3）平衡阀与同轴浮子阀连通，使得同轴浮子阀关闭一侧只能在液位恢复到正常液位时，才能重新开启；避免了液位在最高或最低时，因液位波动而造成出气口携液、出液口带气。（4）本专利技术的同轴浮子阀与平衡阀安装于分离罐外，便于维护与更换。（5）本专利技术的高压气液分离装置出液口处采用液面稳定器，降低了原有大口径出液时产生的巨大凹形漩涡吸卷气相。（6）本专利技术采用PLC控制器同步控制出液口、出气口电控调节阀，提高分离器工作压力的同时稳定罐内压力。（7）本专利技术的高压气液分离控制装置及方法，可控制工作压力范围（0.1～4）MPa，可适应气液比变化较大的工况。（8）本专利技术的控制信号以压力-温度变送器、磁翻板液位计、出液口流量计、出气口流量计作为检测点，所用信息易于采集。附图说明以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。图1是高压气液分离控制装置结构示意图。图2是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
种高压气液分离控制装置，包括分离罐，分离罐连接有进液管线，分离罐上设置有出液口（7）、出气口（12）和排污口（5），其特征在于：所述的进液管线上设有压力变送器（1）和进液电控调节阀（2），所述的进液管线连接的分离罐进液口处设有整流板（3）；所述的排污口（5）连接排污管线，排污管线上设有手动调节阀（4）；所述的出液口（7）、出气口（12）分别通过管线连接同轴浮子阀（13），同轴浮子阀（13）连接着平衡阀（16）；所述的同轴浮子阀（13）顶部连接排气管线（29），底部连接排液管线（27），排液管线（27）上设有排液电控调节阀（14）和液体流量计（15），排气管线（29）上设有排气电控调节阀（17）和气体流量计（18），排气管线（29）连接着燃烧器（19）；所述的分离罐上还安装有磁翻板液位计（8）和温度压力变送器（9）。

【技术特征摘要】
1.种高压气液分离控制装置，包括分离罐，分离罐连接有进液管线，分离罐上设置有出液口（7）、出气口（12）和排污口（5），其特征在于：所述的进液管线上设有压力变送器（1）和进液电控调节阀（2），所述的进液管线连接的分离罐进液口处设有整流板（3）；所述的排污口（5）连接排污管线，排污管线上设有手动调节阀（4）；所述的出液口（7）、出气口（12）分别通过管线连接同轴浮子阀（13），同轴浮子阀（13）连接着平衡阀（16）；所述的同轴浮子阀（13）顶部连接排气管线（29），底部连接排液管线（27），排液管线（27）上设有排液电控调节阀（14）和液体流量计（15），排气管线（29）上设有排气电控调节阀（17）和气体流量计（18），排气管线（29）连接着燃烧器（19）；所述的分离罐上还安装有磁翻板液位计（8）和温度压力变送器（9）。2.如权利要求1所述的高压气液分离控制装置，其特征在于：所述的同轴浮子阀（13）、平衡阀（16）安装在分离罐外部，所述的同轴浮子阀（13）的进气口与分离器内部的最高液面相平，同轴浮子阀（13）的进液口低于分离器内部的最低液面。3.如权利要求1或2所述的高压气液分离控制装置，其特征在于：所述的同轴浮子阀（13）采用互锁式浮子，同轴浮子阀（13）包括同轴套装的同轴浮子阀外壳（23）和同轴浮子阀内壳（22），同轴浮子阀外壳（23）上部和下部分别设置同轴浮子阀进气口（20）和同轴浮子阀进液口（21），同轴浮子阀内壳（22）上均匀分布同轴浮子阀进液孔（24），同轴浮子阀内壳（22）内置有同轴浮子阀浮子（25），同轴浮子阀浮子（25）为浮球或圆柱体，同轴浮子阀内壳（22）顶端和底端分别设置同轴浮子阀排气口（28）和同轴浮子阀排液口（26），同轴浮子阀排气口（28）和同轴浮子阀排液口（26）分别连接排气管线（29）和排液管线（27）。4.如权利要求1或2所述的高压气液分离控制装置，其特征在于：所述的平衡阀（16）包括同轴套装的平衡阀外壳（31）和平衡阀内壳（32），平衡阀外壳（31）下部设置平衡阀进液口（30），平衡阀内壳（32）上均匀分布有平衡阀进液孔（33），平衡阀内壳（32）内置有平衡阀浮子（34），平衡阀浮子（34）为浮球或圆柱体，平衡阀内壳（32）顶端和底端分别设置平衡阀排气口（35）和平衡阀排液口（36），平衡阀排气口（35）和平衡阀排液口（36）分别通过高压细管线（37）连接排气管线（29）和排液管线（27）。5.如权利要求1或2所述的高压气液分离控制装置，其特征在于：所述的分离罐底部的出液口（7）处设有液面稳定器（6），所述的液面稳定器（6）为横向设置的一端封闭的管柱结构，管柱的底侧面均匀分布有进液小孔，管柱端部的出口与出液口（7）连通。6.如权利要求1或2所述的高压气液分离控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙虎，王祖文，邓继学，刘建平，韩静静，侯光东，景志明，张冕，龙庆，费节高，王松，吕希祥，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61