一种可自控除砂的气液旋流分离器制造技术

本发明专利技术公开了一种可自控除砂的气液旋流分离器。所述气液旋流分离器包括：外部的立式圆柱形筒体、产出液入口模块、液位控制模块、内部的电潜泵管串模块，以及下部的除砂模块。本发明专利技术的气液旋流分离器能够分离油气产出液中泥砂等固体杂质，同时分离器能实现液位自动控制，保证增加除砂模块后分离器内液位稳定，从而实现分离器的高效分离。

【技术实现步骤摘要】
一种可自控除砂的气液旋流分离器
本专利技术涉及一种可自控除砂的气液旋流分离器，用于气液旋流分离器的自动除砂。本专利技术属于油气集输系统多相分离

技术介绍
随着对油田的不断开采，我国大部分油田已经进入中后期开发阶段，尤其是注水滞后单元和高油气区块的开采，地层能量下降，油层脱气，产出液中含有大量气、水、泥砂等。产出液中存在大量的砂会对下游管道的仪表造成磨蚀破坏，同时会撞击泵与压缩机等动设备的叶轮。为了保障下游设备和仪表的安全，必须对产出液中的泥砂进行分离处理。近年来，气液旋流分离器已经成为油田和炼厂最重要、应用最多的分离设备之一。气液旋流分离器的分离原理是利用不同介质的密度不同，所受离心力不同实现分离。其可以用来作为油气分离器、单相和多相流量计计量、液塞补集器以及传统容器式分离器的预分离装置。气液旋流分离器具有结构简单、体积小、分离效率高、成本低、处理量大、应用方便等特点。虽然气液旋流分离器优点众多，但现有的气液旋流分离器在进行气液分离时并不能除去固体杂质。它主要用于气液分离，泥砂会在分离器底部沉积，逐渐压缩其工作空间，降低其分离效率。当泥砂积累较多时，不得不停工将分离器拆卸清洗，严重影响油田生产进度。若产出液在进入分离器之前除砂，需借助其他设备，这就增加了设备占地面积，同时也增加了投资成本，使工艺环节变得更加复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有气液旋流分离器无除砂模块的缺陷，提供一种可自控除砂的气液旋流分离器。本专利技术的气液旋流分离器能够分离产出液中泥砂等固体杂质，同时分离器能实现液位自动控制，保证增加除砂模块后分离器内液位稳定，从而实现分离器的高效分离。本专利技术的技术方案如下：一种可自控除砂的气液旋流分离器，包括：外部的底部封闭的立式圆柱形筒体、产出液入口模块、液位控制模块、内部的电潜泵管串模块以及下部的除砂模块；所述产出液入口模块包括入口管及其内部的渐缩喷管，所述入口管与所述立式圆柱形筒体相切；所述液位控制模块包括沿所述立式圆柱形筒体垂直分布的三个压力传感器以及传输电信号的电缆；所述电潜泵管串模块由电潜泵、气相管和液相管组成；所述电潜泵安装在所述立式圆柱形筒体内中下部，其包括离心泵以及围绕电潜泵在外部设置的圆柱形保护罩；所述离心泵上端出口连接液相管，所述保护罩的上部连接气相管；所述气相管环绕液相管同轴设置；所述除砂模块包括螺旋导叶、光电传感器、分砂板和电动阀；所述螺旋导叶附着于所述圆柱形保护罩下部，内侧与所述保护罩相连，外侧与所述立式圆柱形筒体相连，所述圆柱形保护罩外壁、立式圆柱形筒体内壁与所述螺旋导叶形成密闭的螺旋通道；所述光电传感器对称分布于所述立式圆柱形筒体的外侧，所述分砂板位于所述立式圆柱形筒体的下部，分砂板上设置开孔，所述光电传感器的光线与所述开孔相对；所述电动阀与位于立式圆柱形筒体的底部，并通过传输电信号的电缆与光电传感器相连。进一步的，所述入口管的下倾角度为0°～40°，优选为27°。所述渐缩喷管采用本领域的常规结构。其中一种渐缩喷管的结构为：底部截面为扇形、侧面为流线型的楔形结构。渐缩喷管的长度为入口管管径的2～5倍。所述立式圆柱形筒体依据气液旋流分离器设计公式进行设计。进一步的，所述电潜泵管串模块还包括电机、吸入口。所述的电机、吸入口、离心泵自下而上设置。所述气相管的上部设置有若干沿气相管排列的气孔。所述气相管和液相管出口均高出立式圆柱形筒体的上沿。所述入口管的入口方向与所述螺旋导叶的旋转方向应保持一致，都是保持多相流体向下旋转运动。进一步的，所述的分砂板具有楔形结构，其上设置的开孔面向光电传感器设置。所述光电传感器的光信号能穿过所述分砂板上部的开孔。进一步的，所述的除砂模块还包括储砂室。所述储砂室为密闭的长方体结构，其位于立式圆柱形筒体的下方，且与立式圆柱形筒体密闭相连接。所述电动阀即位于储砂室内。所述储沙室的底部设置有防止砂子积累的楔形挡板。储砂室外部设置有观察砂子的带刻度的透明视窗及连接有一电动阀。与现有气液旋流分离器相比，本专利技术的气液旋流分离器的有益效果在于：1、通过安装可自控除砂的气液旋流分离器，能够实现油田产出液中气、液与泥砂的分离，保障下游设备和仪表的安全；此外，该分离器能实现液位自动控制，保证增加除砂模块后分离器内液位稳定，维持分离器的高效运行。2、其中入口管不采用任何内部构件，可以保证其永久无故障运行；渐缩喷嘴实现了产出液的平稳加速，避免了对主分离筒体的冲击。3、除砂结构利用螺旋导叶实现二次旋流分离，提高了除砂效率；分砂板防止砂子在护罩下部堆积，被吸入电潜泵；电动阀和光电传感器的使用可实现砂子的自动排出，减少维修成本；储砂室视窗可方便快捷地观察砂子堆积情况。4、利用压力传感器和PID控制回路可以得到分离器内准确液位，通过变频器和电潜泵对分离器内液位进行精确控制，防止液位过高或过低，使分离器分离效率下降。附图说明图1为本专利技术的整体结构流程图。图2为本专利技术的渐缩喷管示意图。图3为本专利技术的带气孔的气相管示意图。图4为本专利技术的分砂板示意图。其中，1—入口管，2—渐缩喷管，3—立式圆柱形筒体，4—保护罩，5—螺旋导叶，6—光电传感器发射器，7—光电传感器接收器，8—分砂板，9—分砂板顶部的孔隙，10、11—电缆，12、13、14—电动阀，15—储砂室，16—楔形挡板，17—带刻度的透明视窗，18、19、20—压力传感器，21、22—电缆，23—电机，24—泵吸入口，25—离心泵，26—液相管，27—气相管，28—气孔，29—设定液位。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明，但本专利技术并不局限于以下实施例。如图1所示，本专利技术提供的可自控除砂的气液旋流分离器包括外部的立式圆柱形筒体、产出液入口模块、液位控制模块，内部的电潜泵管串模块，以及下部的除砂模块。含有泥砂的产出液首先进入入口模块，其包括入口管1及其内部的渐缩喷管2，产出液经渐缩喷管2平稳加速后进入立式圆柱形筒体3，渐缩喷管2减少了产出液对立式圆柱形筒体3的冲击。入口管1与立式圆柱形筒体3相切并呈27°的倾斜角，以促进产出液向稳定分层流发展，从而实现气液与泥砂的初步预分离。产出液切向进入立式圆柱形筒体3后，由于密度不同导致所受离心力不同，密度较小的气相上升至筒体3顶部并在顶部聚积，积累到一定程度后在自身压力作用下，经气相管27上排列的气孔28进入气相管27内部，输送至下游气体管线。密度较大的液相和泥砂向立式圆柱形筒体3下部流去。在立式圆柱形筒体3下部的圆柱形保护罩4外侧分布有螺旋导叶5，立式圆柱形筒体3内壁、圆柱形保护罩4外壁与螺旋导叶形成密闭的螺旋通道，液相和泥砂在螺旋通道内进行二次旋流分离，分离后的液相由圆柱形保护罩4底部进入护罩内部。护罩内部分布有电潜泵管串模块，其包括电机23、泵吸入口24、离心泵25及液相管26。进入护罩内部的液相由泵吸入口24进入液相管26，并输送至下游液体管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可自控除砂的气液旋流分离器，包括：外部的底部封闭的立式圆柱形筒体、产出液入口模块、液位控制模块、内部的电潜泵管串模块以及下部的除砂模块；/n所述产出液入口模块包括入口管及其内部的渐缩喷管，所述入口管与所述立式圆柱形筒体相切；/n所述液位控制模块包括沿所述立式圆柱形筒体垂直分布的三个压力传感器以及传输电信号的电缆；/n所述电潜泵管串模块由电潜泵、气相管和液相管组成；所述电潜泵安装在所述立式圆柱形筒体内中下部，其包括离心泵以及围绕电潜泵在外部设置的圆柱形保护罩；所述离心泵上端出口连接液相管，所述保护罩的上部连接气相管；所述气相管环绕液相管同轴设置；/n所述除砂模块包括螺旋导叶、光电传感器、分砂板和电动阀；所述螺旋导叶附着于所述圆柱形保护罩下部，内侧与所述保护罩相连，外侧与所述立式圆柱形筒体相连，所述圆柱形保护罩外壁、立式圆柱形筒体内壁与所述螺旋导叶形成密闭的螺旋通道；所述光电传感器对称分布于所述立式圆柱形筒体的外侧，所述分砂板位于所述立式圆柱形筒体的下部，分砂板上设置开孔，所述光电传感器的光线与所述开孔相对；所述电动阀与位于立式圆柱形筒体的底部，并通过传输电信号的电缆与光电传感器相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可自控除砂的气液旋流分离器，包括：外部的底部封闭的立式圆柱形筒体、产出液入口模块、液位控制模块、内部的电潜泵管串模块以及下部的除砂模块；
所述产出液入口模块包括入口管及其内部的渐缩喷管，所述入口管与所述立式圆柱形筒体相切；
所述液位控制模块包括沿所述立式圆柱形筒体垂直分布的三个压力传感器以及传输电信号的电缆；
所述电潜泵管串模块由电潜泵、气相管和液相管组成；所述电潜泵安装在所述立式圆柱形筒体内中下部，其包括离心泵以及围绕电潜泵在外部设置的圆柱形保护罩；所述离心泵上端出口连接液相管，所述保护罩的上部连接气相管；所述气相管环绕液相管同轴设置；
所述除砂模块包括螺旋导叶、光电传感器、分砂板和电动阀；所述螺旋导叶附着于所述圆柱形保护罩下部，内侧与所述保护罩相连，外侧与所述立式圆柱形筒体相连，所述圆柱形保护罩外壁、立式圆柱形筒体内壁与所述螺旋导叶形成密闭的螺旋通道；所述光电传感器对称分布于所述立式圆柱形筒体的外侧，所述分砂板位于所述立式圆柱形筒体的下部，分砂板上设置开孔，所述光电传感器的光线与所述开孔相对；所述电动阀与位于立式圆柱形筒体的底部，并通过传输电信号的电缆与光电传感器相连。


2.按照权利要求1所述的气液旋流分离器，其特征在于，所述入口管的下倾角度为0°～40°。


3.按照权利要求1所述的气液旋流分离器，其特征在于，所述渐缩喷管具有底部截面为扇形、侧面为流线型的楔形结构。


4.按照权利要求1所述的气液旋流分离器，其特征在于，所述渐缩喷管的长度为入口管管径的2～5倍。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王佩弦，王晓霖，王晓司，李雪，李遵照，孙宝翔，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11