一种低剪切力控制方法技术

本申请公开了一种低剪切力控制方法，包括以下步骤：根据流体的属性选择适配规格的流量控制体，并将流量控制体安装于球阀的输出流道上，然后将球阀接入输送管路上；通过阀杆控制球阀内的球体旋转设定角度，使设定流量的流体从球阀的流体进口进入并通过球体中心的通道；然后流体进入流量控制体的螺旋通道，螺旋通道使流体以旋转的方式流动，并提高了流体的流动速度，从而增大了流量控制体内的压差，即减小了流量控制体内的能量耗散率，进而降低了球阀的剪切力，减少了液滴变形和破裂的形成。本申请解决了现有技术中阀门内高强度湍流区域形成的剪切力会使多相流中的液滴破裂、变形和乳化，进而导致下游分离设备效率低的问题。进而导致下游分离设备效率低的问题。进而导致下游分离设备效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种低剪切力控制方法


[0001]本申请属于阀门
，具体涉及一种低剪切力控制方法。

技术介绍

[0002]石油、天然气开采输运系统中，在采出物脱水和含油污水处理环节，都有提高油水分离效率的需求。对于系统中重力沉降及离心分离类分离设备，离散相液滴粒径是影响油水分离效率的最关键因素，而阀门内高强度湍流区域形成的剪切力会导致多相流中的液滴破裂、变形和乳化，离散相的乳化和液滴破碎会降低下游分离设备的效率。

技术实现思路

[0003]本申请实施例通过提供一种低剪切力控制方法，解决了现有技术中阀门内高强度湍流区域形成的剪切力会使多相流中的液滴破裂、变形和乳化，进而导致下游分离设备效率低的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种低剪切力控制方法，包括以下步骤：根据流体的属性选择适配规格的内螺旋涡流室和外螺旋涡流室，内螺旋涡流室和外螺旋涡流室组合形成流量控制体；内螺旋涡流室包括中心轴、以及多个结构相同的内螺旋翅片；多个内螺旋翅片呈螺旋形设置于中心轴的侧壁；外螺旋涡流室包括环形结构的轴环、以及多个结构相同的外螺旋翅片，多个外螺旋翅片呈螺旋形设置于轴环的外侧壁；将内螺旋涡流室安装于所述轴环内，再将组合后的流量控制体安装于球阀的输出流道上；两个相邻的内螺旋翅片、中心轴的侧壁、轴环的内侧壁之间形成内螺旋通道，两个相邻的外螺旋翅片、轴环的外壁、球阀流道的侧壁形成外螺旋通道，内螺旋通道和外螺旋通道共同形成螺旋通道；然后将球阀接入输送管路上；通过阀杆控制球阀内的球体旋转设定角度，使设定流量的流体从球阀的流体进口进入并通过球体中心的通道；然后流体进入所述螺旋通道，螺旋通道使流体以旋转的方式流动，并提高了流体的流动速度，从而增大了流量控制体内的压差，即减小了流量控制体内的能量耗散率，进而降低了球阀的剪切力，减少了液滴变形和破裂的形成。
[0005]在一种可能的实现方式中，流体离开流量控制体后依次进入渐缩流道和渐扩流道后通过球阀的流体出口流出；渐缩流道提高了流体的流速，降低了流体的压力，从而减小了流量控制体内的能量耗散率，进而进一步降低了剪切力，减少了液滴变形和破裂的形成；渐扩流道降低了流体的流速，以便于后续分离操作。
[0006]在一种可能的实现方式中，内螺旋通道和外螺旋通道使混合介质的所述流体在以
旋转的方式流动前实现初步分离，即混合介质的所述流体中高密度相在外螺旋通道内通过，混合介质的所述流体中低密度相在内螺旋通道通过，进而提高后续分离效率。
[0007]在一种可能的实现方式中，将内螺旋涡流室转动安装于所述轴环内，内螺旋涡流室在流体的作用下在原位做旋转运动，进而能提供更大的旋流场和离心力，有利于液滴汇集，提高后续分离效率。
[0008]在一种可能的实现方式中，若流体的速度高、流量大和/或流体的粘度大则提高能量耗散的流体体积。
[0009]在一种可能的实现方式中，通过提高螺旋通道的容积来提高能量耗散的流体体积；通过提高螺旋通道的截面积来提高能量耗散的流体体积；通过提高螺旋通道的长度来提高能量耗散的流体体积。
[0010]在一种可能的实现方式中，通过增大内螺旋翅片和/或外螺旋翅片与输出流道中心轴的夹角、以及增大内螺旋翅片和/或外螺旋翅片的长度来提高螺旋通道的长度；通过调节两个相邻内螺旋翅片和/或外螺旋翅片的距离、以及内螺旋翅片和/或外螺旋翅片的高度来调节螺旋通道的截面积。
[0011]本专利技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术实施例提供了一种低剪切力控制方法，该方法的螺旋通道使流体以旋转的方式流动，流体在离开流量控制体之后继续以旋转的方式流动，在这过程中增大了流量控制体内的压差，降低了球阀的剪切力，减少了液滴变形和破裂的形成。流量控制体完成介质分离、扰动，抑制了泡沫及乳液的形成，同时降低了流体上的剪切力，提高了分离系统的整体稳健性。避免了现有技术中阀门内高强度湍流区域形成的剪切力会使多相流中的液滴破裂、变形和乳化，进而导致下游分离设备效率低的问题。
[0012]本专利技术无需改变现有开采输运工艺，通过在控制球阀内增加流量控制体入手解决高剪切力的问题，实现了流体能量耗散目的，因此本专利技术是减小剪切力最经济、实用、而且可行的理想方法，避免了现有技术中通过加热、加入化学品或者增加介质在分离器内的停留时间等方法来减小剪切力，而存在成本高、以及实施难度大的问题。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本专利技术实施例提供的低剪切力控制球阀的结构示意图。
[0015]图2为本专利技术实施例提供的低剪切力控制球阀的内部结构示意图。
[0016]图3为本专利技术实施例提供的流量控制体的结构示意图。
[0017]图4为本专利技术实施例提供的内螺旋涡流室的结构示意图。
[0018]图5为本专利技术实施例提供的外螺旋涡流室的结构示意图。
[0019]附图标记：1
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左侧体；2
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右侧体；21
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涡流室安装流道；22
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渐缩流道；23
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渐扩流道；24
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柱形流道；3
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阀体；4
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阀杆；5
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密封圈；6
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流量控制体；61
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内螺旋涡流室；611
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中心轴；
612
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内螺旋翅片；613
‑
内螺旋通道；62
‑
外螺旋涡流室；621
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轴环；622
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外螺旋翅片；623
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外螺旋通道；624
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限位环；7
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球体；8
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固定轴；9
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驱动装置。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低剪切力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：根据流体的属性选择适配规格的内螺旋涡流室（61）和外螺旋涡流室（62），内螺旋涡流室（61）和外螺旋涡流室（62）组合形成流量控制体（6）；内螺旋涡流室（61）包括中心轴（611）、以及多个结构相同的内螺旋翅片（612）；多个内螺旋翅片（612）呈螺旋形设置于中心轴（611）的侧壁；外螺旋涡流室（62）包括环形结构的轴环（621）、以及多个结构相同的外螺旋翅片（622），多个外螺旋翅片（622）呈螺旋形设置于轴环（621）的外侧壁；将内螺旋涡流室（61）安装于所述轴环（621）内，再将组合后的流量控制体（6）安装于球阀的输出流道上；两个相邻的内螺旋翅片（612）、中心轴（611）的侧壁、轴环（621）的内侧壁之间形成内螺旋通道（613），两个相邻的外螺旋翅片（622）、轴环（621）的外壁、球阀流道的侧壁形成外螺旋通道（623），内螺旋通道（613）和外螺旋通道（623）共同形成螺旋通道；然后将球阀接入输送管路上；通过阀杆（4）控制球阀内的球体（7）旋转设定角度，使设定流量的流体从球阀的流体进口进入并通过球体（7）中心的通道；然后流体进入所述螺旋通道，螺旋通道使流体以旋转的方式流动，并提高了流体的流动速度，从而增大了流量控制体（6）内的压差，即减小了流量控制体（6）内的能量耗散率，进而降低了球阀的剪切力，减少了液滴变形和破裂的形成。2.根据权利要求1所述的低剪切力控制方法，其特征在于：流体离开流量控制体（6）后依次进入渐缩流道（22）和渐扩流道（23）后通过球阀的流体出口流出；渐缩流道（22）提高了流体的流速，降低了流...

【专利技术属性】
技术研发人员：付延河，马廷前，雷杨勇，赵龙龙，王宏祥，杨文军，
申请(专利权)人：西安泵阀总厂有限公司，
类型：发明
国别省市：