[发明专利]油气自动排放旋流气液分离器

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田采油集输技术领域，特别涉及一种原油油气分离设备，是一种带有气、液自动排放装置的分离器。

背景技术

目前，油田采油集输过程中，大量使用油气分离设备，将原油与天然气分离。虽然现有的油气旋流器油气分离效果好，但分离器本身并不能实现对排气、排液过程的自动控制。中国专利公告号为CN1295024C，提供了一种高效自调整旋流气液分离器。自动控制一般都需要辅助系统如自动化仪表装置来实现，技术复杂，成本高，维修麻烦。有不需要配备自动仪表的液面自控分离器。中国专利公告号为CN1242826C的液面自控一体化气液分离器，采用非密闭浮筒设计，利用浮力向上或向下运动与浮筒连在一起的排液阀杆，以控制排液速度，达到自动排液目的。这种分离器所采用的浮筒较大，占据了分离器的大部分空间，比较适用于较大液滴的分离。当气液分离要求较高，需改进内部分离配件时，不容易实现；浮筒内污物较多时还会降低浮筒的浮力，影响自动排液效果；没有对气体的排出进行自动控制，当分离器内液面太高时易产生气体带出液体现象；采用空心球体实现自动排液，球体加工困难且不能进行体积调节。

现有旋流气液分离器中的自动排放装置，基本是利用信号转换及自动化仪表系统或人工控制分离器的方法排出流体。现有气液分离和液面控制一体化设计中，分离器内部采用与分离器体积基本相同的浮筒，仅靠气液比重差进行分离，不能有效分离体积较小的液滴。现有技术仅对分离器内气相进入液相时进行控制，没有对液位高时液体进入气相进行控制。

发明内容

本发明的目的是：提供一种油气自动排放旋流气液分离器，针对上述现有技术的不足，设计一种结构简单，可拆卸可组装的自动排放装置和内部带有旋流器的分离器。这种分离器无需自动化仪表控制气液自动排放，以适应原油气液分离效果要求高；气相、液相不得互相携带，尤其是液相不能从气相出口溢出的现场要求，并且具有制造工艺简单，成本低，易于安装维护的特点。

本发明采用的技术方案是：油气自动排放旋流气液分离器，包括罐体，罐体底部有排污口，罐体中部有进口。罐体内有旋流器和气相引入口。其特征是：在罐体顶部固定有气相自动排放装置，气相自动排放装置连接气相排放管线，气相排放管线连接有气相出口定压控流阀。罐体下部连接有液相排放管线，液相排放管线连接液相自动排放装置，液相自动排放装置连接有液相出口定压控流阀。

为了检修时方便排液，在液相排放管线与液相出口定压控流阀的管线上连接有辅助排液管，辅助排液管上有阀门。

所述的定压控流阀的结构是：包括锥法兰、锥封头、弹簧、阀体、喷嘴、喷嘴座和法兰，锥法兰的中心孔为锥形孔，中心孔内有锥封头，锥法兰锥形孔与锥封头的锥度相同。在锥法兰和法兰之间有圆柱筒形的阀体。阀体内有压缩弹簧。法兰的中心孔内螺纹连接有喷嘴座。喷嘴座内有喷嘴，喷嘴座与喷嘴螺纹连接。喷嘴中心孔为锥形。弹簧控制压力，喷嘴控制流量。定压控流阀用于控制气相，当罐体内压力与下游气相系统压力相差大时，控制排气压力和排气流量，以防止因压差大在排气时造成罐体内压力急剧下降而影响分离器的正常排液工作；定压控流阀用于控制液相，当罐体压力与下游液相系统压力相差大时，控制罐体排液压力和排液流量，以防止因压差大造成液相自动排放装置内的可调柱塞不能正常浮起。气相或液相定压控流阀的预定工作压力均要小于罐体内实际生产中的最小工作压力，并大于与罐体连通的气相液相系统压力。当罐体内压力与下游气相或液相系统压力相近时，可以省略此阀，简化分离工艺。

气相自动排放装置包括法兰、凡尔座、凡尔罩和可调柱塞，凡尔座连接在法兰内孔，凡尔座内孔有一个锥面。凡尔罩连接在凡尔座上。凡尔罩为筒状，凡尔罩壁上均布有筛孔，底部有底孔。在凡尔罩内有一个可调柱塞。可调柱塞的结构是：在圆筒状空心柱体的一端螺纹连接有凡尔塞，另一端连接有堵头。凡尔塞的端部为椎体，椎体的锥度与凡尔座内孔锥面的锥度相同。可以根据现场需要的可调柱塞浮力大小，调整空心柱体内的空间大小，改变可调柱塞浮力。

液相自动排放装置的内部结构与气相自动排放装置的结构基本相同，不同点是：液相自动排放装置是在法兰上固定有一个密闭圆筒，密闭圆筒侧壁连接液相排放管线。密闭圆筒内能储存液体，液体进入凡尔罩内，可调柱塞可以悬浮在液面上。另一个不同点是液相自动排放装置的安装方向与气相自动排放装置的安装方向相反。另外液相自动排放装置和气相自动排放装置的尺寸大小可根据气液两相的不同含量进行设计，以更有利于气液两相的顺利排出。

油气自动排放旋流气液分离器工作过程：