[发明专利]气液固三相分离器

说明书

技术领域

本发明属于油气田开采技术领域，具体涉及一种用于分离油气田开采出来气（天然气为主）气、液（石油、气田水）、固（砂子等固体杂物）的三相分离器。

背景技术

在石油天然气开采中，从油气田井开采出来的石油天然气一般呈气、液相态流体并含有少量固体颗粒（砂）。一般的单井生产处理流程是，首先将砂粒等杂质分离除去，然后将气、液分离、分别计量测试。再将气、液混合输送到集输站或处理厂做进一步分离、净化等处理。

目前对于气、液、固三相分离的装置较多，例如申请号为200420112780.0的发明专利公开了一种油—水—砂旋流三相分离装置，它是利用旋流分离机构的组合来实现油水砂的液固分离目的，该装置是依次将液固旋流分离器和液液旋流分离器通过管线串联相接，并在各自相应的出口处设置出液口和排砂口。

该油—水—砂旋流三相分离装置以及这种类似的分离装置采用的相互独立的装置一起来实现三相分离，导致设备功能单一、体积大、效率低、控制系统复杂，各个设置之间的协调工作困难，并且存在着排砂困难的问题。

申请号为200820026852.8的发明专利公开了一种原油三相分离器，在筒体的两端通过封头组成一个封闭的罐体，在罐体内部通过稳流挡板和隔断板隔离出进料室、沉降室和油室、水室，在进料室的上方筒体上设置进料斗气体分离器，在沉降室内设置加热器，沉降室下部设置“L”形溢水管，该溢水管向上部分引入到水室内，在油室的上部通过漂油挡板与沉降室连通，在水室和油室的下部分别设置出水口和出油口，在筒体顶部设置安全阀、压力表、液位 、放空阀、排气口、气体分离器，筒体底部设置排污口、集砂收集器、分层取样口，其中进料气体分离器包括进液口，向下延伸到进料室的进液管、以及顶部与气体分离器连接的导气管，在油室和水室内分别装置液面检测装置，在出水口和出油口上分别装有调节阀；在溢流管接入室的上端口设置水位调节器，该调节器被固定在其上方的筒体上。

该三相分离器是现有油气田中普遍采用的分离装置，该三相分离器以及与该三相分离器类似的装置同样存在在体积设备大、各部件之间的协调困难，并且油气田产出的物质由于波动性（比如压力、流量）等较大，从而导致分离效果不稳定。

申请号为200810094026.1的发明专利公开了一种气液固三相分离器，包括顶端带有对称切向入口管的分离筒，分离筒顶端面封闭，其内顶面中心位置固定有一个槌形体，此槌形体上部为倒锥形圆台形状的置顶锥，作为与分离器内顶面的连接端，下部则为空心的锥形圆台形状的扩张段，两部分之间以折流板分隔；分离筒底端面封闭，沿切线方向有一根排砂管，沿中心轴线方向开有一排排液管，此分离筒内底端由下向上依次固定连接空心圆柱状的排液段、开有集液孔的集液段以及脱气锥，其中，集液段与脱气锥均为锥形圆台形状，两者具有相同的锥角，排气管由脱气锥起，贯穿脱气锥、集液段以及排液段的中心部分后引出分离筒外，排液段的上端与集液段连通，下端与排液管连通；脱气锥、集液段以及排液段的中心轴线均与槌形体的中心轴线重合，且脱气锥的顶端面与折流板之间不相触。

该气液固三相分离器一体化程度较高，但是在使用的过程中，会出现固相（砂粒）经集液段上的集液孔随着液体一起排出，导致固液分离效果差；同时油气田产生出来的气液固（比如压力、流量）波动性较大，而集液段上的集液孔的尺寸固定不变，因此会出现不能有效的收集液体实现固液分离。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，而提供一种气液固三相分离器，用于油气田的气体、液体和固体的分离，具有结构简单，体积小，分离效果好的特点；无需附加动力及附加任何控制系统，实现自动、连续排液，确保了输出管路系统平稳性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种气液固三相分离器，包括进料口、气体排出端和固液排出端，进料口、气体和固液排出端均设置在筒体上，其特征在于：

所述进料口切向设置在筒体上；

所述气体排出端包括气体上升管和出气口，气体上升管与出气口连通，在气体上升管与出气口之间还设有丝网捕雾器，气体上升管的外壁设有沿着气体上升管外壁螺旋向下的螺旋引导板，螺旋引导板与进料口连通；

所述固液排出端包括出液口、排砂口和排液阀组件；排砂口设置在筒体的底端，出液口位于排砂口的上端，排砂口配设有用于防止排砂口堵塞的冲砂嘴；

所述排液阀组件由浮子平衡排液阀构成，浮子平衡排液阀包括浮子，浮子的下端连接有阀芯，阀芯与出液口配合。

进一步地，所述螺旋引导板与筒体内壁之间具有间隙。