[发明专利]两级轴流式水下管道在线气液分离装置

权利要求书

1.一种两级轴流式水下管道在线气液分离装置，能够与海底管道有机结合，实现水下管道在线安装和运行，并采用U形的特殊结构和两级轴流的油气分离工艺，其特征在于：

一气液均混器；所述均混基体的内表面和外环面分别布置内螺旋叶片和外螺旋叶片；内外螺旋叶片垂向分层布置，层间螺旋叶片无缝连接且旋向相反，而同层内外螺旋叶片的旋向相同和高度相等且层间的轴向间距由上而下依次减小；内外螺旋叶片沿圆周方向均匀排列而使得其整体呈现鼠笼式环状筒体，其轮廓线为沿均混基体的内表面和外环面展开的类螺旋线，轮廓线与水平面间的夹角由上而下依次减小，层间螺旋叶片的轮廓线首尾相连；

一一级轴流器；所述一级轴流器采用垂直单筒，旋涡齿沿旋涡基体的圆柱面垂向均匀排列，每个旋涡齿采用组曲齿体，旋涡齿线的旋向与内外螺旋叶片最底层轮廓线的旋向相同，旋涡齿的齿宽与齿间距相等；一级轴流筒各管段的轴向间距依次增大，涡锥段的内表面采用倒圆锥形；整流体由四片整流叶片组成，整流叶片齿线的螺距为旋涡齿线螺距的2～3倍，且旋向与旋涡齿线的旋向相同，整流叶片齿线底端四分之一螺距内各点的切线与一级轴流筒轴线相平行；一级集气管采用L形管式结构，右衬套的内腔采用圆锥面；

一二级轴流器；所述二级轴流器采用水平双筒，二级轴流筒内两个三通间的筒段同轴心水平布置有造旋管、水平轴流管和二级集气管；造旋管筒体的右端设置等间距分层排列的射流孔，每层含有四至八个沿圆周方向均匀布置的射流孔，层间射流孔交错布置；水平轴流管右旋锥段和左旋锥段均采用圆锥形筒体结构，其锥体的高度依次减小而锥体的锥度依次增大，分别为3°和5°；二级集气管采用L形管式结构，下衬套的内腔采用圆锥面；

一涤气平衡器；所述涤气平衡器采用垂直双筒，导气管腔体中部环壁采用倒圆锥面，上部腔壁等间距分层布置射气孔，每层四个射气孔沿圆周方向均匀排列；滤液体的支撑环板内环壁等间距排列条形支撑条，捕液板通过焊接固定于支撑环板的支撑条下端面，形成一组流道曲折的分液组件，每个捕液板采用类波纹板结构，由截面为L形的钢板焊接而成，钢板焊缝处形成上下两个捕液槽，槽口沿逆时针方向朝下排列；

一清洗管；所述清洗管的清洗主管采用一管两供的形式，上清洗支管通过法兰盘与均混进液管相联通，而下清洗支管通过排气三通与排气管相联通；

一气液分离控制系统；所述气液分离控制系统通过压差变送器和气动控制阀自动调整气液两相井流的流量，通过压差变送器和液位差变送器以及气动控制阀实现涤气平衡器压力的动态平衡，通过电磁控制阀和气动控制阀并经四向转换阀自动实施清洗作业。

2.根据权利要求1所述的两级轴流式水下管道在线气液分离装置，其特征在于：所述均混筒腔体的中下部布置内外螺旋叶片，均混进液管位于内外螺旋叶片的上部；

气液两相井流均匀混合流程为，高压的气液两相井流由水下井口采油树管道进入气液均混器，在均混筒上部设置的空间稳流后进入外螺旋叶片和内螺旋叶片，并高速旋转获得更高的动能，同时利用均混基体内外旋向相反且分层的内螺旋叶片和外螺旋叶片的剪切作用，逐步破碎两相井流中的大气泡，不断调整井流的流动状态，保证气液混合均匀，最终形成气液均混流，并且多股整合后倾斜流出。

3.根据权利要求1或2所述的两级轴流式水下管道在线气液分离装置，其特征在于：所述内螺旋叶片和外螺旋叶片的总高度相等且均等于均混基体外环面的高度，外螺旋叶片通过焊接而固定于均混筒和均混基体之间的环形空间，而内螺旋叶片通过焊接而固定于均混基体的内表面；

所述内螺旋叶片和外螺旋叶片垂直于轮廓线的法面端面均设计为矩形，同时层间螺旋叶片法面端面的高度相等而各层螺旋叶片法面端面的宽度由上而下从零开始先逐渐增大而后不断减小，并在最底端再次收缩为一条直线；

所述内螺旋叶片和外螺旋叶片上曲面的剖面线呈上凹下凸，且最底端的切线方向与水平面之间相垂直，同时下曲面的剖面线呈上凸下凹，且最顶端的切线方向与水平面之间相垂直而最底端的切线方向与水平面之间保持倾斜。