[发明专利]一种柱体高效气液分离器

说明书

本发明公开了一种柱体高效气液分离器，该柱体高效气液分离器包括主体管道和多个加速起旋组件，所述加速起旋组件包括至少1个加速起旋器；所述主体管道内形成有空腔，多个所述加速起旋组件设置于所述空腔内，单个所述加速起旋组件沿着所述主体管道的径向设置；沿着所述主体管道的轴向，多个所述加速起旋组件呈平行间隔分布；所述加速起旋器沿着所述主体管道的轴向的横剖面关于所述主体管道的径向为对称结构；该柱体高效气液分离器解决了现有技术中高含气或者气体处理量较高时气液分离不理想的问题。

技术领域

本发明涉及气液分离领域，具体涉及一种柱体高效气液分离器。

背景技术

在石油开采行业中，有些油田区块会遇上高含气采出液或气体处理量较大的情况，采出液包含油气水砂，其中的气体还可以分为溶解气和自由气，自由气本身以气体形式存在，容易分离，而溶解气是在特定条件下溶解在油中或水中的那部分气体，不容易分离。

在溶解气含量很高的采出液中，不仅在原油中高含溶解气，而且的采出水中也含大量的溶解气，溶解气以小气泡形式存在于液体中。现有设备分离溶解气的方法是将采出液至于常压状态，自然脱气，缺点是分离时间长、效率低和设备体积大。

一般地，气液分离装置是油田开采与后处理过程中的一种十分重要的处理装置和设备，对下一级油水分离设备的分离效果将产生直接的影响。国内外经过多年的探索研究，获得了多种气液分离技术和对应的分离器，典型地如采用旋流方式的GLCC(Gas-LiquidCylindrical Cyclone)。

传统的GLCC通过入口偏心设计，侧向入口进入柱形旋流器，形成旋流运动，利用旋流中心形成的负压和气液密度差形成较强的惯性力差，从而实现气体集中于旋流器管道中心向上排出，而液体则在离心力作用下趋向于旋流器管道壁面、并在重力作用下向下运动，从而实现气液的有效分离。然而，由于高含气或者气体处理量较高的特殊情况时，传统的GLCC若要实现高效气液分离，存在如下的一个理论或技术瓶颈：惯性离心力正比于处理量的平方，而反比于旋流器管道半径的五次方；因此一旦旋流器管道结构尺寸保持不变，而处理量显著增大时，会导致旋流器管道本身压损显著上升而导致入口气液来液背压增大，从而影响采出液及其设备，同时，也会对下游油水分离设备产生类似不良影响；而当相应增大旋流器管道结构尺寸，则会导致旋流强度快速下降，从而无法有效除去液体中的气泡和气体中所含的液滴。由此，针对高含气或气体处理量较大的气液分离问题时，急需发展一种新的气液分离设备，解决上述技术瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柱体高效气液分离器，以解决现有技术中高含气或者气体处理量较高时气液分离不理想的问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

本发明提供了一种柱体高效气液分离器，该柱体高效气液分离器包括主体管道和多个加速起旋组件，所述加速起旋组件包括至少1个加速起旋器；所述主体管道内形成有空腔，多个所述加速起旋组件设置于所述空腔内，单个所述加速起旋组件沿着所述主体管道的径向设置；沿着所述主体管道的轴向，多个所述加速起旋组件呈平行间隔分布；所述加速起旋器沿着所述主体管道的轴向的横剖面关于所述主体管道的径向为对称结构。

优选地，在所述主体管道的轴向的投影面上，多个所述加速起旋器关于所述主体管道的轴向的对称。

优选地，沿着所述主体管道的轴向，相邻的两个所述加速起旋组件之间的距离相等。

优选地，所述加速起旋器的横剖面在所述主体管道的轴向上的宽度为d；在所述主体管道的轴向的投影面上，相邻的两个所述加速起旋器的距离为L，其中，L＝9d～11d。

优选地，所述加速起旋器沿着所述主体管道的轴向的横剖面为三角形、扇形或矩形。

优选地，所述加速起旋器沿着所述主体管道的轴向的横剖面为等腰三角形、半圆形和正方形；其中，所述等腰三角形的一条边、半圆形的直边和正方形的一条边均与来流方向垂直。