智能调节撬装式旋风分离器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种净化分离设备，尤其涉及智能调节撬装式旋风分离器。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种分离效果佳且吊装运输方便的智能调节撬装式旋风分离器，包括旋风分离器、中空圆柱体、内圆筒、空心圆柱隔板、Z型连接管道、智能超声波流量计、步进电动机、流量实时监测与自动控制系统；所述旋风分离器与中空圆柱体撬装在一起，所述内圆筒上端密封，所述内圆筒上具有外螺纹，所述内圆筒上设有进气孔，所述内圆筒上端还设有螺杆。本实用新型大大提高在负荷变化情况下旋风分离器的分离效果，降低消耗与生产成本；吊装运输方便，可以克服页岩气恶劣的开发环境下普通的油气分离装置无法适用的问题。
【专利说明】
智能调节撬装式旋风分离器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种净化分离设备，尤其涉及智能调节撬装式旋风分离器。
【背景技术】
[0002]页岩是由粒径小于0.0039mm的细粒碎肩、黏土、有机质等组成，具页状或薄片状层理、易碎裂的一类沉积岩，亦即美国所称的粒径小于0.0039mm的细沉积岩。页岩气形成机制是原位“滞留成藏”，连续型分布。甲烷在页岩微孔(孔径小于2nm)中顺序填充，在介孔(孔径为2?50nm)中多层吸附至毛细管凝聚，在大孔(孔径大于50nm)中甲烷以压缩或溶解态赋存。成藏中经过吸附、解吸、扩散等作用。有机质生气或油裂解成气，天然气先在有机质孔内表面饱和吸附；之后解吸扩散至基质孔中，以吸附、游离相原位饱和聚集;过饱和气初次运移至上覆无机质页岩孔中；气再饱和后，二次运移形成气藏.页岩气是指从富有机质黑色页岩中开采的天然气，或自生自储、在页岩纳米级孔隙中连续聚集的天然气。页岩气与常规气存在明显差异，不仅包括地质条件的不确定性，也有开发中的经济风险性，尤其在页岩气开采的不同时期其采出量变化较大。
[0003]旋风分离器是石油化工企业广泛使用的分离设备，它主要用于除去输送气体介质中携带的固、液相杂质和粉尘微粒，以确保气体管道及设备的正常运行。主要特点有:(I)分离效率高(2)性能稳定，操作、管理及维护方便(3)结构简单，不需要附属设备，占地面积小。但却不适应负荷波动较大的场合，也就是说旋风分离器的效率对流量变化十分敏感。
[0004]页岩气是清洁高效的能源资源，其开发是经济发展和环境保护的现实需要。随着页岩气逐渐实现规模化开发，页岩气开发中地面工程中分离器优化也显得尤为重要。
[0005]为了使旋风分离器适应负荷变化，并克服传统分离器吊装运输不方便的缺点，有必要对现有的旋风分离器进行改造。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种分离效果佳且吊装运输方便的智能调节撬装式旋风分离器。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:智能调节撬装式旋风分离器，包括旋风分离器、中空圆柱体、内圆筒、空心圆柱隔板、Z型连接管道、智能超声波流量计、步进电动机、流量实时监测与自动控制系统；
[0008]所述旋风分离器与中空圆柱体撬装在一起，所述内圆筒上端密封，所述内圆筒上具有外螺纹，所述内圆筒上设有进气孔，所述内圆筒上端还设有螺杆；
[0009]所述空心圆柱隔板具有内螺纹，所述内圆筒与空心圆柱隔板螺纹连接，所述空心圆柱隔板安装在中空圆柱体内，所述中空圆柱体上端设有页岩气进气筒；
[0010]所述Z型连接管道一端与中空圆柱体下端连接，另一端与旋风分离器上端连接；
[0011]所述步进电动机与螺杆连接，所述智能超声波流量计安装在页岩气进气筒上，所述智能超声波流量计、步进电动机、分别与流量实时监测与自动控制系统连接。
[0012]进一步的是，所述中空圆柱体下端还设有手孔。
[0013]实用新型的有益效果是:本实用新型大大提高在负荷变化情况下旋风分离器的分离效果，降低消耗与生产成本；吊装运输方便，可以克服页岩气恶劣的开发环境下普通的油气分离装置无法适用的问题。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构示意图。
[0015]图中所示:1_旋风分离器，2-中空圆柱体，3-内圆筒，4-空心圆柱隔板，5-Z型连接管道，6-智能超声波流量计，7-步进电动机，8-流量实时监测与自动控制系统，9-进气孔，10-螺杆，11-页岩气进气筒，12-手孔。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0017]本实用新型的智能调节撬装式旋风分离器，包括旋风分离器1、中空圆柱体2、内圆筒3、空心圆柱隔板4、Z型连接管道5、智能超声波流量计6、步进电动机7、流量实时监测与自动控制系统8;所述旋风分离器I与中空圆柱体2撬装在一起，所述内圆筒3上端密封，所述内圆筒3上具有外螺纹，所述内圆筒3上设有进气孔9，所述内圆筒3上端还设有螺杆10;所述空心圆柱隔板4具有内螺纹，所述内圆筒3与空心圆柱隔板4螺纹连接，所述空心圆柱隔板4安装在中空圆柱体2内，所述中空圆柱体2上端设有页岩气进气筒11;所述Z型连接管道5—端与中空圆柱体2下端连接，另一端与旋风分离器I上端连接;所述步进电动机7与螺杆10连接，所述智能超声波流量计6安装在页岩气进气筒11上，所述智能超声波流量计6、步进电动机7、分别与流量实时监测与自动控制系统8连接。其中旋风分离器I主要由壳体、旋风子组件以及各用途开孔接管组成。壳体被上下隔板分成上、中、下三个腔。旋风子组件由旋风子和上下隔板组成。旋风分离器I是利用离心沉降原理从气流中分离出固、液相杂质和粉尘微粒的设备，即被分离介质一含尘页岩气经过左侧装置后从旋风分离器进气口经过进入旋风子组件上下隔板与筒体组成的中腔，然后从各个旋风子进气管以轴线方向进入，按螺旋形路线向器底旋转，到达底部后折向上，成为内层的上旋气流，称为气芯，然后从各个旋风子顶部的中央排气管排到旋风分离器I上腔，最后从旋风分离器I的排气口排出，进入输送管线。气流中所夹带的尘粒在随气流旋转的过程中逐渐趋向旋风子器壁，碰到器壁后滑向旋风子出口，最后落到旋风分离器I下腔。
[0018]如图1所示，其中旋风分离器I与其左侧的中空圆柱体2撬装在一起，内圆筒3的外圆柱面上开有不同高度的进气孔9，内圆筒3上端通过螺杆10与步进电动机7的执行机构相连，步进电动机7带动螺杆10旋转、内圆筒3旋转，从而使得内圆筒3在空心圆柱隔板4内上下移动。气体混合物从页岩气进气筒11内进入中空圆柱体2与内圆筒3之间的环隙，由于流速较大，气体混合物由进气孔9进入内圆筒3后，再通过Z型连接管道5进入旋风分离器I进行分离。
[0019]内圆筒3的升降具有流程为，其中流量实时监测与自动控制系统8起到检测与控制的作用，且流量实时监测与自动控制系统8内安装有单片机。智能超声波流量计6可检测页岩气进气筒11处气体进气流量，当气体流量变小时，流量即采集进口管道介质的连续流量信号并转换为连续的电流信号，此信号传递给单片机，经过单片机的控制程序，转换成非连续的电流信号，电流信号传递给智能步进电动7的执行机构，执行机构带动螺杆10旋转，螺杆10带动活动内圆筒3升降，且气体是由进气孔9进入内圆筒3，控制进入内圆筒3的气体流速，从而可以控制进入旋风分离器I的气体流速，大大提高在负荷变化情况下旋风分离器I的分离效果，降低消耗与生产成本。输入的PLC信号可根据具体情况认为设定，使用非常方便。
[0020]页岩气具有开采寿命长、生产初期压降快、生产周期长的特点，页岩气管材、设备选型、增压方式的选择还没有相应的解决策略。为适应压力和流量的变化采取设备橇装化，对满足不同工艺的设备进行组合搬迀，以便高效利用设备。此分离器采用撬装结构，吊装运输方便，可以克服页岩气恶劣的开发环境下普通的油气分离装置无法适用的问题。
[0021 ]其中智能超声波流量计6、步进电动机7、流量实时监测与自动控制系统8三者之间的电路的连接方式以及内圆筒3的升降步骤如下:智能超声波流量计6进行对页岩气流量的测量，并输出连续的4_20mA的标准电流，经过采样和ad转换，将它与单片机互相连接并将流量值输入到单片机作为结果进行保存(将实时流量结果命名为result，单位为立方米每秒)，本装置采用步距角为5.625°，减速比为64分之一的4相步进电机，正转是通电顺序分别为A(相)4B—C4D—A，反向为A—D—C—B—A，分别将A、B、C、D相接入芯片ULN2003的接口，A、B、C、D分别对应接口 P06、P05、P04、P03，红线接入Vcc。本装置内圆筒3—共有20层螺纹，每一层开有10个孔，孔径为5cm，为了达到控制流量载荷的目的，当套筒设定为初始之时，通过的流量最大，当旋转到20层时候流量最小，设定流量差值为Q，则操控每次流量波动在0.1Q的范围内，对步进电动机进行操控，否则不对其输入指令。每次流量上升0.1Q，套筒反转2周，否则正转2周。根据步距角度数，可判定旋转一周需要512次相之间的通电传递。
[0022]为了便于中空圆柱体2内部的安装、拆卸、清洗与检修设备，优选的实施方式是，所述中空圆柱体2下端还设有手孔12。
【主权项】
1.智能调节撬装式旋风分离器，其特征在于，包括旋风分离器(I)、中空圆柱体(2)、内圆筒(3)、空心圆柱隔板(4)、Z型连接管道(5)、智能超声波流量计(6)、步进电动机(7)、流量实时监测与自动控制系统(8); 所述旋风分离器(I)与中空圆柱体(2)撬装在一起，所述内圆筒(3)上端密封，所述内圆筒(3)上具有外螺纹，所述内圆筒(3)上设有进气孔(9)，所述内圆筒(3)上端还设有螺杆(10)； 所述空心圆柱隔板(4)具有内螺纹，所述内圆筒(3)与空心圆柱隔板(4)螺纹连接，所述空心圆柱隔板(4)安装在中空圆柱体(2)内，所述中空圆柱体(2)上端设有页岩气进气筒(11); 所述Z型连接管道(5)—端与中空圆柱体(2)下端连接，另一端与旋风分离器(I)上端连接； 所述步进电动机(7)与螺杆(1)连接，所述智能超声波流量计(6)安装在页岩气进气筒(11)上，所述智能超声波流量计(6)、步进电动机(7)、分别与流量实时监测与自动控制系统(8)连接。2.根据权利要求1所述的智能调节撬装式旋风分离器，其特征在于，所述中空圆柱体(2)下端还设有手孔(12)。
【文档编号】B01D45/16GK205627353SQ201620491204
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】李原, 陈小榆, 樊茵, 王浩宇
【申请人】西南石油大学