专利名称：油气自动排放旋流气液分离器的制作方法
技术领域：
本实用新型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。 背鱟技术
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。
实用新型内容
本实用新型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。
本实用新型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。阀体内有压縮弹簧。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
当含有天然气的原油从进口进入罐体后，流入旋流器。在旋流器高 速旋转，使天然气从原油中分离。分离后的天然气经气相引入口上升至 罐体顶部，通过气相自动排放装置排出。
分离出的原油沿罐体壁向下流至底部。当分离后的原油累积到一定 高度时，从液相排放管进入液相自动排放装置的密闭圆筒。液相自动排 液装置进液后，经过凡尔罩筛孔进入凡尔罩。可调柱塞由于浮力作用逐 渐离开凡尔座，使原油通过凡尔座的锥孔排出。当罐体的液位逐渐降低， 直到无液体进入液相自动排液装置时，可调柱塞会随着液位的下降而下
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降，直至将凡尔座堵塞。如此反复，完成自动排液任务。
当罐体内液位太多，来不及排液时，液位上升至气相自动排放装置 下部并进入凡尔罩，可调柱塞随液位上浮，并逐渐堵塞凡尔座锥孔。罐
体内部压力上升，能加快排液；当罐体内充满液体时，可调柱塞会完全 堵塞凡尔座，封住气出口，防止原油从气相出口溢出事故的发生。
旋流器的高度应处于罐体进口的下部，气相引入口应高于罐体的进 口位置，以达到最佳油气分离效果。
本实用新型的有益效果油气自动排放旋流气液分离器能使气液分 离更彻底，气液自动排放装置结构简单体积小，操作时不需要任何外来 动力，操作成本低，可以省略掉价格高、结构复杂、操作成本高的电气 化自动仪表系统。具有信号转换自动化系统和大浮筒式的液面自控一体 化分离器的优点，达到提高气液分离效果又自动排放的功能，并且自动 排放装置可拆卸可调节，能够适应不同密度差的气液分离，尤其适合天 然气生产场合。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1是油气自动排放旋流气液分离器整体结构剖面示意图。
图2是定压控流阀结构剖面示意图。
图3是气相自动排放装置结构剖面示意图。
图中，l.排污口， 2.罐体，3.旋流器，4.进口， 5.气相引入口， 6. 气相自动排放装置，7.气相排放管线，8.定压控流阀，9.液相排放管线， IO.液相自动排放装置，ll.辅助排液管，12.阀门，13.锥法兰，14.锥封 头，15.弹簧，16.阀体，17.喷嘴，18.喷嘴座，19.法兰，20.法兰，21. 凡尔座，22.凡尔罩，23.筛孔，24.凡尔塞，25.空心柱体，26.堵头，27. 底孔。
具体实施方式
实施例l:参阅图1。油气自动排放旋流气液分离器，罐体2为立式 密闭罐，直径1.5米，高4米。罐体2底部有一个排污口 1。罐体2中 部距离底部2米处有一个内径为80毫米的进口 4。罐体2内距离罐体底 部1. 5米处有一个旋流器3。罐体2内距离罐体底部1. 8米处有一个气 相引入口 5。在罐体2顶部固定有气相自动排放装置6。气相自动排放装 置6连接内径为50毫米的气相排放管线7。气相排放管线7连接有气相 出口定压控流阀8。罐体2下部连接有内径为80毫米的液相排放管线9。 液相排放管线9连接液相自动排放装置10。液相自动排放装置10连接 有液相出口定压控流阀8。在液相排放管线9与液相出口定压控流阀8 的管线上连接有辅助排液管11，辅助排液管上有一个手动阀门12。
参阅图2。定压控流阀的结构是由锥法兰13锥封头14弹簧15阀体 16喷嘴17喷嘴座18法兰19组成，锥法兰13的中心孔为锥形孔，其锥 度是75度。锥法兰13中心孔内有锥封头14，锥法兰13锥形孔与锥封 头14的锥度相同，也75度。在锥法兰13和法兰19之间有圆柱筒形的 阀体16。阀体16内径是60毫米。阀体16内有压縮弹簧15。法兰19 的中心孔内螺纹连接有喷嘴座18。喷嘴座18内有喷嘴17。喷嘴座18 与喷嘴17螺纹连接。喷嘴17中心孔为锥形，喷嘴17的中心孔最小直径 为IO毫米。
参阅图3。气相自动排放装置6包括法兰20、凡尔座21、凡尔罩22 和可调柱塞。凡尔座21螺纹连接在法兰20内孔，凡尔座21内孔有一个 锥面，锥度为75度。凡尔罩22螺纹连接在凡尔座21上。凡尔罩22为 筒状，直径为100毫米，长度为250毫米。凡尔罩22壁上均布有直径为 10毫米的筛孔23。凡尔罩22底部有一个80毫米的底孔27。在凡尔罩
22内有一个可调柱塞。可调柱塞的结构是在圆筒状空心柱体25的一 端螺纹连接有凡尔塞24，另一端连接有堵头26。空心柱体25的直径为 95毫米，长度100毫米。凡尔塞24的端部为椎体，椎体的锥度为75度， 与凡尔座21内孔锥面的锥度相同。
参阅图1。液相自动排放装置10的内部结构与气相自动排放装置6 的结构基本相同，不同点是液相自动排放装置10是在法兰20上固定 有一个密闭圆筒，密闭圆筒的直径为120毫米，长度400毫米。密闭圆 筒侧壁连接液相排放管线9。液相自动排放装置10的安装方向与气相自 动排放装置6的安装方向相反。
权利要求1、一种油气自动排放旋流气液分离器，包括罐体(2)，罐体(2)底部有排污口(1)，罐体(2)中部有进口(4)，罐体(2)内有旋流器(3)和气相引入口(5)，其特征是在罐体(2)顶部固定有气相自动排放装置(6)，气相自动排放装置(6)连接气相排放管线(7)，气相排放管线(7)连接有气相出口定压控流阀(8)，罐体(2)下部连接有液相排放管线(9)，液相排放管线(9)连接液相自动排放装置(10)，液相自动排放装置(10)连接有液相出口定压控流阀(8)。
2、 根据权利要求l所述的油气自动排放旋流气液分离器，其特征是-在液相排放管线(9)与液相出口定压控流阀(8)的管线上连接有辅助排液 管(ll)，辅助排液管上有阀门(12)。
3、 根据权利要求l所述的油气自动排放旋流气液分离器，其特征是 所述的定压控流阀(8)的结构是包括锥法兰(13)、锥封头(14)、弹簧 (15)、阀体(16)、喷嘴(17)、喷嘴座(18)和法兰(19)，锥法兰(13)的中 心孔为锥形孔，中心孔内有锥封头(14)，锥法兰(13)锥形孔与锥封头 (14)的锥度相同，在锥法兰(13)和法兰(19)之间有圆柱筒形的阀体(16)， 阀体(16)内有压縮弹簧(15)，法兰(19)的中心孔内螺纹连接有喷嘴座 (18)，喷嘴座(18)内有喷嘴(17)，喷嘴座(18)与喷嘴(17)螺纹连接，喷 嘴(17)中心孔为锥形。
4、 根据权利要求1或2或3所述的油气自动排放旋流气液分离器， 其特征是所述的气相自动排放装置(6)包括法兰(20)、凡尔座(21)、凡 尔罩(22)和可调柱塞，凡尔座(21)连接在法兰(20)内孔，凡尔座(21)内 孔有一个锥面，凡尔罩(22)连接在凡尔座(21)上，凡尔罩(22)为筒状， 凡尔罩(22)壁上均布有筛孔(23)，底部有底孔(27)，在凡尔罩(22)内有 一个可调柱塞，可调柱塞的结构是在圆筒状空心柱体(25)的一端螺纹 连接有凡尔塞(24)，另一端连接有堵头(26)，凡尔塞(24)的端部为椎体， 椎体的锥度与凡尔座(21)内孔锥面的锥度相同。
5、根据权利要求1或2或3所述的油气自动排放旋流气液分离器， 其特征是所述的液相自动排放装置(10)是在法兰(20)上固定有一个密 闭圆筒，密闭圆筒侧壁连接液相排放管线(9)，液相自动排放装置(10) 的安装方向与气相自动排放装置(6)的安装方向相反。
专利摘要油气自动排放旋流气液分离器，应用于原油油气分离。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。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。效果是能使气液分离彻底，不需要任何外来动力自动排放，结构体积小，操作成本低。达到提高气液分离效果又自动排放的功能，并且自动排放装置可拆卸可调节，能够适应不同密度差的气液分离，尤其适合天然气生产场合。
文档编号B04C5/14GK201055814SQ20072014933
公开日2008年5月7日 申请日期2007年5月29日 优先权日2007年5月29日
发明者郭咏梅 申请人:中国石油天然气股份有限公司