专利名称：气液固三相分离水力旋流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油化工及环保领域中应用到的一种分离装置，具体的说是涉及
一种能够对气、液、固三相进行分离处理的装置。
技术背景 随着我国众多油田开发的不断深入，采出液含砂量、伴生气量逐年增加。目前，采 出液的大量含砂、含气已经对地面集输设备造成了极大的损害，如增大管线传输阻力，堵塞 容器和管线，损坏设备等，这就使得油田除砂、脱气成为迫在眉睫的工艺要求。目前油田上 应用的除砂设备主要有重力沉降、过滤除砂、离心除砂以及旋流器除砂等几种形式；伴生气 的分离则主要有吸收法、活性炭吸附法、膜分离法等几种方法。上述工艺尽管处理效果基本 能满足生产需要，但随着油气生产成本逐渐上升，按照新的发展需要，这种工艺也逐渐暴露 出一些弊端，主要是流程复杂、体积及占地面积大、操作条件苛刻、生产和维护成本高等缺 点。因此寻找新型的处理设备以达到简化工艺流程、降低吨油成本的目的，是目前油气田地 面工程技术攻关的一项重要课题。经过科研人员的不懈努力，利用水力旋流原理研制出的 三相旋流器由于具有设备体积小、结构简单、占地面积小、运行可靠、能耗低等突出优点已 经开始被广泛采用。但是，这些现有的水力旋流器都存在一个普遍的问题，那就是固体、液 体难以实现彻底分离，未能实现除气效率的百分之百
实用新型内容
为了解决现有的气液固三相分离水力旋流器分离效率不十分高的问题，本实用新 型提供一种新型的气液固三相分离水力旋流器，该种气液固三相分离水力旋流器，同目前 常用的三相旋流器相比，由于采用了新式的腔内锥形结构，更容易实现气相分离，除气效率 接近百分之百；与此同时，通过底部结构的设计，液相和固体颗粒收集分离更加彻底。 本实用新型的技术方案是该种气液固三相分离水力旋流器，包括气体溢出管、分 离腔、入口管、固体排出管以及除气锥等常规结构，其独特之处在于在所述分离腔的底部， 围绕除气锥固定有一块环形挡板，沿此环形挡板所在圆周连接有一个带有液体出流管的且 中空的导流锥段，所述分离腔与导流锥段之间通过一块孔板来分隔。此外，为获得更好的效 果，可以将气体溢出管的底部伸入到分离腔内，位于入口管的下方。 本实用新型具有如下有益效果由于采取上述方案，混合液沿分离腔下行的过程 中，在离心力的作用下，密度较重相_固体颗粒及液体被甩至器壁；同时，密度较轻相_气体 被挤至中心处，在除气锥作用下，气体基本可以全部从伸入至分离腔内部的气体溢出管排 出。固体颗粒由于密度最大，在环形挡板作用下，会随少部分水沿固体排出管排出；液体则 从孔板进入导流锥段，由液体出流口排出，从而实现气-液-固三相一体化旋流分离。本方 案将可有效解决采出液含砂、含气对集输系统的影响，提高集输效率，延长设备使用寿命， 对推动各油田的集输工艺技术发展起到积极作用。
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图1是本实用新型的结构示意图一。
图2是本实用新型的结构示意图二，目的在于显示环形挡板的空间位置。 图3是本实用新型的平剖示意图。 图4是本实用新型中孔板的平剖示意图。 图中l-气体溢出管，2-入口管，3-分离腔，4-孔板，5-固体排出管，6-环形挡板， 7-除气锥，S-导流锥段，9-液体出流管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明 由图1结合图2、图3所示，该种气液固三相分离水力旋流器，包括分离腔3、入口 管2、固体排出管5以及除气锥7这些常规结构，其独特之处在于在所述分离腔3的底部， 围绕除气锥7固定有一块环形挡板6，沿此环形挡板6所在圆周连接有一个带有液体出流管 9的且中空的导流锥段8，所述分离腔3与导流锥段8之间通过一块孔板4分隔，孔板4的 具体结构如图4所示。此外，为获得更好的排气效果，可以将气体溢出管1的底部伸入到分 离腔3内，位于入口管2的下方。 该种气-液-固三相分离器的分离原理是利用不互溶介质的密度差进行离心分离 的。由气、液、固构成的混合介质由入口管进入分离腔，在压力的作用下，在设备内部产生高 速旋转，形成高速旋转的涡流。混合液沿分离腔下行的过程中，在离心力的作用下，密度较 重相——固体颗粒及液体被甩至器壁；同时，密度较轻相——气体被挤至中心处，在除气锥 作用下，气体基本可以全部从中部的气体溢出管排出；固体颗粒由于密度最大，在挡板作用 下，会随少部分水沿固体排出管排出；液体则从孔板进入导流锥段，由液体出流口排出，从 而实现气_液_固三相一体化旋流分离。 在此过程中，本方案所采用的除气锥可以举升气泡，使气体集中从溢流口排出，对 形成稳定气核起到重要作用。当然，它可以设计成空心结构，以节约材料。导流锥段的设计 则是为了避免引起"局部涡流"，使流场稳定；其上端的孔板起到支撑作用和排液作用，对流 场的稳定性影响较小。 本方案实施后，具有分离效率高的特点。因为该方案中新式的腔内锥形结构，更容 易实现气相分离，除气效率接近百分之百；与此同时，通过底部结构的设计，液相和固体颗 粒收集分离也更加彻底。此外，本方案结构一体化，设备体积小，同其他水处理工艺及设备 相比，具有结构简单、设备体积小、制造成本低、工艺简单，占地面积小等突出的优点。采用 本方案进行分离时，运行可靠、能耗低、分离过程自动完成，因此，本方案既可应用于油田生 产，又可应用于市政环保等其它领域，具有较好的推广应用前景。
权利要求一种气液固三相分离水力旋流器，包括气体溢出管(1)、分离腔(3)、入口管(2)、固体排出管(5)以及除气锥(7)，其特征在于在所述分离腔(3)的底部，围绕除气锥(7)固定有一块环形挡板(6)，沿此环形挡板(6)所在圆周连接有一个带有液体出流管(9)的且中空的导流锥段(8)，所述分离腔(3)与导流锥段(8)之间通过一块孔板(4)分隔。
2. 根据权利要求1所述的气液固三相分离水力旋流器，其特征在于所述气体溢出管 (1)的底部伸入分离腔(3)内，位于入口管(2)的下方。
专利摘要一种气液固三相分离水力旋流器。主要解决现有的气液固三相分离旋流器分离效率较低的问题。其特征在于在所述分离腔(3)的底部，围绕除气锥(7)固定有一块环形挡板(6)，沿此环形挡板(6)所在圆周连接有一个带有液体出流管(9)的且中空的导流锥段(8)，所述分离腔(3)与导流锥段(8)之间通过一块孔板(4)分隔。该种气液固三相分离水力旋流器，同目前已有的三相旋流器相比，由于采用了新式的腔内锥形结构，更容易实现气相分离，除气效率接近百分之百；与此同时，通过底部结构的设计，液相和固体颗粒收集分离更加彻底。
文档编号B04C5/00GK201519621SQ20092021972
公开日2010年7月7日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者刘扬, 李枫, 王宣, 蒋明虎, 赵立新 申请人:大庆石油学院