要出口 4排出，由于密度不同，气体上行经气包天然气出口 5排出，液相流体经过气包流体出口 9排出。
[0029]下面详细阐述:
[0030]I):油气入口进入全为气体
[0031]气包内无液面，浮筒7和弹簧6及其连接装置在重力作用下，弹簧处于伸长状态，气包天然气出口 5打开，进入的气体经过双螺旋油气分离结构后直接通过气包天然气出口5排出。同时，由于气包内外压力差的原因，流体出口被第二浮球封堵，防止气体从流体出口排出。
[0032]2):油气入口来液气量大，液量小
[0033]气包内满足f■浮<m1 X g+m2 X g
[0034]f■浮=P gv排
[0035]其中「浮筒(7)的质量，kg ;m2-弹簧及其连接装置(6)的质量，kg ;g_重力加速度，9.8N/kg ；fff -分离出的液体对浮筒所产生的浮力，N ; P -分离出的液体密度，Kg/m3 ；ν# -浮筒排开液体的体积，m3。
[0036]气包内液面较低，7(浮筒)和(6)弹簧及其连接装置的重力大于浮力，弹簧处于伸长状态，5出口(气包天然气出口 )打开。
[0037]液体的来量不足以将第二浮球浮起时，流体出口封堵，直至液体的来量将第二浮球浮起时，液体从液体出口排出。
[0038]3):油气入口来液液量大，气量小
[0039]气包内满足f■浮Sm1 X g+m2 X g+f气
[0040]f浮=P gv排
[0041]其中:f气-分离出气体对液面产生的压力，N;
[0042]第二浮球浮起，液体从流体出口排出；
[0043]气包内液面上升后，浮力大于浮筒7和弹簧及其连接装置的重力，弹簧被压缩，使气包天然气出口 5关闭；当气量增大时，液面由于气体压力会逐渐下降，此时浮筒7会因浮力减小而下降，浮力降至fi￥〈1^X g+m2X g+f气时，气包天然气出口 5将打开实现气体单一排出。
[0044]4):油气入口来液全为液体
[0045]气包内满足f■浮Sm1 X g+m2 X g+f气
[0046]f■浮=P gv排
[0047]其中:fn -分离出气体对液面产生的压力，N ；
[0048]第二浮球浮起，气包内液面上升后，浮力大于浮筒7和弹簧及其连接装置的重力，弹簧被压缩，使气包天然气出口 5关闭，防止液体从气包天然气出口 5排出。
【主权项】
1.一种防串油自封闭式油气分离气包，其特征在于:包括壳体，壳体内部通过隔板(8)分为第一部分和第二部分，所述壳体在第一部分设置有油气入口(I)，所述第一部分内设置有双螺旋油气分离结构(2)，所述双螺旋油气分离结构设置有流体出口(3)和气体出口(4);所述壳体在第二部分设置有气包天然气出口和气包流体出口 ；所述第二部分设置有对气包天然气出口进行自封闭的自封闭结构；所述隔板(8)的顶部与壳体的顶部留有距离，所述隔板(8)的底部与壳体的底部留有距离；当自封闭结构的重力小于浮力时，自封闭结构对气包天然气出口实现封堵，气包天然气出口关闭；随着壳体内气体的增多，在气体的作用下，液面被迫下降，自封闭结构随之下降，气包天然气出口打开。
2.根据权利要求1所述的一种防串油自封闭式油气分离气包，其特征在于:所述自封闭结构包括浮筒(7)、弹簧￠)，以及浮球，所述弹簧的一端与浮筒的顶部固定连接，所述弹簧的另外一端与浮球固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种防串油自封闭式油气分离气包，其特征在于:所述自封闭结构进一步包括有支撑座，所述弹簧穿过该支撑座且浮球位于支撑座的底部。
4.根据权利要求3所述的一种防串油自封闭式油气分离气包，其特征在于:所述支撑座包括底部以及自底部的两端分别向上延伸的一对臂部，所述底部设置有供弹簧穿过的孔，所述一对臂部固定在壳体的顶部。
5.根据权利要求2所述的一种防串油自封闭式油气分离气包，其特征在于:所述浮筒(7)的底部至少位于壳体二分之一以上的上部位置。
6.根据权利要求1所述的一种防串油自封闭式油气分离气包，其特征在于:所述双螺旋油气分离结构的气体出口(4)低于隔板(8)的顶部位置。
7.根据权利要求1所述的一种防串油自封闭式油气分离气包，其特征在于:所述双螺旋油气分离结构(2)位于壳体的底部，所述油气入口(I)位于壳体的最低端与双螺旋油气分离结构二分之一之间的任意位置，且油气入口高于双螺旋油气分离结构的液体出口。
8.一种基于权利要求1所述的防串油自封闭式油气分离气包的油气分离方法，其特征在于:油气从油气入口进入到壳体后，首先利用双螺旋油气分离结构进行初步的油气分离，分离出来的油和气分别通过气体出口和液体出口排出，排出的气体最终通过气包天然气出口排出，排出的液体通过气包流体出口排出；当从双螺旋油气分离结构排出的液体较多直至自封闭结构的浮力大于自封闭结构的重力时，自封闭结构在浮力的作用下上升直至封堵住气包天然气出口，随着双螺旋油气分离结构中分离出的气体的增加，壳体内液面被迫下降，随之，自封闭结构下降，气包天然气出口打开。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于:在所述双螺旋油气分离结构内，密度大的液体被分离到外围，气体分布于中心轴地带，流体沿螺旋结构的外围经过流体出口(3)排出，气体通过气体出口(4)排出。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于: 当油气入口全部为气体时，气包内无液面，自封闭结构仅有重力作用，气包天然气出口打开，进入的气体经过双螺旋油气分离结构后直接通过气包天然气出口排出；同时，由于气包内外压力差的原因，流体出口被第二浮球封堵，防止气体从流体出口排出； 当油气入口的气体的来量大，液体的来量小且满足fff〈Μ时，其中，fff为分离出的液体对浮筒所产生的浮力，M为自封闭式结构的重力；气包内液面较低，自封闭结构的重力大于浮力，气包天然气出口(5)打开，进入的气体经过双螺旋油气分离结构后直接通过气包天然气出口排出；液体的来量不足以将第二浮球浮起时，流体出口封堵，直至第二浮球浮起时，液体从液体出口排出； 当油气入口的液体量大，气体量小且满足fff >M时，第二浮球浮起，液体从流体出口排出；气包内液面上升后，自封闭结构的浮力大于重力，使气包天然气出口(5)关闭，当气体增大时，液面由于气体压力逐渐下降，此时自封闭结构因浮力减小而下降，浮力降至fi￥〈M时，气包天然气出口(5)打开，实现气体单一排出； 当油气入口全部为液体且满足fff>M时，第二浮球浮起，气包内液面上升后，浮力大于重力，使气包天然气出口(5)关闭，防止液体从气包天然气出口(5)排出。
【专利摘要】一种防串油自封闭式油气分离气包，根据离心力和受力平衡原理，在油气进入气包后，为了尽可能的避免气量较小、液量携出进入气管线情况的发生，先利用双螺旋结构更大程度的将油气分离，在气量较小，气包内液面上升到一定位置后，气包气量出口就会自动关闭，气量恢复后，液面下降，出气口打开，实现分离出更多的气量和出气口的自动开关，不存在气管线冻堵问题。避免了出现串油事故。
【IPC分类】E21B43-34
【公开号】CN104675378
【申请号】CN201510053431
【发明人】蒋海岩, 田相雷, 袁士宝, 李秀明, 林珊珊, 安伟伟, 李俊峰, 廖坤梦
【申请人】西安石油大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月2日