三相计量混输多功能集成装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种三相计量混输多功能集成装置，由立式气液分离罐、卧式气液分离罐、缓冲分离罐、气液混合罐、仪表、电动阀组、排污阀组、控制系统、变频器和螺杆泵构成。介质通过高效旋流分离与溢流沉降分离，分离后的气体和液体进入气液缓冲罐，在自动化控制系统的作用下实现燃气供应、精确计量和气液混合，通过螺杆泵进行气液混输，达到增压目的，以适应增压站的工作要求。本实用新型整体结构简单、体积小、成本低，测量精度高；采用差压控制液位，无机械传动，安全可靠；油气混输可靠；便于为燃烧系统等提供可靠的气源。
【专利说明】三相计量混输多功能集成装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种油田气液分离三相计量、气液混输、燃气供应、数字化控制装置。
【背景技术】
[0002]国家温室气体减排指标政策日益严格、明确，油田伴生气作为石油勘探开发板块中温室气体重点排放源，对节能减排具有举足轻重的作用。目前油田增压点主要采用单螺杆油气混输泵，大量伴生气分离后无法回到集输系统而被放空而得不到利用，且现有增压站(撬)无外输油气比例监控，输气效率不高。
【发明内容】
[0003]鉴于上述，本实用新型的目的就在于提供一种三相计量混输多功能集成装置，通过高效旋流分离与溢流沉降分离，分离后的气体和液体进入气液缓冲罐，在自动化控制系统的作用下实现燃气供应、精确计量和气液混合，通过螺杆泵进行气液混输，达到增压目的，以适应增压站的工作要求。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现:
[0005]一种三相计量混输多功能集成装置，包括立式气液分离罐、卧式气液分离罐、缓冲分离罐、气液混合罐、排污阀、控制系统、撬装底座、变频器和螺杆泵，撬装底座居于装置的底部，其特征是:
[0006]立式气液分离罐外壳立式圆筒体，壳体侧部设有介质入口，筒体底部、顶部分别通过管道与卧式气液分离罐底部液路进口、顶部气路进口连接，筒体末端与排污管道及排污阀连接，立式气液分离罐内壁置有与壳体连接两旋流分离装置，两旋流分离装置间置有管口朝下的锥形分离伞装置；
[0007]卧式气液分离罐外壳为卧式圆筒体，筒体内置有倾斜波纹状的油气分离折流板、堰板、U型挡板、喇叭口和气液挡板，卧式气液分离罐上端两侧分别与立式气液分离罐、气液缓冲分离罐上端气体区相连，下端分别与立式气液分离罐、气液缓冲分离罐下端液体区相连；
[0008]缓冲分离罐内上部设有挡液板和捕雾器，下部设有盘管，缓冲分离罐外顶端设有压力变送器，侧部有差压变送器，缓冲分离罐顶部出口设有两管路，一管路设有和压力变送器和电动调节阀，另一管路置有气体流量计和电动调节阀并与气液混合罐相连；缓冲分离罐底部液体区通过管道与气液混合罐底部相连，管道上装有液体流量计，气液混合罐通过管道与螺杆泵连接，螺杆泵上装有变频器；
[0009]气液混合罐为一立式圆筒体，内部设有正向旋片与反向旋片、汇合管与挡板。
[0010]本实用新型的优点:
[0011]本实用新型为一种油气高效混输控制与精确计量的装置，油井来液通过高效旋流分离与溢流沉降分离，分离后的气体和液体进入气液缓冲罐，实现三相计量、气液混输、燃气供应的目的。
[0012]本实用新型采用差压控制液位，无机械传动，安全可靠；经过分离罐分离的气体(除供燃烧外)与液体，采用自动化控制系统，依据差压值Λ P差压变送器示值、气体流量QL值、液体流量YL值、压力Pl与Ρ2值，通过调节电磁控制阀、电动调节阀、变频器进行调节，达到气液混输，实现燃气供应，为燃烧系统等提供可靠的气源。
[0013]本实用新型整体结构简单、体积小、成本低，液量计量精度< ±5%，气量计量精度
≤ ±8% ο
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型结构示意图。
[0015]图2是本实用新型的立式气液分离罐结构示意图。
[0016]图3是本实用新型的卧式气液分离罐结构示意图。
[0017]图4是本实用新型的气液混合罐结构示意图。
[0018]图中:
[0019]1-立式气液分离罐101-旋流分离装置102-锥形分离伞装置103-介质入口；
[0020]2-卧式气液分离罐201-折流板202-U型挡板203-堰板204-喇叭口 205-气液挡板；
[0021]3-缓冲分离罐301-挡液板302-捕雾器303-盘管；
[0022]4-气液混合罐401-正螺旋402-反螺旋403-扩散管404-搅拌片；
[0023]501-气体流量计502-液体流量计503、504_压力变送器505-差压变送器；
[0024]601-电磁控制阀602、603_电动调节阀
[0025]7-排污阀组
[0026]8-控制系统 9-撬装底座 10-变频器 11-螺杆泵
[0027]仪表测量值如下:
[0028]Pl -压力变送器(503)示值 Ρ2 -压力变送器(504)示值
[0029]Λ P-差压变送器(505)示值 QL-气体流量(501)计示值YL-液体流量(502)计示值。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图，对本实用新型的技术方案再作进一步的说明:
[0031]如图1-4所示，一种三相计量混输多功能集成装置，由立式气液分离罐1、卧式气液分离罐2、缓冲分离罐3、气液混合罐4、排污阀7、控制系统8、撬装底座9、变频器10和螺杆泵11组成，撬装底座9居于装置的底部。
[0032]立式气液分离罐I的主要功能是完成油井来液的气液旋流分离、碰撞分离工作。立式气液分离罐I外壳立式圆筒体，壳体侧部设有介质入口 103，筒体末端与排污管道及排污阀7连接，立式气液分离罐I内壁置有与壳体连接两旋流分离装置101，两旋流分离装置101间置有管口朝下的锥形分离伞装置102。筒体底部、顶部分别通过管道与卧式气液分离罐2底部液路进口、顶部气路进口相连接。介质从入口 103进入立式气液分离罐1，大部分介质通过旋流分离装置101进行旋流分离，小部分介质通过旋流分离装置101流至圆筒管壁向下流动从而进行界面分离，分离后的气体因密度小而上升，经锥形分离伞装置102集中向上改变流动方向，将气体中的小油滴粘附在伞壁上，聚集后附壁而下流，从而实现分离，这时管线来液中的游离气可达到完全分离以及大部分孵化气的初步分离，分离后的气体和液体分别从立式气液分离罐I顶端和底部进入卧式气液分离罐2。
[0033]卧式气液分离罐2的主要功能是完成来液的气液进一步分离工作，主要是利用重力分离与碰撞分离。卧式气液分离罐2外壳为卧式圆筒体，筒体内置有倾斜波纹状的油气分离折流板201、堰板203、U型挡板202、喇叭口 204和气液挡板205。卧式气液分离罐2上端分别与立式气液分离罐1、气液缓冲分离罐3上端气体区相连，下端分别与立式气液分离罐1、气液缓冲分离罐3下端液体区相连。由立式气液分离罐I内初步分离后液体从立式气液分离罐I底部通过喇叭口 204进入卧式气液分离罐2，立式气液分离罐I内初步分离后的气体从立式气液分离罐I顶部进入卧式气液分离罐2，液体经过折流板201流动，气体与折流板201碰撞，由于气体与液体在金属表面吸附力不同，从而实现气液分离。堰板203堵住液体流动，加之折流板201强迫液体增加了流动路程，并且实现先进先出，从而延长了停留时间实现重力分离，同时气体与U型挡板202碰撞,使其中的气体进一步分离。
[0034]缓冲分离罐3的主要功能是完成来液的气液进一步分离工作与缓冲工作。缓冲分离罐3上部设有挡液板301和捕雾器302，下部设有盘管303，缓冲分离罐外顶端设有压力变送器503，侧部有差压变送器505，缓冲分离罐3顶部出口设有两管路，一管路设有压力变送器504和电动调节阀602，另一管路置有气体流量计501和电动调节阀603，并与气液混合罐4相连；缓冲分离罐3底部液体区通过管道液体流量计502气液混合罐4底部相连，管道上装有液体流量计502，气液混合罐4通过管道与螺杆泵11连接，螺杆泵11上装有变频器10。缓冲分离罐3利用碰撞、聚结的分离方法，把卧式气液分离罐2进入缓冲分离罐气体中所含较小的液滴除去，形成较为干燥的气体。
[0035]气液混合罐4的主要功能是完成计量后气体与液体的完全混合，以达到混输的要求的工作。在气液混合罐4中设有正螺旋401和反螺旋402，筒壁上设有搅拌片404，通过流体的切割、剪切、旋转、扩散达到气液良好分散和充分混合，实现气液高效混合，达到增压目的，以适应燃气站的工作要求。
[0036]气体流量计501测得管线中的气体流量QL，液体流量计502测得管线中的液体流量YL，压力变送器503测得缓冲分离罐3内压力P1，压力变送器504测得缓冲分离罐3 —路管线中压力P2，差压变送器505测得缓冲分离罐3侧部的压力差Λ P。
[0037]控制系统8的主要功能是数据采集及电磁控制阀601、电动调节阀602与603、变频器10的控制。控制系统8采集气体流量QL、液体流量YL、压力Ρ1、压力Ρ2、以及压力差ΔΡ的值，同时根据这些量进行控制电磁控制阀601的开关、电动调节阀602与603的开度与变频器10的频率。(I)、当Pl大于装置或管线要求的最高压力值时，控制系统8打开电磁控制阀601进行排空；(2)、当Ρ2不在规定的流量范围时，由控制系统8调节电动调节阀602以满足要求；(3)、根据差压变送器505测得的差压值Λ P计算出液位高度H，然后依据压力变送器503示值Pl与液位高度H调节变频器10频率，控制液位高度在正常工作范围内；(4)依据气体流量QL与液体流量YL计算出管线中的气液比，然后依据气液比控制电动调节阀603的开度，控制气液比在螺杆泵11要求的气液比范围之内。
【权利要求】
1.一种三相计量混输多功能集成装置，包括立式气液分离罐(I)、卧式气液分离罐(2)、缓冲分离罐(3)、气液混合罐(4)、排污阀(7)、控制系统(8)、撬装底座(9)、变频器(10)和螺杆泵(11 )，撬装底座(9)居于装置的底部，其特征是: 立式气液分离罐(I)外壳立式圆筒体，壳体侧部设有介质入口(103)，筒体底部、顶部分别通过管道与折流气液分离罐(2)底部液路进口、顶部气路进口连接，筒体末端与排污管道及排污阀(7)连接，立式气液分离罐(I)内壁置有与壳体连接两旋流分离装置(101 )，两旋流分离装置(101))间置有管口朝下的锥形分离伞装置(102)； 卧式气液分离罐(2)外壳为卧式圆筒体，筒体内置有倾斜波纹状的油气分离折流板(201)、堰板(203)、U型挡板(202)、喇叭口(204)和气液挡板(205)，卧式气液分离罐(2)上端分别与立式气液分离罐(I)、气液缓冲分离罐(3)上端气体区相连，下端分别与立式气液分离罐(I)、气液缓冲分离罐(3)下端液体区相连； 缓冲分离罐(3)内上部设有挡液板(301)和捕雾器(302)，下部设有盘管(303)，缓冲分离罐外顶端设有压力变送器(503)，侧部有差压变送器(505)，缓冲分离罐(3)顶部出口设有两管路，一管路设有和压力变送器(504)和电动调节阀(602)，另一管路置有气体流量计(501)和电动调节阀(603)计量，并与气液混合罐(4)相连；缓冲分离罐(3)底部液体区通过管道液体流量计(502)气液混合罐4底部相连，管道上装有液体流量计(502)，气液混合罐(4 )通过管道与螺杆泵(11)连接，螺杆泵(11)上装有变频器(10 ); 气液混合罐(4)为一立式圆筒体，内部设有正向旋片(401)与反向旋片(402)、汇合管(403)与挡板(404)。
【文档编号】F04C13/00GK203822283SQ201420171399
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】王建录, 寿焕根, 潘临 申请人:兰州科庆仪器仪表有限责任公司