专利名称：超音速高效气液分离器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于天然气集输低温气液分离技术领域，具体涉及到超音速高效气液分离器。
背景技术：
从气井中开采天然气需加醇采出，天然气开采出后，经管线送至集气站，几口气井的天然气汇集到集气站，在集气站将混合在天然气中的水合物以及液烃从天然气中分离出去，使分离后的天然气达到干气指标。
目前对混合在天然气中的水合物以及液烃的分离方法是采用加热炉对天然气进行加热，加热后的天然气经三项分离器分离，将天然气与水合物和液烃分离，被分离后的天然气输送到处理厂进行脱硫处理，经加压，从输油管道输送到用户。这种天然气的处理方法及其设备，在然气加热处理过程中，需配置大型的天然气加热炉，而且要配备专人看管，定期维修，消耗了大量的能源和资金，浪费了人力物力，提高了输送天然气的成本。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述气液分离装置的缺点，提供一种设计合理、处理量大、效率高、无能耗、使用方便、无环境污染、输气成本低的超音速高效气液分离器。
解决上述技术问题所采用的技术方案是在气液分离室的左端设置有左联接盘、右端设置有右联接盘，在左联接盘的左端设置有消音外管，在消音外管的左端设置有进气法兰盘，在进气法兰盘的轴向中心位置加工有进气孔，进气法兰盘内设置有与进气喷嘴联接与进气孔相联通的咽喉管，咽喉管的右端设置有位于消音外管内与旋流管联接的雾化管，在雾化管内的右端设置有旋流器，旋流管的右端与气液分离室联接，在右联接盘的右端设置安装有液体溢流气出嘴的液体溢流气出嘴安装座，液体溢流气出嘴安装座的右端设置加工有出气孔的出气嘴法兰盘，在出气嘴法兰盘内设置有与气液分离室相联通的扩散器。
本实用新型的咽喉管内的左侧为截面积与进气孔的截面积相同的直管道、右侧为收敛形流通道。本实用新型的进气喷嘴的轴向加工或制作有拉瓦尔形流通道，拉瓦尔形流通道的左端截面积与喉管收敛形流通道的右端截面积相同。本实用新型的旋流器为在旋流轮轴的中心位置的左端设置有与旋流轮轴联或连为一体的整流罩，在旋流轮轴的轴向外表面设置有与旋流轮轴联或连为一体的旋流片。本实用新型的扩散器为扩散形管道，扩散器的右端截面积与出气嘴法兰盘的出气孔的截面积相同。
本实用新型的喉管收敛形流通道的最大直径与进气喷嘴的喉部的直径比为3～6，咽喉管的收敛形流通道的入口与进气喷嘴喉部的距离为20～40mm。
本实用新型在旋流轮轴的轴向外表面设置的旋流片至少有3片、且可等分圆周，旋流片与旋流轮轴的负向夹角为在30～60°。
本实用新型的旋流器的整流罩为底面设置在旋流轮轴上的锥体。
本实用新型将含有水合物以及液烃的天然气通过拉瓦尔形进气喷嘴将气体的流动速度增大到超音速，在拉瓦尔形的进气喷嘴内产生的低温导致天然气中的水合物和液烃发生冷凝，雾状的流体以超音速进入旋流器通过旋流管产生旋流，在离心力的作用下，使液态微点滴到旋流管壁上，经气液分离室将水合物和液烃与天然气分离，被分离的水合物和液烃经扩散器外围从液体溢流气出嘴流出，干天然气进入扩散器减速增压后从出气孔输出。本实用新型采用了双层封闭结构进行低温分离，消除了噪音，在分离过程中不用化学物品，无环境污染，实现无人操作，降低了输气成本，保护了气田的环境，提高了分离效果，处理量大，每天可处理10×105m3天然气，减少了集气站的配套设施。本实用新型具有设计合理、效率高、处理量大、无能耗、使用方便、无环境污染、输气成本低等优点，可在天然气集气站推广使用。
图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图。
图2是图1中的旋流器4的主视图。
图3是图2的左视图。
图4是图2的俯视图。
图5是图1中气液分离室5的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
在图1～4中，本实施例的超音速高效气液分离器由进气法兰盘1、咽喉管2、进气喷嘴3、旋流器4、气液分离室5、液体溢流气出嘴6、扩散器7、出气嘴法兰盘8、液体溢流气出嘴安装座9、右联接盘10、密封圈11、左联接盘12、旋流管13、消音外管14、雾化管15联接构成。
在气液分离室5的左端用螺纹紧固联接件固定联接有左联接盘12、右端用螺纹紧固联接件固定联接有右联接盘10，左联接盘12与右联接盘10用螺纹紧固联接件固定联接，在左联接盘12与右联接盘10之间安装有密封圈11，左联接盘12的左端与消音外管14的右端焊接固定联接，消音外管14的左端与进气法兰盘1焊接固定联接有。在进气法兰盘1的轴向中心位置加工有进气孔a，进气法兰盘1内的轴向中心位置通过螺纹联接安装有咽喉管2，本实施例的咽喉管2内的左侧为截面积与进气孔a的截面积相同的直管道、右侧为收敛形流通道，咽喉管2与进气孔a相联通。在咽喉管2的中心位置通过螺纹联接安装有进气喷嘴3，本实施例的进气喷嘴3的轴向中心位置加工或制作有拉瓦尔形流通道，拉瓦尔形流通道的左端截面积与收敛形流通道的右端截面积相同，咽喉管2的收敛形流通道的最大直径与进气喷嘴3的喉部的直径比为4，咽喉管2的收敛形流通道的入口与进气喷嘴3喉部的距离为30mm。含有水合物以及液烃的天然气，从进气法兰盘1的轴向中心位置的进气孔a流入，流经咽喉管2内的收敛形流通道，压力和温度降低、流速增大，流到进气喷嘴3内的拉瓦尔形流通道的喉部，流速超过音速，混合在天然气中的水合物和液烃冷凝形成雾状。在咽喉管2的右端外通过螺纹固定联接安装有雾化管15，雾化管15设置在消音外管14内，在雾化管15的右端内通过螺纹联接固定安装有旋流器4。本实施例的旋流器4由旋流整流罩4-1、轮轴4-2、旋流片4-3连接构成，在旋流轮轴4-2的中心位置的前端有与旋流轮轴4-2连为一体的整流罩4-1，本实施例的整流罩4-1为底面与旋流轮轴4-2连为一体的锥体，在旋流轮轴4-2的轴向外表有与旋流轮轴4-2连为一体的3片旋流片4-3，旋流片4-3与旋流轮轴4-2的负向夹角为在45°。在雾化管15的右端外通过螺纹联接固定安装有旋流管13，旋流管13为直管、右端为喇叭形管，旋流管13的左端设置于消音外管14内，消音外管14用于消除天然气流在进气喷嘴3、雾化管15、旋流器4以及旋流管13内流动时所产生的噪音，旋流管13的右端用螺纹紧固联接件与气液分离室5固定联接。从进气喷嘴3流出的高速天然气流，经雾化管15进入旋流器4，旋流器4产生高速旋转，在离心力的作用下，天然气中的雾状水合物以及液烃微点被离心到旋流管13内壁上，经气液分离室5将液体从含有水合物以及液烃的天然气中分离出来。在右联接盘10的右端焊接固定联接有液体溢流气出嘴安装座9，液体溢流气出嘴安装座9的右端焊接固定联接安装有出气嘴法兰盘8，出气嘴法兰盘8的轴向中心位置加工有出气孔b。在出气嘴法兰盘8内的中心位置通过螺纹联接安装有扩散器7，扩散器7的左侧用螺纹紧固联接件与气液分离室5固定联接、左端插入旋流管13的右端内，扩散器7与气液分离室5相联通，扩散器7为扩散形管道，扩散器7的左端截面积小于旋流管13的右端截面积、右端截面积与出气嘴法兰盘8的出气孔b的截面积相同，经分离后的天然气在扩散器7内的扩散形管道，减速增压，从出气嘴法兰盘8上的出气孔b输出。在液体溢流气出嘴安装座9的下部通过螺纹联接安装有液体溢流气出嘴6，在气液分离室5内经分离的水合物和液烃流经从旋流管13的右端与扩散器7左端的间隙经扩散器的外部，从液体溢流气出嘴6排出。
实施例2在本实施例中，喉管2收敛形流通道的最大直径与进气喷嘴3的喉部的直径比为3，咽喉管2的收敛形流通道的入口与进气喷嘴3喉部的距离为20mm。旋流器4的旋流片与旋流轮轴的负向夹角为在30°。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例3在本实施例中，喉管2收敛形流通道的最大直径与进气喷嘴3的喉部的直径比为6，咽喉管2的收敛形流通道的入口与进气喷嘴3喉部的距离为40mm。旋流器4的旋流片与旋流轮轴的负向夹角为在60°。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例4在本实施例中，喉管2收敛形流通道的最大直径与进气喷嘴3的喉部的直径比为3，咽喉管2的收敛形流通道的入口与进气喷嘴3喉部的距离为40mm。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例5
在本实施例中，喉管2收敛形流通道的最大直径与进气喷嘴3的喉部的直径比为6，咽喉管2的收敛形流通道的入口与进气喷嘴3喉部的距离为20mm。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例6以上的实施例1～5中，在旋流轮轴的轴向外表面设置有8片旋流片、且可等分圆周。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
权利要求1.一种超音速高效气液分离器，其特征在于在气液分离室[5]的左端设置有左联接盘[12]、右端设置有右联接盘[10]，在左联接盘[12]的左端设置有消音外管[14]，在消音外管[14]的左端设置有进气法兰盘[1]，在进气法兰盘[1]的轴向中心位置加工有进气孔[a]，进气法兰盘[1]内设置有与进气喷嘴[3]联接与进气孔[a]相联通的咽喉管[2]，咽喉管[2]的右端设置有位于消音外管[14]内与旋流管[13]联接的雾化管[15]，在雾化管[15]内的右端设置有旋流器[4]，旋流管[13]的右端与气液分离室[5]联接，在右联接盘[10]的右端设置安装有液体溢流气出嘴[6]的液体溢流气出嘴安装座[9]，液体溢流气出嘴安装座[9]的右端设置加工有出气孔[b]的出气嘴法兰盘[8]，在出气嘴法兰盘[8]内设置有与气液分离室[5]相联通的扩散器[7]。
2.按照权利要求1所述的超音速高效气液分离器，其特征在于所说的咽喉管[2]内的左侧为截面积与进气孔[a]的截面积相同的直管道、右侧为收敛形流通道；所说的进气喷嘴[3]的轴向加工或制作有拉瓦尔形流通道，拉瓦尔形流通道的左端截面积与喉管[2]收敛形流通道的右端截面积相同；所说的旋流器[4]为在旋流轮轴[4-2]的中心位置的左端设置有与旋流轮轴[4-2]联或连为一体的整流罩[4-1]，在旋流轮轴[4-2]的轴向外表面设置有与旋流轮轴[4-2]联或连为一体的旋流片[4-3]；所说的扩散器[7]为扩散形管道，扩散器[7]的右端截面积与出气嘴法兰盘[8]的出气孔[b]的截面积相同。
3.按照权利要求2所述的超音速高效气液分离器，其特征在于所说的喉管[2]收敛形流通道的最大直径与进气喷嘴[3]的喉部的直径比为3～6，咽喉管[2]的收敛形流通道的入口与进气喷嘴[3]喉部的距离为20～40mm。
4.按照权利要求2所述的超音速高效气液分离器，其特征在于所说在旋流轮轴[4-2]的轴向外表面设置的旋流片[4-3]至少有3片、且可等分圆周，旋流片[4-3]与旋流轮轴[4-2]的负向夹角为在30～60°。
5.按照权利要求2所述的超音速高效气液分离器，其特征在于所说旋流器[4]的整流罩[4-1]为底面设置在旋流轮轴[4-2]上的锥体。
专利摘要一种超音速高效气液分离器，在气液分离室的左端设左联接盘、右端设右联接盘，在左联接盘的左端设消音外管，在消音外管的左端设进气法兰盘，在进气法兰盘的轴向中心位置加工有进气孔，进气法兰盘内设与进气喷嘴联接与进气孔相联通的咽喉管，咽喉管的右端设位于消音外管内与旋流管联接的雾化管，在雾化管内的右端设旋流器，旋流管的右端与气液分离室联接，在右联接盘的右端设安装有液体溢流气出嘴的液体溢流气出嘴安装座，液体溢流气出嘴安装座的右端设加工有出气孔的出气嘴法兰盘，在出气嘴法兰盘内设与气液分离室相联通的扩散器。它具有设计合理、效率高、处理量大、无能耗、无环境污染、输气成本低等优点，可在天然气集气站推广使用。
文档编号B01D45/00GK2845887SQ200520078930
公开日2006年12月13日 申请日期2005年6月17日 优先权日2005年6月17日
发明者王玉春 申请人:西安东新石油设备厂