CN2173661Y - 含固含液气体分离器 - Google Patents

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冯叔初
何跃生
何利民
李自力
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Abstract

一种新型的含固含液气体分离器，它是对含固、 液气体的机械分离装置的改进。它是利用旋流分离 的原理，优化设计成合理的流体流道来达到机械分离 的目的。它主要是由分离器壳体、升气管、特殊的导 流叶片机构及增旋锥筒所构成。

Description

本实用新型涉及一种新型的含固含液气体分离器，它是对含固、液气体的机械分离装置的改进。它是利用叶片机构分离的原理，优化设计成合理的流体流道来达到机械分离的目的，它主要是由壳体、升气管和导流叶片机构所构成。
在石油的开发工程中，尤其是油气田的开发，常常遇到一些油气田的某些浅层气井井底地层结构松散，采出的气流中含砂量较高，给地面的集输***造成了许多问题，如带砂气流对地面集输管道、计量仪表及气体处理设备的磨损，都大大地降低了集气***的寿命，同时由于所带出的砂还将在集气管道、设备内部沉积，使气体过流面积减小，流动阻力增加，也往往给清理和维修带来诸多不变，尤其是含砂气体对节流气嘴的磨损会造成井口流量的失控。虽然并底防砂是比较有效的措施，但其作业费用昂贵，一般只用举高产气井。从经济角度考虑，一般的低产气井采用井下防砂是不合理的。所以，在油气田中，大部分出砂严重的低产气井都被迫关闭。这不仅浪费大量的钻井费用，也使这部分天然气资源得不到及时的开发和利用。因此，如何有效经济地对含砂含液气体进行分离是石油科技工作者所一直研究和探索的。
本实用新型的目的就在于避免现有技术的不足之处而提供了一种可有效的分离含砂含液气体中的砂、液的汽体除砂除液器。它是利用叶片机构离心的分离原理，将气体中的砂体和液体分离出去。它主要是由圆柱形空心壳体、升气管、导流叶片机构及增旋锥筒构成，其主要的技术特征在于壳体内设置有升气管，并在升气管与壳体的环形空间处设置有导流叶片机构，升气管的出气口设置在壳体顶端外面，升气管的进气口设置在导流叶片机构的下端，其壳体的流体入口设置在升气管出气口和导流叶片机构的中间位置，增旋锥筒设置在升气管的下方。这样，由流体入口进入到壳体内的流体就会在自身压力的作用下再进入导流叶片机构中，通过该机构的导流加速，促使流体中的砂体和液体增大离心力而沿壳体内壁下滑至出口。
附图1即为本实用新型的总体结构示意图。
附图2即为本实用新型导流叶片机构的结构示意图。
为了更好地实现本实用新型的上述目的，本实用新型的设计者将导流叶片机构（5）设计成是由水平叶片（10）和垂直叶片（9）组成，其水平叶片（10）的母线为水平线，并与升气管（3）的中心轴线垂直相交；垂直叶片（9）的母线与升气管（3）的中心轴线相平行，其上、下两边分别与水平叶片（10）相连，而其导流叶片机构（5）的水平叶片（10）的两边分别与壳体（4）内壁和升气管（3）外壁相连，并在两个水平叶片（10）的投影相叠处与垂直叶片一起构成叶片机构入口，在投影相叠的末端与垂直叶片（9）一起构成叶片机构出口。
对升气管（3），则将其设计成为空心圆柱筒体，上端为出气口（1），设置在壳体（4）顶端的外面；下端为进气口（6），设置在导流叶片机构（5）的下方；其外壁则与导流叶片机构（5）相连。
对其壳体（4），则将其设计成为两端封堵的空心圆柱筒体，其流体入口（2）设置在升气管（3）的出气口（1）与导流叶片机构（5）的中间位置；其出砂口（8）则设置在壳体（4）的底端；并在升气管（3）的进气口（6）下面和出砂口（8）的上方沿壳体（4）内壁设置有增旋锥筒（7），其增旋锥筒（7）带有出口的锥端向下与壳体（4）的出砂口（8）相对。
为了更加优化导流叶片机构，设计者则将其导流叶片机构（5）的水平叶片（10）设计成与升气管（3）外壁的交线可以展开成圆弧线、幂函数曲线和指数函数曲线。
附图的图面说明如下：
1－－－升气管出气口        2－－－流体入口        3－－－升气管        4－－－壳体
5－－－导流叶片机构        6－－－升气管进气口        7－－－增旋锥筒        8－－－出砂口
9－－－垂直叶片        10－－－水平叶片
下面将结合附图和实施例来详叙本实用新型的结构特点：
在实际设计和制造中，本实用新型的设计者是将流体入口设计成由切向或径向进入分离器壳体内，以便使含砂含液气体也沿切向或径向进入分离器，然后再进入导流叶片机构内；其导流叶片机构则是设计成由水平叶片和垂直叶片组成，均由三片或四片构成，其两个水平叶片的投影相叠处构成旋转流体的入口和出口，并在两个水平叶片投影相叠处加设垂直叶片；其中，水平叶片的母线为水平线，且与升气管的中心轴垂直相交，水平叶片与升气管外壁的交线可展开成圆弧线、幂函数线或指数曲线。水平叶片的包角在135～225°，水平叶片的入口角在45～75°之间，出口角在10～20°之间；垂直叶片的母线与中心轴平行，其上下两边分别与水平叶片相连，其前缘与升气管外壁相连，其未端与上下水平叶片及壳体构成叶片机构出口，垂直叶片在水平面上的投影可以是圆弧线、椭圆线、渐开线或螺旋线。
这样，含砂含液流体沿分离器的流体入口进入分离器，经导流叶片机构后加速旋转，形成旋涡流，同时旋涡流在下部的增旋锥筒内可得到进一步的加强，在离心力的作用下，密度较大的固体、液体向壳体壁面运移，气体则形成内叶片机构，向上通过升气管排出，固、液体则由下边的出砂口排出。从而实现除砂液的目的。
本实用新型具有较宽的流量适应范围，它可在低处理量下具有较高的分离效率。其重量轻、体积小，仅为目前油田气井计量站内重力沉降式分离器的数十分之一。

Claims (5)

1、含固含液气体分离器，它是由壳体(4)、升气管(3)、导流叶片机构(5)及增旋锥筒(7)构成，其体特征在于壳体(4)内设置有升气管(3)，并在升气管(3)与壳体(4)的环形空间处设置有导流叶片机构(5)，升气管(3)的出气口(1)设置在壳体(4)顶端外面，升气管(3)的进气口(6)设置在导流叶片机构(5)的下端，其壳体(4)的流体入口(2)设置在升气管(3)出气口(1)和导流叶片机构(5)的中间位置，增旋锥筒设置在升气管进气口的下方。
2、根据权利要求1所述的含固含液气体分离器，其特征在于导流叶片机构（5）是由水平叶片（10）和垂直叶片（9）组成，其水平叶片（10）的母线为水平线，并与升气管（3）的中心轴线垂直相交；垂直叶片（9）的母线与升气管（3）的中心轴线相平行，其上、下两边分别与水平叶片（10）相连。
3、根据权利要求1所述的含固含液气体分离器，其特征在于导流叶片机构（5）的水平叶片（10）的两边分别与壳体（4）内壁和升气管（3）外壁相连，并在两水平叶片（10）的投影相叠处与垂直叶片一起构成叶片机构入口，在投影相叠的末端与垂直叶片（9）一起构成叶片机构出口。
4、根据权利要求1所述的含固含液气体分离器，其特征在于升气管（3）为空心圆柱筒体，上端为出气口（1），设置在壳体（4）顶端的外面；下端为进气口（6），设置在导流叶片机构（5）的下方；其外壁则与导流叶片机构（5）相连。
5、根据权利要求1所述的含固含液气体分离器，其特征在于壳体（4）为两端封堵的空心圆柱筒体，其流体入口（2）设置在升气管（3）的出气口（1）与导流叶片机构（5）的中间位置；其出砂口（8）则设置在壳体（4）的底端；并在升气管（3）的进气口（6）下面和出砂口（8）的上方沿壳体（4）内壁设置有增旋锥筒（7），其增旋锥筒（7）带有出口的锥端向下与壳体（4）的出砂口（8）相对。
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