一种用于气体消泡的气液分离装置制造方法及图纸

本申请提供了一种用于气体消泡的气液分离装置，包括：旋流壳体、设置在所述旋流壳体内的离心消泡部件和二次化学消泡部件；所述离心消泡部件置于所述旋流壳体的下部，包括旋流内筒、设置在所述旋流内筒内的旋转叶片组件和排气管，所述旋转叶片组件套设于所述排气管的外侧；所述二次化学消泡部件置于所述旋流壳体的上部，包括置于装置内旋流内筒上方的消泡网及设置于消泡网上方的波纹板。合理地将离心场、惯性撞击和超疏水表面等消泡方法有效地匹配在一起，利用机械方法和化学消泡机理结合可实现快速消泡，相较于现有的化学消泡法，运行成本大幅降低的同时还能实现气液两相的预分离过程，这可有效减少二次泡沫的生成。

A Gas-liquid Separation Device for Gas Defoaming

The present application provides a gas-liquid separation device for gas defoaming, including a swirling shell, a centrifugal defoaming component arranged in the swirling shell and a secondary chemical defoaming component; the centrifugal defoaming component is placed at the lower part of the swirling shell, including a swirling inner tube, a rotating blade assembly and an exhaust pipe arranged in the swirling inner tube, and the rotating blade assembly is sleeved. On the outer side of the exhaust pipe, the secondary chemical defoaming component is placed on the upper part of the cyclone shell, including a defoaming net placed above the cyclone inner cylinder in the device and a corrugated plate arranged above the defoaming net. By reasonably matching the defoaming methods of centrifugal field, inertial impact and super hydrophobic surface together, the defoaming method can be realized by combining mechanical method and chemical defoaming mechanism. Compared with the existing chemical defoaming method, the operation cost can be greatly reduced, and the pre separation process of gas-liquid two phase can be realized at the same time, which can effectively reduce the formation of the two foam.

【技术实现步骤摘要】
一种用于气体消泡的气液分离装置
本申请涉及多相流分离的
，特别是指用于天然气泡沫排水采气工艺中的消泡作业和气液预分离过程。
技术介绍
现有的泡沫排水采气工艺是天然气(包括页岩气)开采中后期清除井底积液的较佳技术。然而，在天然气进入输气管线之前，如不及时除去其所夹带的大量稳定的泡沫，则会对管道输送设备和计量仪器造成一定损害，同时还严重影响气液分离设备的除液效果，进而影响输气系统的安全运行。一线站场通常采用化学消泡法来实施消泡作业，即通过撬装式注入装置将专用消泡剂液体或消泡棒定期投入输气管道或者专门用于消泡的罐体内进行消泡。虽然消泡剂有一定的消泡作用，但其通用性不强，不同地区气井需要使用不同种类的起泡剂和消泡剂，前期投资成本会相应增加。此外，消泡剂的消耗量比较大，实际运行中投入的消泡剂数量多达理论计算值的2～4倍，只有这样才能确保消泡剂跟泡沫充分接触，进而达到快速消泡的目的。而现行市场上消泡剂的价格约为3万元/吨，导致消泡作业运行成本大幅增加，这已成为天然气生产管理部门迫切希望彻底解决的一个重要技术性课题。与此同时，完成消泡作业后的天然气通常会进入相应的气液分离设备以除去液滴杂质，进而保证天然气长输管道以及集输系统中压缩机组、计量仪器等核心设备安全可靠运行。而现场主要是通过气液聚结过滤器等设备对天然气进行深度气液分离，由于聚结过滤器的过滤精度较高(通常为0.3μm)，因此，聚结滤芯的滤材孔径需很小才能满足其过滤要求。而当气体中含液浓度较高，或上游消泡不完全(包括二次泡沫的产生)时，气体中携带的大量液滴杂质(尤其是泡沫)将会被拦截在滤芯内部并堵塞滤材内部孔隙，导致滤芯压降急速上升，此时必须暂停过滤器运行并及时更换滤芯，而频繁更换滤芯会进一步增加运行成本。
技术实现思路
本申请提供了一种用于气体消泡的气液分离装置，以至少解决现有技术中天然气夹带大量泡沫的问题。根据本申请的一个方面，提供了一种用于气体消泡的气液分离装置，包括：旋流壳体3、设置在所述旋流壳体3内的离心消泡部件和二次化学消泡部件；所述离心消泡部件置于所述旋流壳体3的下部，包括旋流内筒4、设置在所述旋流内筒4内的旋转叶片组件5和排气管7，所述旋转叶片组件5套设于所述排气管7的外侧；所述二次化学消泡部件置于所述旋流壳体3的上部，包括置于装置内旋流内筒4上方的消泡网10及设置于消泡网10上方的波纹板11。在一个实施例中，所述离心部件还包括切向入口管路2，方向为水平向下倾斜，倾斜角度范围为10～60度，以此使气流获得向下的初速度，目的在于使气流快速完成冲击和离心消泡过程。在一个实施例中，所述旋流内筒4为多层结构，包括内层筒41和外层筒3。在一个实施例中，所述内层筒41的表面开设多孔结构，所述外层筒3为实心结构，在距离内层筒41内侧壁面20～50mm处，沿周向通过给水管路均匀布置雾化喷嘴。布置雾化喷嘴的目的在于：一方面可以清除壁面上残留的泡沫，另一方面注入的水滴可以通过降低泡沫中起泡剂的浓度来破坏泡沫的稳定性。在一个实施例中，所述消泡网10为多层丝网结构，网孔径从下到上依次增大，丝网表面做超疏水处理。消泡网的这种结构使气流均匀分布的同时还能利用网孔的挤压作用进行消泡，并且对小液滴有一定的聚结能力。此外，丝网结构可由多孔泡沫结构，如多孔泡沫镍等取代，多孔泡沫结构中的孔为三维立体孔。在一个实施例中，所述波纹板11由多个间隔分布且并行排列的波纹叶片110及其构成的气流通道111，排液腔12和固定外壳13组成，波纹叶片110的前后部分区别在于有无疏水钩113，波纹叶片110的后半部有疏水钩113而前半部没有。在一个实施例中，所述波纹板11的每个所述叶片110的表面通过改性处理制备成超疏水表面，超疏水表面可以进一步实现消泡并分离出天然气中夹带的液体。现有天然气液体消泡器通常需要消耗大量的消泡剂才能满足消泡作业的要求，而目前市场上的消泡剂价格却高达每吨3万元左右。同时，目前尚未研究出具有普适性的消泡剂，前期必须投入一定资金以研究出合适的消泡剂，这将造成消泡工艺投资成本进一步增加。较现有消泡技术，本申请合理运用离心力、惯性撞击等物理消泡方法和疏水表面可消泡的化学消泡机理来实现快速消泡，同时还可进行气液预分离。这不但可大幅降低消泡作业的成本，而且通过气液两相的有效分离可有效遏制二次泡沫的产生，进而可有效改善聚结滤芯的气液分离效果并延长其使用寿命。现有的天然体液体消泡器通常为满足消泡作业的标准，一线站场一般采用消泡剂连续注入的方式来进行消泡作业。而当运行时间较长时，消泡剂输送管路中容易混有杂质，而给药喷嘴则会因其内部发生堵塞而使其喷出的消泡剂量有所减少，从而导致消泡不完全，少量泡沫则会通过排气管路进入下游设备，而残余的表面活性物质容易在管道阻力大的地方引起泡沫再生现象，不但积液现象严重而且容易造成管道腐蚀，从而影响输气安全。较现有天然气液体消泡器，本申请巧妙地利用物理消泡方法和化学消泡机理来多次同时实现消泡和气液分离过程，不但可提高破泡率和气液分离效率，且可有效阻止二次泡沫的生成，减少管道积液现象。现有的化学消泡法是通过消泡剂与表面活性物发生化学反应，从而破坏泡沫的稳定性使其发生溃灭，这会影响起泡剂的重复发泡能力，难以实现泡沫基液的循环利用。较现有的化学消泡法，本申请巧妙地运用多种消泡机理来达到消泡剂的作用，即通过离心力、惯性撞击和超疏水表面等消泡方法来加快泡沫表面液膜的排液速度来破坏其稳定性并迫使泡沫快速破灭。此外，本申请未添加其他表面活性物质，分离出来的起泡基液可实现循环利用，进一步降低投资成本。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请的结构示意图。图2是切向入口管路示意图。图3是旋转叶片组件示意图。图4是旋流筒体示意图。图5是旋流筒体剖视图。图6是梯度孔径的消泡网示意图。图7是波纹板安装示意图。图8是波纹板等轴测示意图。附图标号：1、采气管；2、切向入口管路；3、旋流壳体；4、旋流内筒；5、旋转叶片组件；51、旋转叶片；52、轴套；53、法兰；6、集液腔；7、排气管；8、排液口；9、导流罩；10、消泡网；101、丝网孔径；11、波纹板；12、排液腔；13、出口管路；14、固定外壳；110、波纹叶片；111、气流通道；112、气流出口；113、疏水钩；15、分离隔板。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。为了解决现有技术中的问题，本申请提出了一种用于气体消泡的气液分离装置，如图1所示，该气液分离装置主要由旋流壳体3、设置在所述旋流壳体3内的离心消泡部件和二次化学消泡部件构成，离心消泡部件置于旋流壳体3的下部，二次化学消泡部件置于旋流壳体3的上部。其中，离心消泡部件主要由旋流内筒4内置旋转叶片组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于气体消泡的气液分离装置，其特征在于，包括：旋流壳体(3)、设置在所述旋流壳体(3)内的离心消泡部件和二次化学消泡部件；所述离心消泡部件置于所述旋流壳体(3)的下部，包括旋流内筒(4)、设置在所述旋流内筒(4)内的旋转叶片组件(5)和排气管(7)，所述旋转叶片组件(5)套设于所述排气管(7)的外侧；所述二次化学消泡部件置于所述旋流壳体(3)的上部，包括置于装置内旋流内筒(4)上方的消泡网(10)及设置于消泡网(10)上方的波纹板(11)。

【技术特征摘要】
2019.03.06 CN 20191016695761.一种用于气体消泡的气液分离装置，其特征在于，包括：旋流壳体(3)、设置在所述旋流壳体(3)内的离心消泡部件和二次化学消泡部件；所述离心消泡部件置于所述旋流壳体(3)的下部，包括旋流内筒(4)、设置在所述旋流内筒(4)内的旋转叶片组件(5)和排气管(7)，所述旋转叶片组件(5)套设于所述排气管(7)的外侧；所述二次化学消泡部件置于所述旋流壳体(3)的上部，包括置于装置内旋流内筒(4)上方的消泡网(10)及设置于消泡网(10)上方的波纹板(11)。2.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述离心部件还包括：水平向下倾斜设置的切向入口管路(2)，用于向所述旋流内筒(4)通入天然气。3.根据权利要求2所述的气液分离装置，其特征在于，所述切向入口管路(2)的倾斜角度范围为10～60度。4.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述旋流内筒(4)的侧壁开设多个孔，所述多个孔的方向为水平或斜向下。5.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述旋流壳体(3)分为上下两部分，通过一分离隔板(15)隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：常程，王佳荣，姬忠礼，刘震，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11