一种液位自调节管束分离器制造技术

一种液位自调节管束分离器，主要由管束分离器和自调节液位控制器组成。管束分离器可由组合管道通过接头拼接而成。自调节液位控制器基于气、液流动自身的流体力学特性，无需任何外力驱动，将管束分离器中的液位信息传递至连通器外筒体内，使得浮动内筒体上升或下降，从而带动堵头改变气液出口管的阻力特性，进而调节气液出口量，使得分离器液位快速恢复正常状态。通过自调节液位控制器可增大管束分离器的适用范围，使其能快速适应入口气液来流波动，能够在较大气液范围内稳定工作。能够在较大气液范围内稳定工作。能够在较大气液范围内稳定工作。

【技术实现步骤摘要】
一种液位自调节管束分离器

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[0001]本专利技术公开一种液位自调节管束分离器，特别涉及气液两相流分离领域。

技术介绍
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[0002]随着海上油气田的快速开发以及油气集输技术的迅速发展，针对气液两相流相关技术问题的研究越来越普遍。在油气集输系统中，油气分离是生产管理中的一项重要工作，研发高效、安全、稳定的油气分离器一直是行业追求的目标。目前气液分离技术有重力式和离心式两种。其中传统重力式分离器的技术已经相对比较成熟，但其分离时间长、设备过于庞大，面对如今海洋油气的快速开发，其并不适用于海上平台。与重力分离相比，离心式分离器借助旋流产生的离心力加速气液分离，具有结构紧凑、分离高效快速、便于操作等特点。但由于离心分离需要入口有较高流速，当而当流速过高时又容易加剧冲蚀，导致分离器过早损坏。
[0003]本专利技术专利公开了一种液位自调节管束分离器，它结合了传统重力式分离器与离心式分离器的优点，并改善了两者的不足之处，使其同时具有体积紧凑、分离高效、缓冲空间大、便于控制等特点。该分离器还设有一种液位自调节控制器，此控制器基于气、液流动自身的流体力学特性，无需任何外力驱动，当分离器内部液位波动时，可自行调节，使液位一直稳定在分离器中部，从而减少因液位不稳定带来的分离效果的波动。

技术实现思路
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[0004]本专利技术涉及一种液位自调节管束分离器，主要由管束分离器及自调节液位控制器两部分组成，管束分离器分别通过气相导管、液相导管与自调节液位控制器的外筒体相连通，自调节液位控制器上部的气相三通管的水平管入口端通过管接头与管束分离器上部的气相出口管连接，自调节液位控制器下部的液相三通管通过管接头与管束分离器下部的液相出口管连接。
[0005]所述管束分离器主要包括气液两相入口管、竖直分离管、集气环、气液汇集环、集液环、气相出口管以及液相出口管；集气环、气液汇集环、集液环分层布置，气液汇集环位于中部，其上部为集气环，下部为集液环；集气环、气液汇集环、集液环入口端相互通过竖直分离管相连通；气液两相入口管与气液汇集环相连通；集气环与气相出口管相连，集液环与液相出口管相连；气相出口管和液相出口管位于同侧，气液两相入口管位于二者的对侧；气相出口管通过管接头与气相三通管的直通入口相连，液相出口管通过管接头与液相三通管的直通入口相连；连接集气环和气液汇集环的竖直管上开设有气相导管入口，可与气相导管相接；连接集液环和气液汇集环的竖直管上开设有液相导管入口，可与液相导管相接；气相导管入口的高度应为自调节液位控制器的调节液位上限，液相导管入口的高度应为自调节液位控制器的调节液位下限，气相导管入口和液相导管入口之间的垂直距离应为自调节液位控制器的调节高度范围。
[0006]优选地，所述管束分离器可由组合工型管、弯管、竖直分离管、气液两相入口管、气
相出口管、液相出口管相互通过管接头、三通接头、四通接头拼接而成；所述组合工型管由上水平管、中水平管、下水平管、竖直管组成，其中上水平管与弯管通过管接头连接构成集气环，中水平管与弯管通过管接头连接构成气液汇集环、下水平管与弯管通过管接头连接构成集液环，竖直管使得集液环、集气环、气液汇集环相互连通；气液两相入口管通过四通接头与气液汇集环、竖直分离管相连通，气相出口管通过三通接头与集气环相连通，液相出口管通过三通接头与集液环相连通。
[0007]所述自调节液位控制器主要由液相三通管、气相三通管、外筒体、浮动内筒体、浮杆、液相堵头、以及气相堵头组成；外筒体上端面设有法兰，法兰中心设有与气相三通管等径的圆孔。
[0008]气相三通管的水平入口端与气相出口管通过管接头相连通，气相三通管的竖直管出口通过法兰与外筒体的法兰相连。
[0009]浮动内筒体为圆筒状结构，其顶部端面中心通过浮杆与气相堵头相连，底部端面中心通过浮杆与液相堵头相连；将外筒体上部端面的法兰进行拆卸后可将浮动内筒体放置于内；浮动内筒体上设有注液口和出液口，其重量可通过向内部增加或减少液体量进行调整。
[0010]浮动内筒体顶部的浮杆连接气相堵头穿过法兰中心孔进入气相三通管的竖直管，浮动内筒体底部的浮杆连接液相堵头穿过外筒体进入液相三通管的竖直管；外筒体上部管壁上开设有气相导管出口，与气相导管相接，外筒体下部管壁上开设有液相导管出口，与液相导管相接。
[0011]优选地，所述气相三通管的水平管、竖直管直径均相等，且与气相出口管直径相等；所述液相三通管的水平管、竖直管直径均相等，且与液相出口管直径相等。
[0012]所述气相堵头形状宜为一圆柱体与半球体组合结构，半球体位于端部，半球体尺寸宜稍小于气相三通管内径1
‑
2mm，气相堵头与浮杆之间的连接宜采用圆角进行光滑过渡；
[0013]所述液相堵头形状宜为一圆柱体与半球体组合结构，半球体位于端部，半球体尺寸宜稍小于液相三通管内径1
‑
2mm，液相堵头与浮杆之间的连接宜采用圆角进行光滑过渡。
[0014]所述气相导管、液相导管宜采用软管材料，其上分别设有调节阀。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0016](1)装置组成简单、生产和运行成本低、操作方便。管束分离器可由管道拼接而成，自调节液位控制器无需额外动力即可自动调节液位。
[0017](2)适用范围广。由于自调节液位控制器的设置，可增大管束分离器的适用范围，使其可用于波动较大的段塞流型，并可用于海上平台。
附图说明：
[0018]图1为本专利技术总体结构示意图；
[0019]图2为本专利技术管束分离器结构示意图；
[0020]图3为本专利技术管束分离器结构连接示意图；
[0021]图4为本专利技术自调节液位控制器结构示意图；
[0022]图5为本专利技术自调节液位控制器右视剖面示意图；
[0023]图6为本专利技术自调节液位控制器三通管局部放大图；
[0024]图7为本专利技术正常液位下工作示意图；
[0025]图8为本专利技术高液位下工作示意图；
[0026]图9为本专利技术低液位下工作示意图。
[0027]各部件名称：1
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管束分离器；2
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自调节液位控制器；3
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气相导管；4
‑
液相导管；5
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气相三通管；6
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管接头；7
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气相出口管；8
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液相三通管；9
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液相出口管；10
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调节阀；11
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气液两相入口管；12
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竖直分离管；13
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集气环；14
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气液汇集环；15
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集液环；16
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气相导管入口；17
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液相导管入口；18
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组合工型管；19
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弯管；20
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三通接头；21
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液位自调节管束分离器，其特征在于：主要由管束分离器(1)及自调节液位控制器(2)两部分组成；管束分离器(1)分别通过气相导管(3)、液相导管(4)与自调节液位控制器(2)的外筒体相连通；自调节液位控制器(2)上部的气相三通管(5)的水平管入口端通过管接头(6)与管束分离器(1)上部的气相出口管(7)连接，自调节液位控制器(2)下部的液相三通管(8)的水平管入口端通过管接头(6)与管束分离器(1)下部的液相出口管(9)连接。2.根据权利要求1所述的一种液位自调节管束分离器，其特征在于：所述管束分离器(1)主要包括气液两相入口管(11)、竖直分离管(12)、集气环(13)、气液汇集环(14)、集液环(15)、气相出口管(7)以及液相出口管(9)；集气环(13)、气液汇集环(14)、集液环(15)分层布置，气液汇集环(14)位于中部，其上部为集气环(13)，下部为集液环(15)；集气环(13)、气液汇集环(14)、集液环(15)入口端相互通过竖直分离管(12)相连通；气液两相入口管(11)与气液汇集环(14)相连通；集气环(13)与气相出口管(7)相连，集液环(15)与液相出口管(9)相连；气相出口管(7)和液相出口管(9)位于同侧，气液两相入口管(11)位于二者的对侧；气相出口管(7)通过管接头(6)与气相三通管(5)的直通入口相连，液相出口管(9)通过管接头(6)与液相三通管(8)的直通入口相连；连接集气环(13)和气液汇集环(14)的竖直管上开设有气相导管入口(16)，可与气相导管(3)相接，连接集液环(15)和气液汇集环(14)的竖直管上开设有液相导管入口(17)，可与液相导管(4)相接；气相导管入口(16)的高度应为自调节液位控制器(2)的调节液位上限，液相导管入口(17)的高度应为自调节液位控制器(2)的调节液位下限，气相导管入口(16)和液相导管入口(17)之间的垂直距离应为自调节液位控制器(2)的调节高度范围。3.根据权利要求1所述的一种液位自调节管束分离器，其特征在于：所述管束分离器(1)可由组合工型管(18)、弯管(19)、竖直分离管(12)、气液两相入口管(11)、气相出口管(7)、液相出口管(9)相互通过管接头(6)、三通接头(20)、四通接头(21)拼接而成；所述组合工型管(18)由上水平管、中水平管、下水平管、竖直管组成，其中上水平管与弯管(19)通过管接头(6)连接构成集气环(13)，中水平管与弯管(19)通过管接头(6)连接构成气液汇集环(14)、下水平管与弯管(19)通过管接头(6)连接构成集液环(15)，竖直管使得集液环(15)...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁法春，信灵棋，孟佳，莫琼，高继峰，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：