專利名稱：一種新型氣液分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及GLCC氣液分離裝置，尤其涉及一種新型氣液分離裝置。
背景技術(shù)：
近年來海陸天然氣，頁巖氣，煤層氣的勘探開發(fā)以及各種工業(yè)生產(chǎn)過程中各種氣液分離技術(shù)的研究越來越受到重視，發(fā)展很快。如GLCC (單管旋流分離器)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。GLCC分離器結(jié)構(gòu)簡單成本低，但其結(jié)構(gòu)尺寸較高，分離液相滯留時間短，對于氣液流量波動較大的介質(zhì)適應(yīng)性差。如圖I所示，GLCC分離器是根據(jù)氣液旋流分離原理，分離器由傾斜向下的輸入管沿特定角度的切線方向與鉛垂的分離器管體相連，經(jīng)輸入管輸入的混合流體經(jīng)入口段預(yù)分 離后切向進入分離器管體內(nèi)。由于旋流作用，在分離器管體中，離心力、重力和浮力形成一個倒圓錐型的渦流面。密度大的液相沿鉛垂管體的管壁流到分離器底部，密度小的氣相沿渦旋的中央上升至渦面并流至分離器頂部，最終氣相和液相分別從分離器的頂部和底部排出，從而實現(xiàn)兩相分離。傳統(tǒng)的GLCC分離器的輸入管是切向與分離器管體焊接，這樣的結(jié)構(gòu)使得輸入管與分離器管體的焊接面積大，焊接操作困難，焊接后的產(chǎn)品外形極不美觀。雖然現(xiàn)有的GLCC分離器在分離混合流體上取得一定的成效，但GLCC分離器還存在以下的缺點
I、由于GLCC分離器是嚴(yán)格根據(jù)工況而設(shè)計，故尺寸大小不能確定，只能根據(jù)實際情況進行定制，不能實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，進而也無法形成流水線生產(chǎn)。2、GLCC分離器只進行一次分離，所以對氣液兩相流量變化較大的工況分離效果差。3、GLCC分離器結(jié)構(gòu)尺寸比較高，不方便進行移動撬裝，移動運輸困難。4、GLCC分離器對突發(fā)的段塞流沒有很好的抑制作用，易導(dǎo)致氣相帶液。5、GLCC分離器進行分離混合流體時，混合流體中的液相停留時間短，沒有足夠多的沉降分離時間，導(dǎo)致氣液分離不充分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對混合流體的氣液兩相分離效果好，裝置體積小，外形美觀的新型氣液分離裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種新型氣液分離裝置，其包括中空管體，管體頂部設(shè)有排氣口，管體底部設(shè)有排液口，所述管體中部設(shè)有隔板，隔板將管體分隔為上腔和下腔，管體下腔一側(cè)連接有輸入管，由輸入管輸入的混合流體與管壁相切，隔板中心連接有與管體下腔連通并向管體上腔延伸的中空直形管，中空直形管直徑大于或等于輸入管直徑，直形管頂部一側(cè)設(shè)有與其連通的回旋管，回旋管朝向管體的管壁方向延伸，向下弧線切向傾斜20-50°，并與管壁間留有間隙；隔板上還連接有與管體上腔連通并向管體下腔延伸的排液管，排液管先向管體中心傾斜延伸，當(dāng)排液管中心與管體中心重合時，排液管垂直向下延伸，排液管底部低于輸入口。采用以上結(jié)構(gòu)，混合流體經(jīng)輸入管進入管體后，先在管體下腔進行一次分離，經(jīng)一次分離的氣相通過隔板的中空直形管向上上升，進入管體上腔，然后再由直形管頂部一側(cè)的回旋管向管體的管壁切向向下流出，在管體上腔進行二次旋流，二次旋流分離的液相通過與隔板連接的排液管從管體的排液口排出，二次分離后的氣相由管體頂部的排氣口排出。以上結(jié)構(gòu)中，中空直形管直徑必須大于或等于輸入管直徑，這樣混合流體在旋流分離過程中，易平衡管體內(nèi)的壓力，防止管體內(nèi)壓力過高；而且采用以上的結(jié)構(gòu)后，不需在管體上設(shè)置泄壓閥，即可保證管體內(nèi)不會形成過高壓。本發(fā)明采用以上的結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有GLCC分離器一次分離的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了對混合流體的二次分離，從而使得對混合流體的分離效果更好。采用以上的結(jié)構(gòu)使得液相在管體的停留時間長，從而可將液相與氣相充分分離。因本發(fā)明的氣液分離裝置可對混合流體的液 相和氣相進行充分的分離，所以本發(fā)明的氣液分離裝置可將高度降低，同時還可將氣液分離裝置的管體直徑縮小，從而從整體上縮小氣液分離裝置的體積。另外，本發(fā)明的氣液分離裝置在充分分離混合流體中的液相和氣相的情況下，可以實現(xiàn)氣液分離裝置的標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)，使氣液分離裝置具有更廣的應(yīng)用前景。所述管體下腔一側(cè)的輸入管與管體連接后，繼續(xù)延伸入管體內(nèi)，延伸段以向下弧線切向傾斜20-50°向管壁延伸，且與管壁間留有間隙。采用以上的結(jié)構(gòu)，輸入管與管體的連接處可以是垂直的焊接，這樣輸入管與管體的焊接面積最小，不僅簡化了焊接操作，還可以使焊接處外形美觀。同時，輸入管在管體外部的一段還可以是其他任何角度與管體連接，只需輸入管延伸入管體的延伸段以向下弧線切向傾斜20-50°向管壁延伸，即保證輸入管中的混合流體進入管體后與管壁相切。所述隔板與水平面的夾角為0-70°。當(dāng)隔板與水平面的夾角為0°時，隔板與管體垂直連接。當(dāng)隔板與管體傾斜連接時，更便于二次分離后的液相從與隔板連接的排液管排走。其中，隔板與水平面的夾角為30°時，二次分離的液相最易從排液管排走。所述隔板上連接的中空直形管的高度為管體高度的20-70%。這樣的高度，便于一次分離的氣相從中空直形管上升后，從其頂部一側(cè)的回旋管回到管體內(nèi)進行二次旋流分離，這樣的高度可保證二次旋流分離的效果。所述隔板傾斜設(shè)置時，排液管與隔板向下傾斜的一側(cè)連接，便于二次旋流分離的液相從排液管排出。所述排液管向管體中心傾斜延伸時，該延伸段與水平面的夾角為10-80°。排液管先進行傾斜至管體中心，然后再從中心向下垂直延伸，這樣可防止排液管擋住一次旋流的混合流體。同時，排液管向管體中心傾斜延伸時，當(dāng)排液管與水平面的夾角過小時，雖然排液管中的液體排出比較順暢，但排液管需要在比較長的高度才能傾斜至管體中心；當(dāng)排液管與水平面的夾角過大時，排液管可在比較短的范圍內(nèi)傾斜至中心，但會影響排液管中的液體排出。其中，當(dāng)排液管與水平面的夾角為60°，不僅排液管中的液體向下排出順暢，同時排液管也可在較短的高度傾斜至中心。所述排液管的下部外均勻分布有三根支撐管，三根支撐管的另一端與管體的管壁連接，這樣便于固定排液管下部。所述排液管底部延伸入排液口，從而使二次旋流分離的液體不會被氣相帶入與隔板連接的中空直形管內(nèi)，再次進行分離，從而影響分離效率。采用本發(fā)明的氣液分離裝置，具有以下的優(yōu)點
I)在現(xiàn)有GLCC分離器一次分離的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了對混合流體的二次分離，從而使得對混合流體的分離效果更好。2)采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)使得液相在管體的停留時間長，從而可將混合流體中的液相與氣相充分分離。3)本發(fā)明的氣液分離裝置在保證氣相和液相充分分離的同時，可從整體上縮小氣液分離裝置的體積，從而便于移動、安裝或運輸氣液分離裝置。 4 )本發(fā)明的氣液分離裝置可標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)，使氣液分離裝置具有更廣的應(yīng)用前
旦
-5^ O5 )本發(fā)明的氣液分離裝置對輸入管進行改進后，輸入管在管體外的一段形狀可任意設(shè)置，可實現(xiàn)輸入管最小面積地與管體焊接，簡化焊接操作，使氣液分離裝置的外形更加美觀。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明
圖I為現(xiàn)有技術(shù)GLCC分離器的分離原理 圖2為本發(fā)明氣液分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖2所示，本發(fā)明一種新型氣液分離裝置，其包括中空管體I，管體I頂部設(shè)有排氣口 3，管體I底部設(shè)有排液口 4，所述管體I中部設(shè)有隔板5，隔板5將管體I分隔為上腔11和下腔12，管體下腔12 —側(cè)連接有輸入管2，由輸入管2輸入的混合流體與管壁相切，隔板5中心連接有與管體下腔12連通并向管體上腔11延伸的中空直形管6，中空直形管6直徑大于或等于輸入管2直徑，直形管6頂部一側(cè)設(shè)有與其連通的回旋管7，回旋管7朝向管體I的管壁方向延伸，向下弧線切向傾斜20-50°，并與管壁間留有間隙；隔板5上還連接有與管體上腔11連通并向管體下腔12延伸的排液管8,排液管8先向管體I中心傾斜延伸，當(dāng)排液管8中心與管體I中心重合時，排液管8垂直向下延伸，排液管8底部低于輸入Π 21。所述管體下腔12 —側(cè)的輸入管2與管體I連接后，繼續(xù)延伸入管體I內(nèi)，延伸段22以向下弧線切向傾斜20-50°向管壁延伸，且與管壁間留有間隙。采用以上的結(jié)構(gòu)，輸入管2與管體I的連接處可以是垂直的焊接，這樣輸入管2與管體I的焊接面積最小，不僅簡化了焊接操作，還可以使焊接處外形美觀。同時，輸入管2在管體I外部的一段還可以是其他任何角度與管體I連接，只需輸入管2延伸入管體I的延伸段以向下弧線切向傾斜20-50°向管壁延伸，即保證輸入管2中的混合流體進入管體I后與管壁相切。采用以上結(jié)構(gòu)，混合流體經(jīng)輸入管2的延伸段22切向進入管體I后，先在管體I內(nèi)進行一次旋流分離，經(jīng)一次分離的氣相通過與隔板5連接的中空直形管6向上上升，然后再由直形管6頂部一側(cè)的回旋管7切向向下回到管體上腔11中進行二次旋流，二次旋流分離的液相通過與隔板5連接的排液管8從管體I的排液口 4排出，二次分離后的氣相由管體I頂部的排氣口 3排出。這樣隔板5將管體I分隔成上腔11和下腔12后，混合流體先在管體下腔12內(nèi)進行一次旋流分離，一次旋流分離的氣體再在管體上腔11內(nèi)再進行二次旋流分離。以上結(jié)構(gòu)中，中空直形管6直徑必須大于或等于輸入管2直徑，這樣混合流體在旋流分離過程中，易平衡管體I內(nèi)的壓力，防止管體I內(nèi)壓力過高；而且采用以上的結(jié)構(gòu)后，不需在管體I上設(shè)置泄壓閥，即可保證管體I內(nèi)不會形成過高壓。所述隔板5與水平面的夾角為0-70°。當(dāng)隔板5與水平面的夾角為0°時，隔板5與管I體垂直連接。當(dāng)隔板5與管體I傾斜連接時，更便于二次分離后的液相從與隔板5連接的排液管8排走。其中，隔板5與水平面的夾角為30°時，二次分離的液相最易從排液管8排走。
所述隔板5上連接的中空直形管6的高度為管體高度的20-70%。這樣的高度，便于一次分離的氣相從中空直形管6上升后，從其頂部一側(cè)的回旋管7回到管體I內(nèi)進行二次旋流分離，這樣的高度可保證二次旋流分離的效果。所述隔板5傾斜設(shè)置時，排液管8與隔板5向下傾斜的一側(cè)連接，便于二次旋流分離的液相從排液管8排出。所述排液管8向管體I中心傾斜延伸時，該延伸段81與水平面的夾角為10-80°。排液管8先進行傾斜至管體I中心，然后再從中心向下垂直延伸，這樣可防止排液管8擋住一次旋流的混合流體。同時，排液管8向管體I中心傾斜延伸時，當(dāng)排液管8與水平面的夾角過小時，雖然排液管8中的液體排出比較順暢，但排液管8需要在比較長的高度才能傾斜至管體I中心；當(dāng)排液管8與水平面的夾角過大時，排液管8可在比較短的范圍內(nèi)傾斜至中心，但會影響排液管8中的液體排出。其中，當(dāng)排液管8與水平面的夾角為60°，不僅排液管8中的液體向下排出順暢，同時排液管8也可在較短的高度傾斜至中心。所述排液管8的下部外均勻分布有三根支撐管9,三根支撐管9的另一端與管體I的管壁連接，這樣便于固定排液管8底部。所述排液管8底部延伸入排液口 4，從而使二次旋流分離的液體不會被氣相帶入隔板5的中空直形管6內(nèi)，再次進行分離，從而影響分離效率。
權(quán)利要求
1.一種新型氣液分離裝置，其包括中空管體，管體頂部設(shè)有排氣口，管體底部設(shè)有排液口，其特征在于所述管體中部設(shè)有隔板，隔板將管體分隔為上腔和下腔，管體下腔一側(cè)連接有輸入管，由輸入管輸入的混合流體與管壁相切，隔板中心連接有與管體下腔連通并向管體上腔延伸的中空直形管，中空直形管直徑大于或等于輸入管直徑，直形管頂部一側(cè)設(shè)有與其連通的回旋管，回旋管朝向管體的管壁方向延伸，向下弧線切向傾斜20-50°，并與管壁間留有間隙；隔板上還連接有與管體上腔連通并向管體下腔延伸的排液管，排液管先向管體中心傾斜延伸，當(dāng)排液管中心與管體中心重合時，排液管垂直向下延伸，排液管底部低于輸入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型氣液分離裝置，其特征在于所述管體下腔一側(cè)的輸入管與管體連接后，繼續(xù)延伸入管體內(nèi)，延伸段以向下弧線切向傾斜20-50°向管壁延伸，且與管壁間留有間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型氣液分離裝置，其特征在于所述隔板與水平面的夾角為 0-70。。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型氣液分離裝置，其特征在于所述隔板與水平面的夾角為 30。。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型氣液分離裝置，其特征在于所述隔板中心連接的中空直形管的高度為管體高度的20-70%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型氣液分離裝置，其特征在于所述隔板傾斜設(shè)置時，排液管與隔板向下傾斜的一側(cè)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型氣液分離裝置，其特征在于所述排液管向管體中心傾斜延伸時，該延伸段與水平面的夾角為10-80°。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型氣液分離裝置，其特征在于所述排液管的下部外均勻分布有三根支撐管，三根支撐管的另一端與管體的管壁連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新型氣液分離裝置，其特征在于所述排液管底部延伸入排液口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型氣液分離裝置，其包括中空管體，管體頂部設(shè)有排氣口，管體底部設(shè)有排液口，所述管體中部設(shè)有隔板，隔板將管體分隔為上腔和下腔，管體下腔一側(cè)連接有輸入管，由輸入管輸入的混合流體與管壁相切，隔板中心連接有與管體下腔連通并向管體上腔延伸的中空直形管，中空直形管直徑大于或等于輸入管直徑，直形管頂部一側(cè)設(shè)有與其連通的回旋管，回旋管朝向管體的管壁方向延伸；隔板上還連接有與管體上腔連通并向管體下腔延伸的排液管。本發(fā)明的優(yōu)點有在現(xiàn)有GLCC分離器一次分離的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了對混合流體的二次分離，從而使得對混合流體的分離效果更好，可將液相與氣相充分分離；同時，可將裝置的體積設(shè)置更小，外形美觀。
文檔編號B01D45/18GK102872657SQ20121041214
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者盧玖慶, 董慶豐, 楊軍, 于淼, 曾冠鑫, 王量貴 申請人:盧玖慶