專利名稱：新型天然氣超音速旋流分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于天然氣礦場分離工藝中的一種新型低溫分離器，特別是新型天然氣超音速旋流分離器。
背景技術(shù)：
天然氣礦場分離，一般采用常溫分離工藝。低溫分離是利用天然氣在集輸過程出現(xiàn)的大差壓節(jié)流降壓所產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)達(dá)到低溫條件，降低烴露點(diǎn)和水露點(diǎn)，使氣體同水和液烴分離。低溫分離器的操作溫度通常為-4～-20℃，必須采用注抑制劑防凍法以防止生成水合物。抑制劑為化學(xué)品，再生時會產(chǎn)生笨、甲笨等有害物質(zhì)。普通的低溫分離器為比較笨重的容器，高壓力降、低效率，在管輸過程中常有液體淅出，堵塞管線。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種新型天然氣超音速旋流分離器，它體積小，重量輕，效率高，不需要水合物抑制劑，不會造成任何污染。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是新型天然氣超音速旋流分離器，其特征是天然氣通道的天然氣入口1依次連接有拉瓦爾噴咀3、螺旋翼2，拉瓦爾噴咀3和螺旋翼2構(gòu)成的風(fēng)道后側(cè)端二次進(jìn)氣口 4，二次進(jìn)氣口4的風(fēng)道與拉瓦爾噴咀3和螺旋翼2構(gòu)成的風(fēng)道垂直，二次進(jìn)氣口4的后端，且與拉瓦爾噴咀3和螺旋翼2構(gòu)成的風(fēng)道軸線上有擴(kuò)散管頭7、擴(kuò)散管體8，擴(kuò)散管頭7、擴(kuò)散管體8內(nèi)腔構(gòu)成一體式喇叭腔，喇叭腔延伸到干氣出口11；擴(kuò)散管體8，擴(kuò)散管頭7固定在外殼9的腔體內(nèi)，與外殼9垂直連接有溢流管10；拉瓦爾噴咀3與螺旋翼2的位置不分先后。
本實(shí)用新型與普通低溫分離器相比，體積小，重量輕，效率高，一根長2米，內(nèi)徑150mm的超音速旋流分離器的處理量為每天壹百萬立方米，液、氣在超音速旋流器內(nèi)停留的時間僅為一毫秒，沒時間形成水合物，不需要水合物抑制劑，不會造成任何污染，本分離器無旋轉(zhuǎn)零、部件，無需人員操作和值守。


下面結(jié)合實(shí)施例附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1為本實(shí)用新型方案一的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2為本實(shí)用新型方案一中的螺旋翼結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3為本實(shí)用新型的拉瓦爾噴咀結(jié)構(gòu)剖視圖；圖4為本實(shí)用新型的擴(kuò)散管頭結(jié)構(gòu)剖視圖；圖5為本實(shí)用新型方案二中螺旋翼的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖6為本實(shí)用新型方案二的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖中1、天然氣入口；2、螺旋翼；3、拉瓦爾噴咀；4、二次進(jìn)氣口；5、補(bǔ)芯；6、分離體；7、擴(kuò)散管頭；8、擴(kuò)散管體；9、外殼；10、溢流管；11、干氣出口。
具體實(shí)施方式
方案一如圖1所示，高壓高速的飽和天然氣流經(jīng)過天然氣入口1通過固定在補(bǔ)芯5內(nèi)腔內(nèi)的螺旋翼2把高速直線運(yùn)動的氣流轉(zhuǎn)換為高速旋轉(zhuǎn)的氣流，再通過固定在分離體6的內(nèi)腔內(nèi)拉瓦樂噴咀3把高速旋轉(zhuǎn)氣流的速度提高到超音速，此時壓力降低，同時，溫度降低到-40℃左右，液烴(戊烷及更重的烴類組份)和水從天然氣中游離出來。飽和天然氣再從二次進(jìn)氣口4進(jìn)入，再一次提高超音速氣流的旋轉(zhuǎn)速度，游離的液烴和水微粒在離心力的作用下沿著分離體內(nèi)壁螺旋前進(jìn)，進(jìn)入擴(kuò)散管頭7之前與天然氣分離，液烴、水和少量天然氣通過擴(kuò)散管頭7和擴(kuò)散管體8與外殼9之間的環(huán)空進(jìn)入溢流管10送入下一級分離裝置。干氣進(jìn)入擴(kuò)散管升壓、升溫后通過干氣出口11進(jìn)入輸氣管道，出口的壓力為入口的70％左右。
方案二如圖6所示，飽和天然氣流經(jīng)天然氣入口1通過拉瓦樂噴咀3，把直線運(yùn)動的高速氣流的速度提高到超音速，降壓降溫，再通過螺旋翼2把直線運(yùn)動的超音速氣流轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)氣流，螺旋翼2固定在分離體6的內(nèi)腔內(nèi)，拉瓦樂噴咀3固定補(bǔ)芯5內(nèi)的內(nèi)腔內(nèi)，其它實(shí)施方式與方案一相同。
圖2是螺旋翼2固定在補(bǔ)芯5內(nèi)的內(nèi)腔的。圖5是螺旋翼2固定在分離體6內(nèi)腔的主視結(jié)構(gòu)示意圖和A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。螺旋翼2具有2～3個螺旋葉片與芯軸成為一體，其外圓為錐形，以便與通道內(nèi)壁進(jìn)行錐度配合，實(shí)現(xiàn)軸向單向固定。
圖3是拉瓦爾噴咀3結(jié)構(gòu)示意圖，其內(nèi)孔剖面為兩條曲線，喉部和出口直徑均經(jīng)過嚴(yán)格計算確定。
如圖4所示，給出擴(kuò)散管頭7結(jié)構(gòu)示意圖，擴(kuò)散管頭7出口外沿是螺紋，它與分離體6的接頭配合間隙量要一定，要保證分離出來液全部通過，又不能使過多的天然氣同液體一起通過；它與管體8為螺紋連接。擴(kuò)散管頭7、擴(kuò)散管體8內(nèi)腔構(gòu)成一體式喇叭腔或擴(kuò)散腔。
權(quán)利要求1.新型天然氣超音速旋流分離器，其特征是天然氣通道的天然氣入口(1)依次連接有拉瓦爾噴咀(3)、螺旋翼(2)，拉瓦爾噴咀(3)和螺旋翼(2)構(gòu)成的風(fēng)道后側(cè)端二次進(jìn)氣口(4)，二次進(jìn)氣口(4)的風(fēng)道與拉瓦爾噴咀(3)和螺旋翼(2)構(gòu)成的風(fēng)道垂直，二次進(jìn)氣口(4)的后端，且與拉瓦爾噴咀(3)和螺旋翼(2)構(gòu)成的風(fēng)道軸線上有擴(kuò)散管頭(7)、擴(kuò)散管體(8)，擴(kuò)散管頭(7)、擴(kuò)散管體(8)內(nèi)腔構(gòu)成一體式喇叭腔，喇叭腔延伸到干氣出口(11)；擴(kuò)散管體(8)，擴(kuò)散管頭(7)固定在外殼(9)的腔體內(nèi)，與外殼(9)垂直連接有溢流管(10)；拉瓦爾噴咀(3)與螺旋翼(2)的位置不分先后。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型天然氣超音速旋流分離器，，其特征是所述的螺旋翼(2)它具有2～3個螺旋葉片與芯軸成為一體，其外圓為錐形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型天然氣超音速旋流分離器，其特征是所述的拉瓦爾噴咀(3)其內(nèi)孔剖面為兩條曲線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型天然氣超音速旋流分離器，其特征是所述的二次進(jìn)口(4)它的進(jìn)入方向?yàn)榉蛛x體(6)內(nèi)孔的切線方向，并與螺旋翼的旋轉(zhuǎn)方向一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型天然氣超音速旋流分離器，其特征是所述的擴(kuò)散管頭(7)它與分離體(6)為間隙配合，它與擴(kuò)散管體(8)為螺紋連接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于天然氣礦場分離工藝中的一種新型低溫分離器，特別是新型天然氣超音速旋流分離器，其特征是天然氣通道的天然氣入口(1)依次連接有拉瓦爾噴嘴(3)、螺旋翼(2)，拉瓦爾噴咀(3)和螺旋翼(2)構(gòu)成的風(fēng)道后側(cè)端二次進(jìn)氣口(4)，二次進(jìn)氣口(4)的后端，且與拉瓦爾噴嘴(3)和螺旋翼(2)構(gòu)成的風(fēng)道軸線上有擴(kuò)散管頭(7)、擴(kuò)散管體(8)，擴(kuò)散管頭(7)、擴(kuò)散管體(8)內(nèi)腔構(gòu)成一體式喇叭腔，喇叭腔延伸到干氣出口(11)；擴(kuò)散管體(8)，擴(kuò)散管頭(7)固定在外殼(9)的腔體內(nèi)，與外殼(9)垂直連接有溢流管(10)。它體積小，重量輕，效率高，不需要水合物抑制劑，不會造成任何污染。
文檔編號B04C5/04GK2848362SQ20052011190
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者朱山 申請人:西安東新石油設(shè)備廠