要出口 4排出，由于密度不同，氣體上行經(jīng)氣包天然氣出口 5排出，液相流體經(jīng)過氣包流體出口 9排出。
[0029]下面詳細(xì)闡述:
[0030]I):油氣入口進入全為氣體
[0031]氣包內(nèi)無液面，浮筒7和彈簧6及其連接裝置在重力作用下，彈簧處于伸長狀態(tài)，氣包天然氣出口 5打開，進入的氣體經(jīng)過雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)后直接通過氣包天然氣出口5排出。同時，由于氣包內(nèi)外壓力差的原因，流體出口被第二浮球封堵，防止氣體從流體出口排出。
[0032]2):油氣入口來液氣量大，液量小
[0033]氣包內(nèi)滿足f■浮<m1 X g+m2 X g
[0034]f■浮=P gv排
[0035]其中「浮筒(7)的質(zhì)量，kg ;m2-彈簧及其連接裝置(6)的質(zhì)量，kg ;g_重力加速度，9.8N/kg ；fff -分離出的液體對浮筒所產(chǎn)生的浮力，N ; P -分離出的液體密度，Kg/m3 ；ν# -浮筒排開液體的體積，m3。
[0036]氣包內(nèi)液面較低，7(浮筒)和(6)彈簧及其連接裝置的重力大于浮力，彈簧處于伸長狀態(tài)，5出口(氣包天然氣出口 )打開。
[0037]液體的來量不足以將第二浮球浮起時，流體出口封堵，直至液體的來量將第二浮球浮起時，液體從液體出口排出。
[0038]3):油氣入口來液液量大，氣量小
[0039]氣包內(nèi)滿足f■浮Sm1 X g+m2 X g+f氣
[0040]f浮=P gv排
[0041]其中:f氣-分離出氣體對液面產(chǎn)生的壓力，N;
[0042]第二浮球浮起，液體從流體出口排出；
[0043]氣包內(nèi)液面上升后，浮力大于浮筒7和彈簧及其連接裝置的重力，彈簧被壓縮，使氣包天然氣出口 5關(guān)閉；當(dāng)氣量增大時，液面由于氣體壓力會逐漸下降，此時浮筒7會因浮力減小而下降，浮力降至fi￥〈1^X g+m2X g+f氣時，氣包天然氣出口 5將打開實現(xiàn)氣體單一排出。
[0044]4):油氣入口來液全為液體
[0045]氣包內(nèi)滿足f■浮Sm1 X g+m2 X g+f氣
[0046]f■浮=P gv排
[0047]其中:fn -分離出氣體對液面產(chǎn)生的壓力，N ；
[0048]第二浮球浮起，氣包內(nèi)液面上升后，浮力大于浮筒7和彈簧及其連接裝置的重力，彈簧被壓縮，使氣包天然氣出口 5關(guān)閉，防止液體從氣包天然氣出口 5排出。
【主權(quán)項】
1.一種防串油自封閉式油氣分離氣包，其特征在于:包括殼體，殼體內(nèi)部通過隔板(8)分為第一部分和第二部分，所述殼體在第一部分設(shè)置有油氣入口(I)，所述第一部分內(nèi)設(shè)置有雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)(2)，所述雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)設(shè)置有流體出口(3)和氣體出口(4);所述殼體在第二部分設(shè)置有氣包天然氣出口和氣包流體出口 ；所述第二部分設(shè)置有對氣包天然氣出口進行自封閉的自封閉結(jié)構(gòu)；所述隔板(8)的頂部與殼體的頂部留有距離，所述隔板(8)的底部與殼體的底部留有距離；當(dāng)自封閉結(jié)構(gòu)的重力小于浮力時，自封閉結(jié)構(gòu)對氣包天然氣出口實現(xiàn)封堵，氣包天然氣出口關(guān)閉；隨著殼體內(nèi)氣體的增多，在氣體的作用下，液面被迫下降，自封閉結(jié)構(gòu)隨之下降，氣包天然氣出口打開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防串油自封閉式油氣分離氣包，其特征在于:所述自封閉結(jié)構(gòu)包括浮筒(7)、彈簧￠)，以及浮球，所述彈簧的一端與浮筒的頂部固定連接，所述彈簧的另外一端與浮球固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種防串油自封閉式油氣分離氣包，其特征在于:所述自封閉結(jié)構(gòu)進一步包括有支撐座，所述彈簧穿過該支撐座且浮球位于支撐座的底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種防串油自封閉式油氣分離氣包，其特征在于:所述支撐座包括底部以及自底部的兩端分別向上延伸的一對臂部，所述底部設(shè)置有供彈簧穿過的孔，所述一對臂部固定在殼體的頂部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種防串油自封閉式油氣分離氣包，其特征在于:所述浮筒(7)的底部至少位于殼體二分之一以上的上部位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防串油自封閉式油氣分離氣包，其特征在于:所述雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)的氣體出口(4)低于隔板(8)的頂部位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防串油自封閉式油氣分離氣包，其特征在于:所述雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)(2)位于殼體的底部，所述油氣入口(I)位于殼體的最低端與雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)二分之一之間的任意位置，且油氣入口高于雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)的液體出口。
8.一種基于權(quán)利要求1所述的防串油自封閉式油氣分離氣包的油氣分離方法，其特征在于:油氣從油氣入口進入到殼體后，首先利用雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)進行初步的油氣分離，分離出來的油和氣分別通過氣體出口和液體出口排出，排出的氣體最終通過氣包天然氣出口排出，排出的液體通過氣包流體出口排出；當(dāng)從雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)排出的液體較多直至自封閉結(jié)構(gòu)的浮力大于自封閉結(jié)構(gòu)的重力時，自封閉結(jié)構(gòu)在浮力的作用下上升直至封堵住氣包天然氣出口，隨著雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)中分離出的氣體的增加，殼體內(nèi)液面被迫下降，隨之，自封閉結(jié)構(gòu)下降，氣包天然氣出口打開。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:在所述雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)內(nèi)，密度大的液體被分離到外圍，氣體分布于中心軸地帶，流體沿螺旋結(jié)構(gòu)的外圍經(jīng)過流體出口(3)排出，氣體通過氣體出口(4)排出。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于: 當(dāng)油氣入口全部為氣體時，氣包內(nèi)無液面，自封閉結(jié)構(gòu)僅有重力作用，氣包天然氣出口打開，進入的氣體經(jīng)過雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)后直接通過氣包天然氣出口排出；同時，由于氣包內(nèi)外壓力差的原因，流體出口被第二浮球封堵，防止氣體從流體出口排出； 當(dāng)油氣入口的氣體的來量大，液體的來量小且滿足fff〈Μ時，其中，fff為分離出的液體對浮筒所產(chǎn)生的浮力，M為自封閉式結(jié)構(gòu)的重力；氣包內(nèi)液面較低，自封閉結(jié)構(gòu)的重力大于浮力，氣包天然氣出口(5)打開，進入的氣體經(jīng)過雙螺旋油氣分離結(jié)構(gòu)后直接通過氣包天然氣出口排出；液體的來量不足以將第二浮球浮起時，流體出口封堵，直至第二浮球浮起時，液體從液體出口排出； 當(dāng)油氣入口的液體量大，氣體量小且滿足fff >M時，第二浮球浮起，液體從流體出口排出；氣包內(nèi)液面上升后，自封閉結(jié)構(gòu)的浮力大于重力，使氣包天然氣出口(5)關(guān)閉，當(dāng)氣體增大時，液面由于氣體壓力逐漸下降，此時自封閉結(jié)構(gòu)因浮力減小而下降，浮力降至fi￥〈M時，氣包天然氣出口(5)打開，實現(xiàn)氣體單一排出； 當(dāng)油氣入口全部為液體且滿足fff>M時，第二浮球浮起，氣包內(nèi)液面上升后，浮力大于重力，使氣包天然氣出口(5)關(guān)閉，防止液體從氣包天然氣出口(5)排出。
【專利摘要】一種防串油自封閉式油氣分離氣包，根據(jù)離心力和受力平衡原理，在油氣進入氣包后，為了盡可能的避免氣量較小、液量攜出進入氣管線情況的發(fā)生，先利用雙螺旋結(jié)構(gòu)更大程度的將油氣分離，在氣量較小，氣包內(nèi)液面上升到一定位置后，氣包氣量出口就會自動關(guān)閉，氣量恢復(fù)后，液面下降，出氣口打開，實現(xiàn)分離出更多的氣量和出氣口的自動開關(guān)，不存在氣管線凍堵問題。避免了出現(xiàn)串油事故。
【IPC分類】E21B43-34
【公開號】CN104675378
【申請?zhí)枴緾N201510053431
【發(fā)明人】蔣海巖, 田相雷, 袁士寶, 李秀明, 林珊珊, 安偉偉, 李俊峰, 廖坤夢
【申請人】西安石油大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月2日