[發明專利]一種兩級管道式氣液旋流分離器

有效

• 申請號: 201710544206.4
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107261654B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 羅小明;高奇峰;何利民;呂宇玲;楊東海
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B01D45/16
• 分類號: B01D45/16;C10L3/10
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 張中南;邱岳

一種兩級管道式氣液旋流分離器，該分離器主要由一級分離模塊和二級分離模塊兩部分組成；一級分離模塊主要由軸向入口、一級導葉、導流體、套筒、前排液管組成。套筒與一級導葉葉片尾部連接，且與一級分離管、導流體形成環形空腔；二級分離模塊通過中間部分法蘭與一級分離模塊連接，主要由環形板、二級導葉、內筒和出口漸擴段、整流裝置、后排液管和軸向出口組成。內筒通過環形板固定于二級分離管中，內部設有二級導葉，壁面上開有螺旋條形槽，尾部與出口漸擴段形成環狀出口；本發明提供的分離器整體呈管式結構，體積小，易于管道安裝；兩端有標準法蘭，便于與管道進行連接、拆卸；采用兩級旋流分離，分離后的氣體含液量低，具有較高的分離效率。

技術領域

本發明涉及一種兩級管道式氣液旋流分離器，是一種用于天然氣管道中凝析液分離的在線式分離器，屬于油氣集輸系統多相分離技術領域。

背景技術

隨著氣田的不斷開發，采出氣中會攜帶一定量的凝析液與液態水。天然氣中水分的存在會給集輸系統帶來損害：在含酸性氣體的天然氣集輸過程中，由于水的存在易形成酸，腐蝕管路和設備；在高壓低溫的集輸條件下，管道中易形成水合物，堵塞閥門、管道和設備；天然氣中液體的存在也會降低管道的輸送能力，造成不必要的動力消耗。因此，在天然氣進入集輸管道系統前必須去除其中的液態組分。

目前，離心式分離器具有分離效率高，設備體積小，氣液停留時間短等優點，成為廣泛采用的一種分離方式。中國發明專利CN104474795A公開的一種新型管道氣液分離器，分別將離心分離部件和機械捕集部件置于管道式分離器中，實現天然氣管道中液體的捕集，結構緊湊，可直接與管道連接。但是為了延長流體的運動路徑，增加液滴捕集，在分離器后面設置前傾的弓形板，造成分離器內部結構復雜，結構不夠穩定。且弓形板上開有長條槽，增加了管道中天然氣的壓降損失。中國發明專利CN102641790A公開的一種多級超音速旋流分離器，根據拉瓦爾噴管原理，通過節流降溫使來流中液滴增長或使沸點高的氣體凝結成液滴，并進行離心分離，主要應用于天然氣的深度脫水。但是這種結構高速來流對葉片有較大的沖擊作用，并且對葉片的腐蝕作用明顯，且在來流中含液較多的情況下低溫容易形成水合物，造成冰堵，使分離器失效。

基于以上裝置的不足，有必要發明一種兩級管道式氣液旋流分離器，該分離器結構緊湊，占用空間小，能夠實現在線安裝；且具有更高的分離效率，對來流中的微小液滴分離效果顯著；分離器內部流場穩定，能量損失小。在實現氣液高效分離的同時，性能穩定，使用壽命長。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種分離效率高、結構緊湊、操作簡單的兩級管道式氣液旋流分離器。

本發明所采用的技術方案是：

一種兩級管道式氣液旋流分離器，其特征在于該分離器包括一級分離模塊Ⅰ、二級分離模塊Ⅱ和位于兩級分離模塊之間的環形板，其中，一級分離模塊Ⅰ包括水平設置的一級分離管，一級分離管前后兩端分別設有軸向入口與前法蘭，一級分離管內部設有一級導葉、一級導流體與套筒；一級導葉葉片為螺旋形，其外緣與內緣分別與一級分離管內壁和一級導流體外側面相連接；套筒與一級導葉的后緣相連；所述的一級分離管、一級導流體與套筒同軸，一級導流體后段在套筒內水平延伸并與套筒形成環形空腔；一級分離管底部位于套筒之后的位置設有前排液管；

所述二級分離模塊Ⅱ包括水平設置的二級分離管，二級分離管前后兩端分別設有后法蘭與軸向出口，二級分離管內部含有內筒、二級導葉、二級導流體、出口漸擴段、整流裝置；所述環形板位于前法蘭與后法蘭之間，并通過螺栓使前法蘭、環形板和后法蘭依次連接，從而實現一級分離模塊Ⅰ、二級分離模塊Ⅱ和環形板的相互連接；