專(zhuān)利名稱(chēng)：一種氣油水分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于流體分離的技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種能最終實(shí)現(xiàn)氣、油、水三相分 離的氣油水分離系統(tǒng)，其分離物純度非常高，具有高精度的計(jì)量能力，不但適用于不同氣油 比的油井、濕氣井的多相分離，還能用于對(duì)現(xiàn)行的多相流量計(jì)或氣油水分離設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確 度的校驗(yàn)。
背景技術(shù)：
目前在油田地面集輸系統(tǒng)中，主要運(yùn)用各種三相分離器，將油井采出的氣油水混 合物中的天然氣、油以及水進(jìn)行分離，繼而實(shí)現(xiàn)液計(jì)量或生產(chǎn)計(jì)量。傳統(tǒng)的三相分離器僅依 靠重力而自然地實(shí)現(xiàn)氣、油、水的分離，最后輸出的水中含油量還是較高，分離效果不夠理 想，而且不能適用于不同氣、油、水含量比的使用環(huán)境中，分離速度慢，效率較低。為提高分離相物的純度，保證分離性能，現(xiàn)行在用的許多氣液分離器或者油水分 離器僅進(jìn)行氣與液或油與水的兩相分離，它們大多是通過(guò)一個(gè)裝置或設(shè)備，采用一些物理 處理法，比如重力法、離心法、氣浮法、過(guò)濾法和膜分離法等，而實(shí)現(xiàn)氣與液或油與水的兩相 分離。如專(zhuān)利號(hào)為ZL200720108504. 0(公開(kāi)號(hào)為CN201055811Y)的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利 《一種旋流式氣液分離器》，公開(kāi)的是一種通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)氣液混合物而依靠離心力分離氣相 物和液相物的氣液分離器。這種旋流式氣液分離器的體積小、分離速度快、效果好，而具有 較好的發(fā)展?jié)摿?。它包括有柱狀筒體，該柱狀筒體側(cè)壁的上部、中部、下部分別設(shè)置有與柱 狀筒體相連通的出氣管、原油輸入管、出液管，其中，原油輸入管相對(duì)柱狀筒體傾斜向下，并 與柱狀筒體的側(cè)壁相切。該氣液分離器通過(guò)傾斜向下的原油輸入管使氣液混合物能在柱狀 筒體內(nèi)形成旋流，繼而使氣體與液體分離開(kāi)來(lái)，實(shí)現(xiàn)氣液分離。實(shí)際運(yùn)用中，液體為油水混 合物，如此，原油中的氣體雖然得到分離，但油與水之間仍不能得到分離，需要進(jìn)一步改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀而提供一種能實(shí) 現(xiàn)氣、油、水三相分離的氣油水分離系統(tǒng)，其分離相物純度非常高，分離效果非常理想，具有 高精度的計(jì)量能力，不但適用于不同氣油比的油井、濕氣井的多相分離。本實(shí)用新型所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種氣油水分離系統(tǒng)，能用于對(duì)現(xiàn) 行的多相流量計(jì)或氣油水分離設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確度的校驗(yàn)。本實(shí)用新型解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該氣油水分離系統(tǒng)， 其特征在于包括一旋流式氣油水分離器、一旋流式氣油分離器和一捕霧器；其中，所述旋流式氣油水分離器包括第一柱狀筒體，該第一柱狀筒體的筒壁上自 頂部至下部依次設(shè)置有第一出氣管、第一出油管、第一輸入管、出水管，其中，所述第一輸入 管與第一柱狀筒體的側(cè)壁相切；所述旋流式氣油分離器包括第二柱狀筒體，該第二柱狀筒體的筒壁自頂部至下部依次設(shè)置有第二出氣管、第二輸入管、油相物輸入管、第二出油管，其中，所述第一柱狀筒體的第一出氣管與該第二輸入管相連通，所述第一柱狀筒體的第一出油管與該油相物輸入管 相連通；并且，所述第二輸入管呈L型，第二輸入管中豎直部分的端部相對(duì)第二柱狀筒體 傾斜向下，并與第二柱狀筒體的側(cè)壁相切，第二輸入管中橫向部分的端部與所述第一輸入 管相連通；所述捕霧器包括罐體和設(shè)置在罐體內(nèi)的液滴聚集層，所述罐體頂部設(shè)置有第三出 氣管、側(cè)壁設(shè)置有第三輸入管、底部設(shè)置有第三出油管，所述第二柱狀筒體上的第二出氣管 與該第三輸入管相連通。上述的旋流式氣油水分離器、旋流式氣油分離器和捕霧器可以采用現(xiàn)有的各種 技術(shù)，其中，氣油水混合物首先通過(guò)旋流式氣油水分離器、進(jìn)行初步的氣、油、水三相分離， 氣相物從第一出氣管排出，繼而通過(guò)第二輸入管而流入旋流式氣油分離器的第二柱狀筒體 中，油相物從第一出油管排出，繼而通過(guò)油相物輸入管而流入旋流式氣油分離器的第二柱 狀筒體中，水相物從出水管直接排出而計(jì)量；旋流式氣油分離器實(shí)現(xiàn)氣與油的兩相分離當(dāng)氣油水混合物輸入時(shí)，夾帶有油滴 的氣體流經(jīng)第一輸入管時(shí)，由于密度較小而會(huì)自然地流入到與第一輸入管相連通的第二輸 入管橫向部分內(nèi)，并流經(jīng)第二輸入管的豎直部分而切向地進(jìn)入到第二柱狀筒體內(nèi)，從而使 氣相物從氣油水混合物預(yù)分離出來(lái)，同時(shí)，從第一柱狀筒體的第一出油管輸出的油相物再 次通過(guò)油相物輸入管而進(jìn)入到第二柱狀筒體內(nèi)，與氣體一起產(chǎn)生旋流，并在第二柱狀筒體 內(nèi)進(jìn)行再次的氣相物與油相物的分離，最后，氣相物從第二出氣管排出，繼而通過(guò)第三輸入 管而進(jìn)入到捕霧器內(nèi)，油相物則從第二出油管排出而計(jì)量；而捕霧器針對(duì)旋流式氣油分離器輸出的氣體，對(duì)氣體中的油滴進(jìn)行凝結(jié)，從而達(dá) 到氣、油的進(jìn)一步分離目的，最后，氣相物從第三出氣管排出而計(jì)量，油相物則從第三出油 管排出而計(jì)量，上述第二出油管可以與第三出油管匯集一起后而統(tǒng)一對(duì)油相物進(jìn)行計(jì)量。為進(jìn)一步解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，所述出水管上可以設(shè)置有水相物計(jì)量?jī)x，所 述第二出油管可以與第三出油管匯集成一出油管道，在該出油管道上設(shè)置油相物計(jì)量?jī)x， 所述第三出氣管上設(shè)置有氣相物計(jì)量?jī)x，如此，水相物、油相物、氣相物可分別計(jì)量，從而對(duì) 出產(chǎn)的混合物中的各相物進(jìn)行計(jì)量，計(jì)量完后可最終匯集成一總輸出管進(jìn)行排放。為提高旋流式氣油水分離器的分離效果，使其工作高效、穩(wěn)定，所述第一柱狀筒體 內(nèi)位于第一出油管與第一輸入管之間還可以設(shè)置有一隔板，該隔板將第一柱狀筒體內(nèi)腔隔 成位于隔板上方的集油區(qū)和位于隔板下方的分離區(qū)，隔板中央設(shè)置有一連通隔板上下集油 區(qū)和分離區(qū)的導(dǎo)油管，該導(dǎo)油管的底端位于所述第一輸入管的底部之下；并且，所述第一柱 狀筒體內(nèi)位于導(dǎo)油管下方還設(shè)置有一漏斗型分離筒，漏斗型分離筒的頂部為大口、底部為 小口 ；該設(shè)計(jì)中，流體越往漏斗型分離筒的下部走離心力就越大，而油滴受到的離心力要小 于水，保證大部分油滴不會(huì)進(jìn)入到漏斗型分離筒的下部分，這就使得密度差異較小的油和 水也能很好地分離開(kāi)來(lái)，即使是更小的油滴也能從水中分離出來(lái)，而氣體自然地匯集到中 央通過(guò)導(dǎo)油管后從出氣管排出，最終實(shí)現(xiàn)氣相、油相、水相的各自分離。該旋流式氣油水分離器在工作時(shí)，氣油水混合物帶一定壓力從第一輸入管切向地 進(jìn)入到第一柱狀筒體內(nèi)，并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，隨后直接進(jìn)入到漏斗型分離筒內(nèi)；由于漏斗型分離筒的頂部開(kāi)口大，底部開(kāi)口小，在流速穩(wěn)定的情況下，漏斗型分離筒下部分的流速比上部分的 流速來(lái)的大，因而越到漏斗型分離筒的下部分，混合物所受的離心力就越大；另外，根據(jù)物 體在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力，所有質(zhì)點(diǎn)在離心場(chǎng)內(nèi)都將受到比其自身重量大許多倍的離 心力作用，離心力大小與質(zhì)點(diǎn)本身的重力成正比，由于氣相物密度小于液相物的密度，油相 物的密度小于水相物的密度，氣相物所受到的離心力比液相物小很多，而油相物受到的離 心力比水相物又小，加之氣、油、水分別具有不同的密度而使得每個(gè)相物重力不同，氣浮于 油面之上，而油浮于水面之上，在重力、離心力、浮力的聯(lián)合作用下，水相物會(huì)被甩到漏斗型 分離筒的內(nèi)邊沿，而氣相物會(huì)匯集在漏斗型分離筒的頂部中央，油相物也被擠壓到漏斗型 分離筒的上部分中央，氣相物的密度比油相物小而直接通過(guò)導(dǎo)油管而上升 到出氣管，并最 終從出氣管溢出，而油相物聚集后逐步增高，繼而漫過(guò)正對(duì)漏斗型分離筒中央的導(dǎo)油管而 向出油管輸出，而水相物在漏斗型分離筒旋流的同時(shí)，向下流動(dòng)，最后從漏斗型分離筒的小 口流入柱狀筒體底部，并從出水管輸出，最終實(shí)現(xiàn)氣相、油相、水相的初步分離。為便于漏斗型分離筒在第一柱狀筒體內(nèi)的固定，所述漏斗型分離筒之外可以設(shè)置 有一多孔板，多孔板具有一供漏斗型分離筒插設(shè)的中央通孔，且該多孔板與第一柱狀筒體 內(nèi)壁相連。這樣，漏斗型分離筒頂部大而底部小，就可以通過(guò)中央開(kāi)孔的多孔板固定在第一 柱狀筒體內(nèi)，而多孔板以設(shè)置在離漏斗型分離筒底部是整個(gè)高度的1/4處為佳。為確保第一柱狀筒體最終輸出的水相物的質(zhì)量，所述出水管的位置可以是位于漏 斗型分離筒底部的上方，保證了水相物能沉淀一段時(shí)間。為確保第二柱狀筒體最終輸出的氣相物的質(zhì)量，所述第二出氣管的出口端可以開(kāi) 在第二柱狀筒體的側(cè)壁上部，第二出氣管的進(jìn)口端自下往上伸入到第二柱狀筒體的頂部?jī)?nèi) 中央，并且，在第二出氣管進(jìn)口端的上方還設(shè)置有一傘狀頂蓋，在傘狀頂蓋與進(jìn)口端之間連 接有支撐桿，第二出氣管由下向上的伸入設(shè)置以及傘狀頂蓋的設(shè)置，使凝聚在第二柱狀筒 體頂部?jī)?nèi)壁上的油滴不會(huì)意外滴入到第二出氣管中，而是會(huì)順著傘狀頂蓋而滑入到第二柱 狀筒體參與油、氣分離。由于油田采出的油氣水混合物不可避免的會(huì)帶有固體懸浮物，在進(jìn)行氣油水分離 時(shí)，固體懸浮物會(huì)跟隨氣油水混合物一起在柱狀筒體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，由于固體懸浮物密度比 水高，在離心力的作用下，大部分固體懸浮物會(huì)隨著旋轉(zhuǎn)的流體向下運(yùn)行，繼而聚集在柱狀 筒體的底部，因此，可以在所述第一柱狀筒體和第二柱狀筒體的底部分別開(kāi)設(shè)第一排污口、 第二排污口，這樣聚集在各柱狀筒體底部的固體懸浮物就可從該排污口排出筒體之外。作為進(jìn)一步改進(jìn)，針對(duì)含氣比例相對(duì)較高的氣油水混合物，為使該旋流式氣油水 分離器與旋流式氣油分離器組合分離的效果更好，在所述第一輸入管上還可以相連有一 U 型預(yù)輸入管，該U型預(yù)輸入管的一端與該第一輸入管相連，另一端位于第一輸入管的下方， 另一端上還設(shè)置有小口徑管口，即，管口的管徑小于U型預(yù)輸入管主體的管徑。這樣當(dāng)含 氣比例相對(duì)較高的氣油水混合物在進(jìn)入柱狀筒體之前，氣油水混合物會(huì)先經(jīng)過(guò)U型預(yù)輸入 管，即，氣油水混合物中的氣相物因比重比液相物輕，氣油水混合物會(huì)初步的進(jìn)行自我分 離，大部分氣相物就會(huì)直接從L型第二輸入管進(jìn)入到第二柱狀筒體，明顯加快了氣相物的 分離效率，同時(shí)通過(guò)這種預(yù)處理的方式，也大大提高了氣油水分離效果，并且，U型預(yù)輸入管 的另一端朝向第一柱狀筒體，減少了空間占據(jù)的體積。而不同管徑的管口連接設(shè)計(jì)，使其具 有緩解混合物流動(dòng)的整流作用，適應(yīng)于不同的油井以及不同流速的氣油水混合物。[0023]為使捕霧器能實(shí)現(xiàn)良好的氣液分離效果，所述捕霧器的具體結(jié)構(gòu)可以采用如下方 式所述捕霧器中的第三輸入管與罐體的側(cè)壁相切，而所述出氣管從罐體的頂部伸入到罐 體的內(nèi)部中央，該出氣管的底端封閉；所述液滴聚集層呈筒狀，其套設(shè)在所述出氣管的下部 分外圍，并與罐體內(nèi)壁留有間距，所述出氣管在對(duì)應(yīng)液滴聚集層的管壁上開(kāi)有透氣口，而所 述第三輸入管在罐體上的入口位置位于所述液滴聚集層的上方。該捕霧器工作時(shí)，氣體能 單獨(dú)從罐體的頂部輸出而與液體的輸出相隔離，實(shí)現(xiàn)氣液分離，因而，捕霧器在對(duì)霧氣中的 液滴進(jìn)行凝結(jié)匯集的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)霧氣進(jìn)行氣液分離的目的，幫助了整個(gè)氣液分離處 理流程，能大幅提高整體的氣液分離效果；并且，捕霧器中的霧氣在罐體內(nèi)是以旋流方式進(jìn) 入液滴聚集層的，氣體通過(guò)出氣管管壁上的透氣口而通向出氣管，向上流動(dòng)并最終排出罐 體，液體從液滴聚集層底部自然流到罐體底部，氣體、液體具有各自的流通通道，且流通暢 通，使得罐體的處理速度能大幅增加，從而能提高捕霧器的工作效率。 所述出氣管下部分上的透氣口是供氣體透過(guò)的孔道，透氣口可以是多個(gè)分布在出 氣管圓周壁上的透氣孔，也可以是多個(gè)沿出氣管的軸向設(shè)置的透氣槽。所述液滴聚集層可以采用現(xiàn)有的各種材料制作，其中以金屬絲過(guò)濾網(wǎng)為最佳，而 液滴聚集層需具有一定高度，才能形成較大的凝結(jié)區(qū)，為便于將金屬絲過(guò)濾網(wǎng)固定成型， 所述液滴聚集層的頂部、底部可以分別設(shè)置有頂板、底板，液滴聚集層的中央貫穿有一固定 架，該固定架包括位于頂部、底部的兩個(gè)連接環(huán)和連接在兩個(gè)連接環(huán)之間的多根連接條，這 兩個(gè)連接環(huán)就分別與頂板、底板相連，從而使頂板、底板和固定架一起連接成一個(gè)固定框 架，而供所述液滴聚集層固定設(shè)置，比如，金屬絲過(guò)濾網(wǎng)中的每根金屬絲端部就可以固定在 頂板、底板以及固定架上，其中，所述底板為一多孔板，而供液滴通過(guò)而向下流動(dòng)。所述固定架中的多根連接條以沿出氣管的軸向、等間距設(shè)置為佳。所述出氣管底部的封閉狀態(tài)可以通過(guò)在出氣管底端設(shè)置一堵塞板而將出氣管底 部封閉，即可實(shí)現(xiàn)。為方便筒狀液滴聚集層在出氣管下部分外圍的固定安裝，所述液滴聚集層底部的 底板中央下方還可以設(shè)置有一擋板，通過(guò)螺栓與螺母將底板夾固在擋板與堵塞板之間，從 而將整個(gè)液滴聚集層固定在出氣管外圍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)于旋流式氣油水分離器，通過(guò)切向進(jìn)入而產(chǎn)生的旋流，并配合漏斗型分離筒的 運(yùn)用，流體越往漏斗型分離筒的下部走離心力就越大，而油滴受到的離心力要小于水，保證 大部分油滴不會(huì)進(jìn)入到漏斗型分離筒的下部分，這就使得密度差異較小的油和水也能很好 地分離開(kāi)來(lái)，即使是更小的油滴也能從水中分離出來(lái)，而氣體自然地匯集到中央通過(guò)導(dǎo)油 管后從出氣管排出，最終實(shí)現(xiàn)氣相、油相、水相的各自分離；對(duì)于旋流式氣油分離器，通過(guò)切向進(jìn)入而產(chǎn)生旋流，使氣體中夾帶的油滴能順著 第二柱狀筒體的內(nèi)側(cè)壁而往下走，而氣體則向中央?yún)R集并向上行走繼而從出氣管排出；對(duì)于捕霧器，其罐體內(nèi)氣體、液體流通暢通，能大幅增加罐體的處理速度，提高捕 霧器的工作效率。本實(shí)用新型的氣油水分離系統(tǒng)，其分離效果非常理想，具有高精度的計(jì)量能力，不 但適用于不同氣油比、不同流速的油井、濕氣井的多相分離，適應(yīng)于0 100%的含水比例 變化，具有廣泛的應(yīng)用環(huán)境，還能用于對(duì)現(xiàn)行的多相流量計(jì)或氣油水分離設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確度的校驗(yàn)，計(jì)量精度高；并且，從設(shè)備的空間和重量角度來(lái)看，本實(shí)用新型的系統(tǒng)裝置減小了實(shí)現(xiàn)氣、油、水分離的設(shè)備的體積，而且該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了模塊化運(yùn)作而便于拖船拖動(dòng)，目前在海上平臺(tái)使 用的3 5噸吊車(chē)能迅速吊起，無(wú)放射性元件。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中旋流式氣油水分離器與旋流式氣油分離器連接的結(jié) 構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中旋流式氣油水分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中捕霧器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4中固定架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖4中出氣管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1 圖6所示，該氣油水分離系統(tǒng)，包括一旋流式氣油水分離器A、一旋流式氣 油分離器B和一捕霧器C。其中，如圖2、圖3所示，所述旋流式氣油水分離器A包括第一柱狀筒體1，該第一 柱狀筒體1的筒壁上自頂部至下部依次設(shè)置有與第一柱狀筒體1內(nèi)部相連通的第一出氣管 12、第一出油管13、第一輸入管11、出水管14，所述第一輸入管11與第一柱狀筒體1的筒壁 相切，在第一柱狀筒體1的底部開(kāi)設(shè)有一排污口 15，在第一柱狀筒體1的底部還設(shè)置有第一 裙式支座16 ；所述第一柱狀筒體1內(nèi)位于第一出油管13與第一輸入管11之間還設(shè)置有一隔板 2，該隔板2將第一柱狀筒體1內(nèi)腔隔成位于隔板2上方的集油區(qū)Al和位于隔板2下方的 分離區(qū)A2，隔板2中央設(shè)置有一連通隔板2上下集油區(qū)Al和分離區(qū)A2的導(dǎo)油管21，在本 實(shí)施例中，該導(dǎo)油管21與隔板2為一截面呈T型的一體件，導(dǎo)油管21的頂端開(kāi)口即與隔板 2相平、底端21a位于所述第一輸入管11的底部之下；并且，所述第一柱狀筒體1內(nèi)位于導(dǎo)油管21下方還設(shè)置有一漏斗型分離筒4，該漏 斗型分離筒4的頂部為大口 41、底部為小口 42，S卩，漏斗型分離筒4大口 41朝上而對(duì)準(zhǔn)導(dǎo) 油管21底端21a、小口 42朝下而對(duì)準(zhǔn)第一柱狀筒體1的底部，該漏斗型分離筒4通過(guò)一套 設(shè)在其底部1/4位置處的多孔板43而固定在第一柱狀筒體1內(nèi)，該多孔板43具有一供漏 斗型分離筒4插設(shè)的中央通孔，且該多孔板43的邊沿與第一柱狀筒體1內(nèi)壁相連，而所述 出水管14的位置位于漏斗型分離筒4底部小口 42的上方；在所述第一輸入管11上還相連有一 U型預(yù)輸入管17，該U型預(yù)輸入管17的一端 17a與該第一輸入管11相連，另一端17b位于第一輸入管11的下方，另一端17b上還設(shè)置 有小口徑管口 17c。如圖2所示，所述旋流式氣油分離器B包括第二柱狀筒體5，該第二柱狀筒體5的 筒壁自頂部至下部依次設(shè)置有第二出氣管52、第二輸入管3、油相物輸入管51、第二出油管54，第二柱狀筒體5的底部還開(kāi)設(shè)有第二排污口 55，第二柱狀筒體8的底部還設(shè)置有第二裙 式支座56，所述第一柱狀筒體1的第一出油管13與該油相物輸入管51相連通； 并且，所述第二輸入管3呈L型，第二輸入管3中豎直部分31的端部相對(duì)第二柱 狀筒體5傾斜向下，并與第二柱狀筒體5的側(cè)壁相切，所述第一柱狀筒體1的第一出氣管12 與該第二輸入管3的豎直部分31相連通，第二輸入管3中橫向部分32的端部與所述第一 輸入管11相垂直并與U型預(yù)輸入管17相連通；所述第二出氣管52的出口端52a開(kāi)在第二柱狀筒體5的側(cè)壁上部，第二出氣管52 的進(jìn)口端52b自下往上伸入到第二柱狀筒體5的頂部?jī)?nèi)中央，并且，在第二出氣管52的進(jìn) 口端52b的上方還設(shè)置有一傘狀頂蓋53，在傘狀頂蓋53與進(jìn)口端52b之間連接有三根支撐 桿53a，用以支撐傘狀頂蓋53;并且，為便于自動(dòng)控制，在所述第二柱狀筒體5的側(cè)壁上還設(shè)置一對(duì)液位變送器 引壓管57、58。如圖4 圖6所示，所述捕霧器C包括罐體6和設(shè)置在罐體6內(nèi)的液滴聚集層7 ；其中，所述罐體6由法蘭組裝一起，所述罐體6頂部設(shè)置有第三出氣管61、側(cè)壁設(shè) 置有第三輸入管62、底部設(shè)置有第三出油管63 ；所述第二柱狀筒體5上的第二出氣管52與該第三輸入管62相連通，并且，該第三 輸入管62與罐體1的側(cè)壁相切，從而使氣液混合霧氣能切向地進(jìn)入罐體6內(nèi)，并在罐體6 內(nèi)產(chǎn)生旋流，而所述第三出氣管61從罐體6的頂部伸入到罐體6的內(nèi)部中央，該第三出氣 管61的底端設(shè)置有一堵塞板61a而使第三出氣管61底端封閉；所述液滴聚集層7呈筒狀，在本實(shí)施例中，該液滴聚集層7采用金屬絲過(guò)濾網(wǎng)制 作，液滴聚集層7的頂部、底部分別設(shè)置有頂板71、底板72，頂板71和底板72都開(kāi)有貫穿 孔供第三出氣管61通過(guò)，底板72為一多孔板，液滴聚集層7的中央貫穿有一固定架8，該 固定架8包括位于頂部、底部的兩個(gè)連接環(huán)81和連接在兩個(gè)連接環(huán)81之間的多根連接條 82，這多根連接條82沿第三出氣管61的軸向且沿連接環(huán)81的周向均勻分布，這兩個(gè)連接 環(huán)81分別與頂板71、底板72相連，從而使頂板71、底板72和兩個(gè)連接環(huán)81以及多根連接 條82連接成一框架，方便液滴聚集層7的固定安裝；液滴聚集層7就通過(guò)所述頂板71、底板72以及固定架8組成的框架而套設(shè)在所述 第三出氣管61的下部分61b外圍，液滴聚集層7底部的底板72中央下方還設(shè)置有一擋板 9，通過(guò)螺栓91與螺母92將底板72夾固在擋板9與堵塞板61a之間，從而將整個(gè)液滴聚集 層7固定在第三出氣管61下部分61b外圍，同時(shí)，液滴聚集層7與罐體1內(nèi)壁留有間距，且 液滴聚集層7底部與罐體1底部之間也留有間距；所述第三輸入管62在罐體1上的入口位置位于液滴聚集層7的上方；所述第三出氣管61在對(duì)應(yīng)液滴聚集層7的管壁上開(kāi)有透氣口，在本實(shí)施例中，該 透氣口是多個(gè)在第三出氣管61的下部分61b、沿第三出氣管61的軸向均勻分布的透氣槽 61c，參見(jiàn)圖6。該氣油水分離系統(tǒng)工作時(shí)，待分離的氣油水混合物需具有一定的壓力，先流經(jīng)U 型預(yù)輸入管17經(jīng)過(guò)整流，大部分氣體會(huì)自然地流入到與第一輸入管11相垂直的第二輸入 管3橫向部分32內(nèi)，并流經(jīng)第二輸入管3的豎直部分31而切向地進(jìn)入到第二柱狀筒體5 內(nèi)；[0059]從第一輸入管11切向地進(jìn)入第一柱狀筒體1內(nèi)，并在漏斗型分離筒4內(nèi)產(chǎn)生旋 流，在離心場(chǎng)內(nèi)的氣相物向漏斗型分離筒4的中心匯集，并沿旋流中心區(qū)的中軸線通過(guò)導(dǎo) 油管21后直接上升至第一柱狀筒體1的頂部，從第一柱狀筒體1頂部的第一出氣管12溢 出，油相物也被擠壓到漏斗型分離筒4的上部分中央，并逐步增高，繼而漫過(guò)導(dǎo)油管21而向 第一出油管13輸出，而水相物會(huì)被甩到漏斗型分離筒4的內(nèi)邊沿，繼而沿漏斗型分離筒4 向下流經(jīng)漏斗型分離筒4底部的小口 42而從出水管14排出，所述出水管14上設(shè)置有水相 物計(jì)量?jī)xMl而進(jìn)行計(jì)量；從第一出氣管12輸出的氣體、從第一出油管13輸出的油相物、從第二輸入管3 輸入的夾帶有油滴的氣體再次在第二柱狀筒體5發(fā)生旋流，在第二柱狀筒體5內(nèi)進(jìn)行再次 的氣相物與油相物的分離，繼而，氣相物從第二出氣管52排出，油相物從第二出油管54排 出；從第二柱狀筒體5中的第二出氣管52輸出的氣體，在捕霧器中進(jìn)行再次的氣、油 分離，霧氣從第三輸入管62切向進(jìn)入罐體6內(nèi)，并沿罐體6內(nèi)壁發(fā)生旋流，霧氣通過(guò)液滴聚 集層7后，液滴形成并從液滴聚集層7底部的底板72流向第三出油管63，而氣體通過(guò)第三 出氣管61管壁上的透氣口而通向第三出氣管61，最后從第三出氣管61排出，第三出氣管 61上設(shè)置有氣相物計(jì)量?jī)xM3而進(jìn)行計(jì)量；氣油水混合物以及各相物的流動(dòng)方向，參見(jiàn)圖1中的箭頭所示，而所述第二出油 管54與第 三出油管63匯集成一出油管道，在該出油管道上設(shè)置油相物計(jì)量?jī)xM2而對(duì)油相 物進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)量。
權(quán)利要求一種氣油水分離系統(tǒng)，其特征在于包括一旋流式氣油水分離器(A)、一旋流式氣油分離器(B)和一捕霧器(C)；其中，所述旋流式氣油水分離器(A)包括第一柱狀筒體(1)，該第一柱狀筒體(1)的筒壁上自頂部至下部依次設(shè)置有與第一柱狀筒體(1)內(nèi)部相連通的第一出氣管(12)、第一出油管(13)、第一輸入管(11)、出水管(14)，其中，所述第一輸入管(11)與第一柱狀筒體(1)的側(cè)壁相切；所述旋流式氣油分離器(B)包括第二柱狀筒體(5)，該第二柱狀筒體(5)的筒壁自頂部至下部依次設(shè)置有第二出氣管(52)、第二輸入管(3)、油相物輸入管(51)、第二出油管(54)，其中，所述第一柱狀筒體(1)的第一出氣管(12)與該第二輸入管(3)相連通，所述第一柱狀筒體(1)的第一出油管(13)與該油相物輸入管(51)相連通；并且，所述第二輸入管(3)呈L型，第二輸入管(3)中豎直部分(31)的端部相對(duì)第二柱狀筒體(5)傾斜向下，并與第二柱狀筒體(5)的側(cè)壁相切，第二輸入管(3)中橫向部分(32)的端部與所述第一輸入管(11)相連通；所述捕霧器(C)包括罐體(6)和設(shè)置在罐體(6)內(nèi)的液滴聚集層(7)，所述罐體(6)頂部設(shè)置有第三出氣管(61)、側(cè)壁設(shè)置有第三輸入管(62)、底部設(shè)置有第三出油管(63)，所述第二柱狀筒體(5)上的第二出氣管(52)與該第三輸入管(62)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣油水分離系統(tǒng)，其特征在于所述出水管(14)上設(shè)置有水 相物計(jì)量?jī)x(Ml)，所述第二出油管(54)與第三出油管(63)匯集成一出油管道，在該出油管 道上設(shè)置油相物計(jì)量?jī)x(M2)，所述第三出氣管(61)上設(shè)置有氣相物計(jì)量?jī)x(M3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣油水分離系統(tǒng)，其特征在于在旋流式氣油水分離器(A) 中，所述第一柱狀筒體(1)內(nèi)位于第一出油管(13)與第一輸入管(11)之間還設(shè)置有一隔 板(2)，該隔板(2)將第一柱狀筒體(1)內(nèi)腔隔成位于隔板(2)上方的集油區(qū)(A1)和位于 隔板(2)下方的分離區(qū)(A2)，隔板(2)中央設(shè)置有一連通隔板(2)上下集油區(qū)(A1)和分 離區(qū)(A2)的導(dǎo)油管(21)，該導(dǎo)油管(21)的底端位于所述第一輸入管(11)的底部之下；并 且，所述第一柱狀筒體(1)內(nèi)位于導(dǎo)油管(21)下方還設(shè)置有一漏斗型分離筒(4)，漏斗型分 離筒(4)的頂部為大口(41)、底部為小口(42)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣油水分離系統(tǒng)，其特征在于所述漏斗型分離筒(4)之外 設(shè)置有一多孔板(43)，多孔板(43)具有一供漏斗型分離筒(4)插設(shè)的中央通孔，且該多孔 板(43)與第一柱狀筒體(1)內(nèi)壁相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣油水分離系統(tǒng)，其特征在于所述第二出氣管(52)的出口 端(52a)開(kāi)在第二柱狀筒體(5)的側(cè)壁上部，第二出氣管(52)的進(jìn)口端(52b)自下往上伸 入到第二柱狀筒體(5)的頂部?jī)?nèi)中央，并且，在第二出氣管(52)進(jìn)口端(52b)的上方還設(shè) 置有一傘狀頂蓋(53)，在傘狀頂蓋(53)與進(jìn)口端(52b)之間連接有支撐桿(53a)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣油水分離系統(tǒng)，其特征在于在所述第一輸入管(11)上 還相連有一 U型預(yù)輸入管(17)，該U型預(yù)輸入管(17)的一端(17a)與該第一輸入管(11) 相連，另一端(17b)位于第一輸入管(11)的下方，另一端(17b)上還設(shè)置有小口徑管口 (17c)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的氣油水分離系統(tǒng)，其特征在于所述捕 霧器(C)中的第三輸入管(62)與罐體(1)的側(cè)壁相切，而所述第三出氣管(61)從罐體(6)的頂部伸入到罐體(6)的內(nèi)部中央，該第三出氣管(61)的底端封閉；所述液滴聚集層(7)呈筒狀，其套設(shè)在所述第三出氣管(61)的下部分(61b)外圍，并 與罐體(6)內(nèi)壁留有間距，所述第三出氣管(61)在對(duì)應(yīng)液滴聚集層(7)的管壁上開(kāi)有透氣 口，而所述第三輸入管(62)在罐體(6)上的入口位置位于所述液滴聚集層(7)的上方。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣油水分離系統(tǒng)，其特征在于所述液滴聚集層(7)的頂部、 底部分別設(shè)置有頂板(71)、底板(72)，液滴聚集層(7)的中央貫穿有一固定架(8)，該固定 架(8)包括位于頂部、底部的兩個(gè)連接環(huán)(81)和連接在兩個(gè)連接環(huán)(81)之間的多根連接 條(82)，這兩個(gè)連接環(huán)(81)分別與頂板(71)、底板(72)相連，并且，所述底板(72)為一多 孔板。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣油水分離系統(tǒng)，其特征在于所述第三出氣管(61)底端設(shè) 置一堵塞板(61a)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣油水分離系統(tǒng)，其特征在于所述液滴聚集層(7)底部的 底板(72)中央下方還設(shè)置有一擋板(9)，通過(guò)螺栓(91)與螺母(92)將底板(72)夾固在擋 板(9)與堵塞板(61a)之間。
專(zhuān)利摘要一種氣油水分離系統(tǒng)，包括旋流式氣油水分離器(A)、旋流式氣油分離器(B)和捕霧器(C)；其中，旋流式氣油水分離器(A)包括第一柱狀筒體(1)，該第一柱狀筒體(1)上設(shè)置有第一出氣管(12)、第一出油管(13)、第一輸入管(11)、出水管(14)，旋流式氣油分離器(B)包括第二柱狀筒體(5)，第一出氣管(12)與第二柱狀筒體(5)的第二輸入管(3)相連通，第一出油管(13)與第二柱狀筒體(5)上的油相物輸入管(51)相連通；捕霧器(C)包括罐體(6)和液滴聚集層(7)，第二柱狀筒體(5)的第二出氣管(52)與罐體(6)的第三輸入管(62)相連通。本實(shí)用新型不但適用于不同氣油比油井、濕氣井的多相分離，適應(yīng)于0～100％的含水比例變化，具有廣泛的應(yīng)用環(huán)境，還能對(duì)現(xiàn)行的多相流量計(jì)或氣油水分離設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確度的校驗(yàn)。
文檔編號(hào)B01D17/038GK201609677SQ20092019713
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月21日
發(fā)明者仇晨, 俞進(jìn), 唐廣榮, 徐文江, 李耀林, 柯呂雄, 王守波, 秦立峰, 謝玉洪, 鄭永建 申請(qǐng)人:寧波威瑞泰默賽多相流儀器設(shè)備有限公司;中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司