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CN108480068A - 一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器 - Google Patents

一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器 Download PDF

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CN108480068A
CN108480068A CN201810065847.6A CN201810065847A CN108480068A CN 108480068 A CN108480068 A CN 108480068A CN 201810065847 A CN201810065847 A CN 201810065847A CN 108480068 A CN108480068 A CN 108480068A
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CN
China
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adjustable float
tubing string
floating ball
gas
liquid
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Pending
Application number
CN201810065847.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李云鹏
石磊
田艳妮
张祥
肖祎萌
王娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bomesc Offshore Engineering Co Ltd
Original Assignee
Bomesc Offshore Engineering Co Ltd
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Publication date
Application filed by Bomesc Offshore Engineering Co Ltd filed Critical Bomesc Offshore Engineering Co Ltd
Priority to CN201810065847.6A priority Critical patent/CN108480068A/zh
Publication of CN108480068A publication Critical patent/CN108480068A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/24—Multiple arrangement thereof
    • B04C5/28—Multiple arrangement thereof for parallel flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C11/00—Accessories, e.g. safety or control devices, not otherwise provided for, e.g. regulators, valves in inlet or overflow ducting

Landscapes

  • Cyclones (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器，包括并列设置并相互连通的第一管柱，第二管柱，第三管柱，可调式浮子自动液位控制装置；所述可调式浮子自动液位控制装置包括：设置于所述第三管柱内的浮球箱，设置在所述浮球箱内的可调式浮球，分别设置在所述出气管和出液管内的控制阀门，所述浮球箱的上下两端分别通过阀杆连接至分别位于所述出气管和出液管内的控制阀门。本发明能进行高效的气‑液分离技术，分液精度高，工作稳定性好，可自动控制气体与液体排出的流量，并通过液位计量器直接观测到排出的油水比；同时，浮球为可调式，能满足气液质量比不同的多种工况。

Description

一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器
技术领域
本发明涉及气液分离技术，特别涉及一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器。
背景技术
随着陆地和海洋油气资源逐渐减少甚至枯竭,为能满足日益增长的能源需求, 世界各国将重点放在深海油气和偏远地区资源的开发上。平台是海上采油的主要生产设施。海上平台的主要工艺设备有油、气、水处理和供水设备等，分离器即是海上油田的油、气、水通常采用的必要的处理设备。然而，在深海高压和偏远地区恶劣的环境条件下实现有效的气液分离，传统的GLCC(Gas-liqulid Cylindrical Cyclone，管柱式旋流气液分离器)显然已不能满足现在工业的要求。而目前国外能满足此要求的设备，各自具有其体积大、价格昂贵，后期维护成本高等特点。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器，能进行高效的气-液分离技术，并能满足气液质量比不同的多种工况。
本发明所采用的技术方案是：一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器，包括并列设置并相互连通的第一管柱，第二管柱，第三管柱，可调式浮子自动液位控制装置。所述第三管柱顶部的上封头连接有出气管作为管柱式旋流气液分离器的出气口，所述第三管柱底部的下封头连接有出液管作为管柱式旋流气液分离器的出液口。所述可调式浮子自动液位控制装置包括：设置于所述第三管柱内的浮球箱，设置在所述浮球箱内的可调式浮球，分别设置在所述出气管和出液管内的控制阀门，所述浮球箱的上下两端分别通过阀杆连接至分别位于所述出气管和出液管内的控制阀门。
进一步的，所述可调式浮球的质量根据管柱式旋流气液分离器内的水油密度而定，所述可调式浮球的质量计算公式为：
m＝πdin 2ρh/4-πdb 2p/4g
其中，m为可调式浮球的质量，din为第三管柱的内径，h为浮球箱高度， db为可调式浮球外径，ρ为水油密度，p为管柱式旋流气液分离器的工作压力， g为9.8N/kg。
进一步的，所述浮球箱的上端设置有用于从第三管柱内取出浮球箱以更换可调式浮球的法兰；所述浮球箱通过所述法兰套设在所述第三管柱内，并能在可调式浮球的带动下在所述第三管柱内上下浮动。
进一步的，所述阀杆采用可伸缩阀杆。
本发明的有益效果是：
1、本发明在原有的管柱式旋流气液分离器上增加一套可调式浮子自动液位控制装置，分液精度高，工作稳定性好，可自动控制气体与液体排出的流量，并通过液位计量器直接观测到排出的油水比。
2、本发明中，可调式浮子自动液位控制装置中的浮球为可调式，根据不同的水油密度选择不同质量的浮球；介于油的密度变化较大，油水比例不固定情况下，可调式浮球，实现有效的气液分离，可满足气液质量比不同的多种工况。
3、整体结构更加紧凑、重量轻、易于操作、易于安装。
附图说明
图1：本发明结构示意图；
图2：本发明的可调式浮子自动液位控制装置结构示意图；
图3：图2的A局部放大图；
图4：本发明可调式浮子自动液位控制装置的浮球箱和可调式浮球主视结构示意图；
图5：本发明可调式浮子自动液位控制装置的浮球箱和可调式浮球俯视结构示意图。
附图标注：1、第一管柱；2、第二管柱；3、第三管柱；4、可调式浮球；5、浮球箱；6、法兰；7、阀杆；8、控制阀门。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如附图1至图5所示，一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器，包括并列设置并相互连通的第一管柱1，第二管柱2，第三管柱3，所述第三管柱3顶部的上封头连接有出气管作为管柱式旋流气液分离器的出气口，所述第三管柱3底部的下封头连接有出液管作为管柱式旋流气液分离器的出液口。
本发明一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器还包括可调式浮子自动液位控制装置，所述可调式浮子自动液位控制装置包括：设置于所述第三管柱3内的浮球箱5，设置在所述浮球箱5内的可调式浮球4，分别设置在所述出气管和出液管内的控制阀门8。所述浮球箱5的上下两端分别通过阀杆7 连接至分别位于所述出气管和出液管内的控制阀门8，本实施例中，所述阀杆7 采用可伸缩阀杆。所述浮球箱5的上端设置有用于从第三管柱3内取出浮球箱5 以更换可调式浮球4的法兰6；所述浮球箱5通过所述法兰6套设在所述第三管柱3内，并能在可调式浮球4的带动下所述第三管柱3内上下浮动。
所述可调式浮球4的质量根据管柱式旋流气液分离器内的水油密度而定以适用各种工况，所述可调式浮球4的质量计算公式为：
m＝πdin 2ρh/4-πdb 2p/4g (1)
其中，m为可调式浮球4的质量，din为第三管柱3的内径，h为浮球箱5 高度，db为可调式浮球4外径，ρ为水油密度，p为管柱式旋流气液分离器的工作压力，g为9.8N/kg。
本发明一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器，在原有的旋流式气液分离的基础上，增加了一套可调式浮子自动液位控制装置，如图1所示，第三管柱3内中间是浮球，可起到自动控制气体与液体流量的作用，浮球的上下两端通过可伸缩阀杆连接至控制阀门8，不仅可以控制气、液开关，还可以控制控制阀门8开合度，从而控制流量，此装置既满足了现场实现气-液分离的自动控制，也免去了从前加流量控制阀的成本，使操作简便，工作稳定性好。此外，比如海上作业时，油的密度比较大，存在油水比值的不固定因素，而传统的浮球配置是一体的，不能按照实际工况操作，因此，将浮球变成可调式浮球4，可满足于不同工况不同密度的气-液分离。
如图3所示的本发明可调式浮球4放置于浮球箱5中，与GLCC连接后形成一套可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器。通常情况在水油密度值为0.80-0.89Kg/m3范围的工况下，可选用1号浮球；油水密度值在0.90-0.99 Kg/m3范围的工况下，可选用2号浮球，1号浮球和2号浮球的质量根据公式(1) 确定。更换浮球时将浮球箱5上侧连接的法兰6打开，将浮球箱5吊出，打开浮球箱5的箱门打开取出浮球，更换适应现工况的浮球后将浮球降于原来位置，连接好法兰6即可。本发明可以保证气液的充分分离并适应于不同种工况。
整套装置结构简单，拆装便捷，易操作，安全性高，整体运行十分可靠。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器，包括并列设置并相互连通的第一管柱，第二管柱，第三管柱，所述第三管柱顶部的上封头连接有出气管作为管柱式旋流气液分离器的出气口，所述第三管柱底部的下封头连接有出液管作为管柱式旋流气液分离器的出液口；其特征在于，还包括可调式浮子自动液位控制装置，所述可调式浮子自动液位控制装置包括：设置于所述第三管柱内的浮球箱，设置在所述浮球箱内的可调式浮球，分别设置在所述出气管和出液管内的控制阀门，所述浮球箱的上下两端分别通过阀杆连接至分别位于所述出气管和出液管内的控制阀门。
2.根据权利要求1所述的一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器，其特征在于，所述可调式浮球的质量根据管柱式旋流气液分离器内的水油密度而定，所述可调式浮球的质量计算公式为：
m＝πdin 2ρh/4-πdb 2p/4g
其中，m为可调式浮球的质量，din为第三管柱的内径，h为浮球箱高度，db为可调式浮球外径，ρ为水油密度，p为管柱式旋流气液分离器的工作压力，g为9.8N/kg。
3.根据权利要求1所述的一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器，其特征在于，所述浮球箱的上端设置有用于从第三管柱内取出浮球箱以更换可调式浮球的法兰；所述浮球箱通过所述法兰套设在所述第三管柱内，并能在可调式浮球的带动下在所述第三管柱内上下浮动。
4.根据权利要求1所述的一种可调式浮子自动液位控制的管柱式旋流气液分离器，其特征在于，所述阀杆采用可伸缩阀杆。
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