一种柱状旋流分离器结构 |
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| 申请号 | CN202211647022.8 | 申请日 | 2022-12-21 | 公开(公告)号 | CN115889004A | 公开(公告)日 | 2023-04-04 |
| 申请人 | 杭州飞科电气有限公司; | 发明人 | 袁仕明; 王云平; 陈阳; 邹志学; 李倩倩; 叶小祥; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种柱状 旋流分离器 结构，包括旋流主管道，旋流主管道一侧开设旋流入口，还包括执行机构、上出口组件、一体化 阀 芯和下出口组件，所述一体化阀芯贯穿于旋流主管道的轴心，一体化阀芯由上至下依次包括成一体结构的气路阀板、阀板旋 转轴 、液路阀板，所述执行机构向下伸出的 驱动轴 与阀板 旋转轴 的顶端通过套筒 联轴器 相连，所述旋流主管道一侧还设有差压表，所述差压表和执行机构分别与远程控制箱通讯连接。本发明的优点为：适用范围广，分体结构和一体化操控，精确控制，简化安装，降低成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种柱状旋流分离器结构，包括旋流主管道，旋流主管道一侧开设旋流入口，其特征在于：还包括执行机构、上出口组件、一体化阀芯和下出口组件，所述一体化阀芯贯穿于旋流主管道的轴心，一体化阀芯的上端与上出口组件的气路出口连通，下端与下出口组件的液路出口连通，所述执行机构控制一体化阀芯运转，所述旋流主管道一侧还设有差压表，所述差压表和执行机构分别与远程控制箱通讯连接。 |
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| 说明书全文 | 一种柱状旋流分离器结构技术领域[0001] 本发明涉及油田采油过程中气液两相分离技术领域，具体涉及一种柱状旋流分离器结构。 背景技术[0003] 目前，气液两相分离器的种类逐渐增多，分类方法也有很多，按分离原理可将其分为重力式分离器和离心式分离器。传统的气液分离装置为重力式分离器，呈立式或卧式，其工作原理为仅依靠气、液两相的密度差实现重力分离，存在分离时间长、分离效率低、设备笨重等的缺陷。离心式分离器也称旋流分离器，虽然旋流分离技术在气液分离方面的应用比较晚，但已显示出其体积小、快速、高效、连续操作等方面的优越性。然而，由于旋流分离器的结构简单、体积小、受气液两相实际条件的影响较大，气液两相的如气液比例、介质粘度、流量等局部条件的变化，都会引起分离效果的起伏，限制了旋流分离器的使用范围。 [0004] 对于液位检测控制装置而言，其离心式旋流气液两相分离器的应用显得非常重要，利用它可以通过调节气相出口管或液相出口管的阀门控制旋流气液两相分离装置的液面高度，尽可能避免出现当液相流量特別大时液相在气相出口管中排出，以及当气相流量特别大时气相在液相出口管中排出的两种极端现象。 发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种结构分体但控制一体、自动精确控制液位、适用范围广、不受气液比例及流量影响的柱状旋流分离器结构。 [0006] 为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种柱状旋流分离器结构，包括旋流主管道，旋流主管道一侧开设旋流入口，还包括执行机构、上出口组件、一体化阀芯和下出口组件，所述一体化阀芯贯穿于旋流主管道的轴心，一体化阀芯的上端与上出口组件的气路出口连通，下端与下出口组件的液路出口连通，所述执行机构控制一体化阀芯运转，所述旋流主管道一侧还设有差压表，所述差压表和执行机构分别与远程控制箱通讯连接。 [0007] 进一步地，所述一体化阀芯由上至下依次包括成一体结构的气路阀板、阀板旋转轴、液路阀板，所述气路阀板相对于上出口组件的气路出口部位具有交错设置的连续开口面和连续封闭面，所述液路阀板相对于下出口组件的液路出口部位具有交错设置的连续开口面和连续封闭面，所述执行机构向下伸出的驱动轴与阀板旋转轴的顶端通过套筒联轴器相连。 [0008] 进一步地，所述差压表位于旋流主管道的下半部分，差压表包括差压表上取压点和差压表下取压点，分别与远程控制箱通讯连接。 [0009] 进一步地，所述气路阀板和所述液路阀板分别呈无上底面矮圆柱状，其侧面具有交错设置的连续开口面和连续封闭面，所述气路阀板的连续开口面和所述液路阀板的连续开口面错开设置，并分别对应于上出口组件的气路出口和下出口组件的液路出口的设置。 [0010] 进一步地，所述阀板旋转轴的底端套接四氟套。 [0011] 进一步地，所述旋流入口位于旋流主管道的上半部分。 [0012] 进一步地，所述上出口组件的腔体或下出口组件的腔体的外径比旋流主管道的内径小8mm。 [0013] 进一步地，所述气路阀板或液路阀板的外径比上出口组件的腔体或下出口组件的腔体的内径小1mm。 [0014] 进一步地，所述执行机构为电动或气动的。 [0016] 具体地，本发明在常规的柱状旋流分离器结构上，增加用以液位反馈的差压表和用以调节液面高度的一体化调节阀芯结构，通过执行机构驱动一体化调节阀芯转动来控制气体通径截面和液体通径截面的大小，从而调节气体出口和液体出口流量，保证气液两相介质在旋流分离器中的界面平稳，以维持旋流气液两相分离装置的连续分离，气相液相介质通路不串相。 [0017] 本发明采用内置的一体化阀板结构，通过执行部件可同时控制旋流分离器内部气路和液路的两个阀板，从而简化旋流分离器的外部结构，降低成本；内置的一体化阀板采用机械联动结构，可有效避免常规的具有阀门配置的分离器因上下阀门动作不同步造成的憋压事故；相较于现有的易受介质黏度和结垢影响的浮球阀结构，采用执行部件主动控制，可有效解决浮球阀因介质粘度、部件粘油结垢等造成的液位控制实效问题；采用主动控制原理，可实现设定旋流分离器内的气液界面位置，自动调整气液出口的流量，适用范围广，高低含气均可自适应。附图说明 [0018] 图1是本发明一种柱状旋流分离器结构的外部示意图。 [0019] 图2是本发明一种柱状旋流分离器结构的剖面示意图。 [0020] 图3是本发明的气路出口处的放大剖面示意图。 [0021] 图4是本发明的液路出口处的放大剖面示意图。 [0022] 图5是本发明的一体化阀芯的结构示意图。 [0023] 附图标记：1、旋流主管道；2、旋流入口；3、执行机构；31、驱动轴；4、上出口组件；41、气路出口；5、一体化阀芯；51、气路阀板；52、阀板旋转轴；53、液路阀板；6、下出口组件； 61、液路出口；7、四氟套；8、套筒联轴器；91、差压表上取压点；92、差压表下取压点。 实施方式 [0024] 下面结合附图，对本发明的实施例作进一步详细的描述。 [0025] 如图1所示，一种柱状旋流分离器结构，包括旋流主管道1，旋流主管道1上半部一侧开设旋流入口2，还包括执行机构3、上出口组件4、一体化阀芯5和下出口组件6。 [0026] 如图2、3、4、5所示，所述一体化阀芯5贯穿于旋流主管道1的轴心，一体化阀芯5由上至下依次包括成一体结构的气路阀板51、阀板旋转轴52、液路阀板53。所述气路阀板51和所述液路阀板53分别呈无上底面矮圆柱状，其侧面具有交错设置的连续开口面和连续封闭面，所述气路阀板51的连续开口面和所述液路阀板53的连续开口面错开设置，并分别对应于上出口组件4的气路出口41和下出口组件6的液路出口61的设置，即所述气路阀板51相对于上出口组件4的气路出口41部位具有交错设置的连续开口面和连续封闭面，气路阀板51跟随阀板旋转轴52旋转时与气路出口41相切，可通过气路阀板51遮挡气路出口41的比例调节气路出口41的通路截面积从而控制气体流速及流量，所述液路阀板53相对于下出口组件6的液路出口61部位具有交错设置的连续开口面和连续封闭面，液路阀板53跟随阀板旋转轴52旋转时与液路出口61相切，可通过液路阀板53遮挡液路出口61的比例调节液路出口61的通路截面积从而控制液体流速及流量。所述阀板旋转轴52的底端套接四氟套7。具体地，所述上出口组件4的腔体或下出口组件6的腔体的外径比旋流主管道1的内径小8mm；所述气路阀板51或液路阀板53的外径比上出口组件4的腔体或下出口组件6的腔体的内径小1mm。 [0027] 所述执行机构3向下伸出的驱动轴31与阀板旋转轴52的顶端通过套筒联轴器8相连，执行机构3与远程控制箱通讯连接。所述执行机构3可为电动或气动。 [0028] 所述旋流主管道1下半部一侧还设有差压表，差压表包括差压表上取压点91和差压表下取压点92，分别与远程控制箱通讯连接。所述差压表的读数用来反馈旋流分离器内部的液位高度。 [0029] 本发明一种柱状旋流分离器结构的工作原理如下：本发明中的差压表将其读数反馈的液位值发送给远程控制箱，远程控制箱将该数值与预先设置好的目标液位值进行比对，控制执行机构3正转或反转来驱动阀板旋转轴52的旋转角度，进而调整气路出口41和液路出口61的开口度来调节气体和液体的流量。具体地，当差压表检测的液位值低于目标液位值时，远程控制箱控制执行机构3带动阀板旋转轴 52以及气路阀板51、液路阀板53同步转动，液路阀板53随着同步转动会减小液路出口61通径截面，如图4中阴影面积所示，而气路阀板51随着同步转动会增大气路出口41通径截面，如图3中阴影面积所示，在减少液路出口61流量的同时增大气路出口41流量从而使得旋流分离器内部液位升高；反之，当差压表检测的液位值高于目标液位值时，远程控制箱控制执行机构3带动一体化阀芯5反向转动，液路阀板53随着同步转动增大液路出口61通径截面，如图4中阴影面积所示，而气路阀板51随着同步转动减小气路出口41通径截面，如图3中阴影面积所示，从而在增大液路出口61流量的同时减小气路出口41流量使得旋流分离器内部液位降低。 [0030] 本发明的结构设计巧妙，具体如下：由上出口组件4、旋流主管道1、下出口组件6组装而成的旋流分离器腔体，分体结构组装，降低了加工成本和难度，也提高了尺寸精度；气路阀板51与液路阀板53通过阀板旋转轴52焊接为一体化阀芯5，各阀板连续开口面交错设计，使其转动时最多只能有一块阀板将一个出口全部遮挡，提高了设备运行时的安全系数；气路阀板51与液路阀板53形状尺寸一致，上出口组件4的腔体和下出口组件6的腔体的外径比旋流主管道1的内径小8mm，降低了加工难度和成本，同时也降低了安装的难度；各阀板外径比上出口组件4的腔体或下出口组件6的腔体的内径小1mm，间隙配合设计，降低了工作故障率，提升了使用寿命；四氟套7和阀板旋转轴52过度配合，可确保一体化阀芯5与上、下出口组件的腔体的同心度，降低设备故障率；通过差压表检测液位和执行机构3带动一体化阀芯5调整液位的自主联动控制，可以有效稳定旋流分离器内部液位，提高气液分离效果。 [0031] 以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。 |
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