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一种对称式气液分离器

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-08-10 10:03:35

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-08-15 10:01:29
本发明公开了一种对称式气液分离器,该对称式气液分离器包 括主体管道和多个加速起旋组件,所述加速起旋组件包括至少1个加速起旋 器;所述主体管道内形成有空腔,多个所述加速起旋组件设置于所述空腔 内,单个所述加速起旋组件沿着所述主体管道的径向设置
在所述主体管道 的轴向的投影面上,多个所述加速起旋组件呈交错式分布;所述加速起旋器 沿着所述主体管道的轴向的横剖面关于所述主体管道的径向为对称结构;所 述加速起旋器含有多组加速起旋器组,每个加速起旋器组中的两个所述加速 起旋器关于所述主体管道的轴向对称。该对称式气液分离器解决了现有技术 中高含气或者气体处理量较高时气液分离不理想的问题。

在石油开采行业中,有些油田区块会遇上高含气采出液或气体处理量较大的情况,采出液包含油气水砂,其中的气体还可以分为溶解气和自由气,自由气本身以气体形式存在,容易分离,而溶解气是在特定条件下溶解在油中或水中的那部分气体,不容易分离。

在溶解气含量很高的采出液中,不仅在原油中高含溶解气,而且的采出水中也含大量的溶解气,溶解气以小气泡形式存在于液体中。现有设备分离溶解气的方法是将采出液至于常压状态,自然脱气,缺点是分离时间长、效率低和设备体积大。

一般地,气液分离装置是油田开采与后处理过程中的一种十分重要的处理装置和设备,对下一级油水分离设备的分离效果将产生直接的影响。国内外经过多年的探索研究,获得了多种气液分离技术和对应的分离器,典型地如采用旋流方式的GLCC(Gas-LiquidCylindrical Cyclone)。

中国科学院力学研究所(以下简称力学所)创建于1956年,是以钱学森先生工程科学思想建所的综合性国家级力学研究基地,在国际力学界享有盛誉,为我国航空航天事业及国家经济社会发展做出了重要贡献。钱学森、钱伟长为第一任正、副所长;郭永怀副所长曾长期主持工作;继任所长为郑哲敏、薛明伦、洪友士、樊菁、秦伟、刘桂菊,现任党委书记刘桂菊、所长罗喜胜。 力学所明确并坚持自身发展定位,即坚持工程科学思想,聚焦制约国家重大任务的关键共性技术和核心科学问题,推动力学与相关学科的深度交叉,实现原始创新、系统集成、平台建设和人才培养的有机结合,建设国际一流科教融合工程科学研究基地。 力学所主要研究方向为:微尺度力学与跨尺度关联,高温气体动力学与跨大气层飞行,微重力科学与应用,海洋工程、环境、能源与交通中的重大力学问题,先进制造工艺力学,生物力学与生物工程等。 力学所现设有5个实体实验室。非线性力学国家重点实验室(LNM)、高温气体动力学国家重点实验室(LHD)、中国科学院微重力重点实验室(NML)、中国科学院流固耦合系统力学重点实验室(LMFS)、宽域飞行工程科学与应用中心。

在该装置中,气液分离完全在管道内完成,能够针对含气量较高或气体处理量较大的情况,根据改动旋流器内部加速起旋器结构和组合方式达到了气液高效分离要求。由此,该装置应用于管道式油气水三相分离技术中,由于其分离时间短、结构简单、布置灵活、体积小、占地面积小、操作简便,使得其易于生产标准化和规模化;可提高气液分离效率,降低建设和生产运营成本。

此外,通过适当调整圆柱形管道尺寸和加速起旋器结构尺寸,同样可以应用于来液量较高的油水(预)分离工艺流程,从而实现油水高效分离,达到节能减排的环保要求。

技术合作

根据现场具体环境和气液处理量及分离要求,设计恰当的旋流器结构(包括主体管道3、切向入口1、顶出口2和切向出口4等)尺寸、加速起旋器中横剖面类型、特征尺寸、间距以及起旋器个数;将设计好的复合旋流分离器,安装在气液混口入口端;经过新型结构型式的加速起旋器后达到良好的气液分离效果;无论对于预(或粗)分离流程,达到出液口管内的部分排出液中气体含量显著下降;这部分低含气的油水混合液通过分支管路直接进入下游油水分离设备进一步分离;而显著降低含液率的气体则在顶部排气管进入下一级设备进行精细的气体除湿,或按照传统或其它气液工艺流程进行深度处理。

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