一種地熱水氣液固三相分離器及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種地熱水三相分離裝置，特別涉及一種地熱水氣液固三相分離器及方法。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的發展，人民的生活水平逐漸提高，煤炭、石油等常規能源日益緊缺，并引發了一系列的環境問題，促使人類開始了對新能源的開發利用。地熱作為一種清潔的綠色能源，具有易于開采、便于應用及無環境污染等優點。但是，地熱水中含有天然氣的情況比較多，尤其在油氣田區域較為常見，是地熱開發利用的主要安全隱患，全國范圍內已發生了多起安全事故。因此，研宄一種針對地熱水氣液固三相分離裝置尤為重要。
[0003]現有三相分離技術多種多樣，基本原理包括重力沉降、折流分離、離心力分離、絲網分離、超濾分離、填料分離等。但大多應用于油氣集輸領域，針對含氣地熱水的三相分離尚沒有研發出高效、可靠的裝置。
[0004]若油氣集輸領域的三相分離器應用于地熱水系統，會存在以下缺陷:1、以油品性質進行設計的三相分離器應用于地熱水系統，分離效果無法保證；2、設備體積大，占地面積大，增加投資；3、設備維修困難。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種地熱水氣液固三相分離器及方法，以便減少設備占地面積、降低工程投資。
[0006]本發明提到的一種地熱水氣液固三相分離器:包括上殼體、下殼體、旋流除砂機構、撞擊分淋機構和分離傘機構，所述的上殼體和下殼體活動連接，上殼體的頂部設有排氣管，上殼體的中部設有液滴捕捉網，所述的下殼體內腔安裝旋流除砂機構、撞擊分淋機構和分離傘機構，旋流除砂機構與氣液流道分隔桶配合，氣液流道分隔桶的底部設有導流圈，所述的氣液流道分隔桶的下方設有撞擊分淋機構，撞擊分淋機構包括上分淋孔板和下分淋孔板，下分淋孔板的下方設有由上分淋水收集盤、下分淋水收集盤、上氣體分離傘、下氣體分離傘組成的分離傘機構，在下殼體的下端側部設有出水管，最底部設有排污管；所述的旋流除砂機構的底部設有旋流內排砂管，且旋流內排砂管通過連接旋流外排砂管引出下殼體外。
[0007]上述的旋流除砂機構包括旋流外進水管、旋流內進水管、旋流圓柱段、溢流管、旋流圓錐段、旋流內排砂管、泥沙收集管、旋流外排砂管，且旋流圓柱段通過第一固定支柱與氣液流道分隔桶焊接固定，旋流圓柱段下側的旋流圓錐段通過第二固定支柱與氣液流道分隔桶焊接固定，旋流圓錐段下端連接旋流內排砂管，旋流內排砂管的中段設有容積增大的泥沙收集管，且旋流內排砂管的下端與旋流外排砂管活動連接。
[0008]上述的撞擊分淋機構的上分淋孔板中心與旋流圓錐段配合，上分淋孔板的外側連接上擋液圈，并通過第五固定支柱與第二導軌及卡槽配合；下分淋孔板的中心與旋流圓錐段配合，下分淋孔板的外側連接下擋液圈，并通過第六固定支柱與第二導軌及卡槽配合。
[0009]上述的分離傘機構的上分淋水收集盤的中心與旋流內排砂管配合，下分淋水收集盤的中心與旋流內排砂管配合，且下分淋水收集盤位于上分淋水收集盤的下方；所述的上分淋水收集盤和下分淋水收集盤之間設有上氣體分離傘，在下分淋水收集盤的下方設有下氣體分離傘。
[0010]上述的上分淋水收集盤通過縱向的第七固定支柱連接到上氣體分離傘，且第七固定支柱通過橫向的第九固定支柱與第二導軌及卡槽配合。
[0011]上述的下分淋水收集盤通過縱向的第八固定支柱連接到下氣體分離傘，且第八固定支柱通過橫向的第十固定支柱與第二導軌及卡槽配合。
[0012]上述的旋流圓柱段的頂部內腔設有溢流管。
[0013]上述的液滴捕捉網的底部通過第四固定支柱支撐，且第四固定支柱的外側與第一導軌及卡槽配合。
[0014]上述的旋流外進水管連接到下殼體內腔的旋流內進水管，且旋流內進水管連接到旋流圓柱段的切線方向。
[0015]本發明提到的一種地熱水氣液固三相分離器的使用方法，包括以下步驟:
含氣、泥沙的地熱水從旋流外進水口、旋流內進水口切線進入旋流除砂機構內，通過旋流圓柱段和旋流圓錐段進行液固分離，泥沙通過旋流內排砂管、旋流外排砂管排出；
含氣水通過溢流管溢出旋流除砂機構，在氣液流道分隔桶內側自由下落至撞擊分淋機構上，發生碰撞、分淋，增大暴露表面積，造成紊流狀態，使氣體與液體分離；經過分淋后的液體形成細小水柱繼續下落至分淋水收集盤，收集后的液體通過收集盤中心與旋流內排砂管的間隙下落至下方的分離傘機構進行進一步的氣液分離，最終分離后的液體從三相分離器下部經出水管排出；
在撞擊分淋機構和分離傘機構中分離的游離氣體通過氣液流道分隔桶外壁向上流動，經過液滴捕捉網和排氣管排出三相分離器，排氣處理方式由現場確定及配備，氣體安全處理。
[0016]本發明的有益效果是:含氣、泥沙的地熱水進入本發明裝置內的旋流除砂機構進行液固分離；液固分離后的水由溢流管溢出旋流除砂機構，沿氣液流道分隔機構內側自由下落至撞擊分淋機構，進行氣液分離；氣液分離后的液體繼續自由下落至分離傘機構，進一步進行氣液分離；氣液固三相分離后的液體通過裝置底部出水管排出，分離出的泥沙固體通過裝置底部的排砂管排出，分離出的氣體通過裝置頂部的排氣管排出；本發明將旋流除砂、撞擊分淋、分離傘三種分離工藝集成于本裝置，結構緊湊，減少設備占地面積；采用的撞擊分淋機構、分離傘機構可多級布置，增加分離效果；另外，本發明裝置巧妙運用導軌卡槽設計，裝置內芯可整體抽出，方便制造及檢修。
【附圖說明】
[0017]附圖1是本發明的結構示意圖；
附圖2是本發明的A-A剖視圖；
附圖3是本發明的旋流除砂裝置的結構示意圖；
附圖4是本發明的旋流除砂裝置的俯視圖； 附圖5是本發明的撞擊分淋機構的俯視圖；
附圖6是氣液流道分隔桶的結構示意圖；
附圖7是第二導軌及卡槽的結構示意圖；
附圖8是分離傘機構的結構示意圖；
上圖中:旋流外進水管1、旋流內進水管2、旋流圓柱段3、溢流管4、旋流圓錐段5、旋流內排砂管6、泥沙收集管7、旋流外排砂管8、第一固定支柱9、氣液流道分隔桶10、第二固定支柱11、導流圈12、第三固定支柱13、液滴捕捉網14、第四固定支柱15、第一導軌及卡槽16、上殼體17、上下殼體連接法蘭18、排氣管19、下殼體20、上分淋孔板21、下分淋孔板22、上擋液圈23、下擋液圈24、第五固定支柱25、第六固定支柱26、上分淋水收集盤27、下分淋水收集盤28、上氣體分離傘29、下氣體分離傘30、第七固定支柱31、第八固定支柱32、第九固定支柱33、第十固定支柱34、第^ 固定支柱35、第十二固定支柱36、第二導軌及卡槽37、出水管38、排污管39、裝置安裝底腳40、吊耳41。
【具體實施方式】
[0018]本發明提到的一種地熱水氣液固三相分離器，參照附圖1、2和6，包括上殼體17、下殼體20、旋流除砂機構、撞擊分淋機構和分離傘機構，所述的上殼體17和下殼體20活動連接，上殼體17的頂部設有排氣管19，上殼體17的中部設有液滴捕捉網14，所述的下殼體20內腔安裝旋流除砂機構、撞擊分淋機構和分離傘機構，旋流除砂機構與氣液流道分隔桶10配合，氣液流道分隔桶10的底部設有導流圈12，所述的氣液流道分隔桶10的下方設有撞擊分淋機構，撞擊分淋機構包括上分淋孔板21和下分淋孔板22，下分淋孔板22的下方設有由上分淋水收集盤27、下分淋水收集盤28、上氣體分離傘29、下氣體分離傘30組成的分離傘機構，在下殼體20的下端側部設有出水管38，最底部設有排污管39 ;所述的旋流除砂機構的底部設有旋流內排砂管6，且旋流內排砂管6通過連接旋流外排砂管8引出下殼體20外。
[0019]參照附圖3-4，本發明的旋流除砂機構包括旋流外進水管1、旋流內進水管2、旋流圓柱段3、溢流管4、旋流圓錐段5、旋流內排砂管6、泥沙收集管7、旋流外排砂管8，且旋流圓柱段3通過第一固定支柱9與氣液流道分隔桶10焊接固定，旋流圓柱段3下側的旋流圓錐段5通過第二固定支柱11與氣液流道分隔桶10焊接固定，旋流圓錐段5下端連接旋流內排砂管6，旋流內排砂管6的中段設有容積增大的泥沙收集管7，且旋流內排砂管6的下端與旋流外排砂管8活動連接，具體是旋流內排砂管6的下端通過法蘭與旋流外排砂管8連接，旋流外排砂管8設在下殼體的外部。
[0020]參照附圖5，撞擊分淋機構的上分淋孔板21中心與旋流圓錐段5配合，上分淋孔板21的外側連接上擋液圈23，并通過第五固定支柱25與第二導軌及卡槽37配合；下分淋孔板22的中心與旋流圓錐段5配合，