專利名稱：含固含液氣體分離器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型的含固含液氣體分離器，它是對含固、液氣體的機械分離裝置的改進。它是利用葉片機構分離的原理，優化設計成合理的流體流道來達到機械分離的目的，它主要是由殼體、升氣管和導流葉片機構所構成。
在石油的開發工程中，尤其是油氣田的開發，常常遇到一些油氣田的某些淺層氣井井底地層結構松散，采出的氣流中含砂量較高，給地面的集輸系統造成了許多問題，如帶砂氣流對地面集輸管道、計量儀表及氣體處理設備的磨損，都大大地降低了集氣系統的壽命，同時由于所帶出的砂還將在集氣管道、設備內部沉積，使氣體過流面積減小，流動阻力增加，也往往給清理和維修帶來諸多不變，尤其是含砂氣體對節流氣嘴的磨損會造成井口流量的失控。雖然并底防砂是比較有效的措施，但其作業費用昂貴，一般只用舉高產氣井。從經濟角度考慮，一般的低產氣井采用井下防砂是不合理的。所以，在油氣田中，大部分出砂嚴重的低產氣井都被迫關閉。這不僅浪費大量的鉆井費用，也使這部分天然氣資源得不到及時的開發和利用。因此，如何有效經濟地對含砂含液氣體進行分離是石油科技工作者所一直研究和探索的。
本實用新型的目的就在于避免現有技術的不足之處而提供了一種可有效的分離含砂含液氣體中的砂、液的汽體除砂除液器。它是利用葉片機構離心的分離原理，將氣體中的砂體和液體分離出去。它主要是由圓柱形空心殼體、升氣管、導流葉片機構及增旋錐筒構成，其主要的技術特征在于殼體內設置有升氣管，并在升氣管與殼體的環形空間處設置有導流葉片機構，升氣管的出氣口設置在殼體頂端外面，升氣管的進氣口設置在導流葉片機構的下端，其殼體的流體入口設置在升氣管出氣口和導流葉片機構的中間位置，增旋錐筒設置在升氣管的下方。這樣，由流體入口進入到殼體內的流體就會在自身壓力的作用下再進入導流葉片機構中，通過該機構的導流加速，促使流體中的砂體和液體增大離心力而沿殼體內壁下滑至出口。
附
圖1即為本實用新型的總體結構示意圖。
附圖2即為本實用新型導流葉片機構的結構示意圖。
為了更好地實現本實用新型的上述目的，本實用新型的設計者將導流葉片機構(5)設計成是由水平葉片(10)和垂直葉片(9)組成，其水平葉片(10)的母線為水平線，并與升氣管(3)的中心軸線垂直相交；垂直葉片(9)的母線與升氣管(3)的中心軸線相平行，其上、下兩邊分別與水平葉片(10)相連，而其導流葉片機構(5)的水平葉片(10)的兩邊分別與殼體(4)內壁和升氣管(3)外壁相連，并在兩個水平葉片(10)的投影相疊處與垂直葉片一起構成葉片機構入口，在投影相疊的末端與垂直葉片(9)一起構成葉片機構出口。
對升氣管(3)，則將其設計成為空心圓柱筒體，上端為出氣口(1)，設置在殼體(4)頂端的外面；下端為進氣口(6)，設置在導流葉片機構(5)的下方；其外壁則與導流葉片機構(5)相連。
對其殼體(4)，則將其設計成為兩端封堵的空心圓柱筒體，其流體入口(2)設置在升氣管(3)的出氣口(1)與導流葉片機構(5)的中間位置；其出砂口(8)則設置在殼體(4)的底端；并在升氣管(3)的進氣口(6)下面和出砂口(8)的上方沿殼體(4)內壁設置有增旋錐筒(7)，其增旋錐筒(7)帶有出口的錐端向下與殼體(4)的出砂口(8)相對。
為了更加優化導流葉片機構，設計者則將其導流葉片機構(5)的水平葉片(10)設計成與升氣管(3)外壁的交線可以展開成圓弧線、冪函數曲線和指數函數曲線。
附圖的圖面說明如下1－－－升氣管出氣口2－－－流體入口3－－－升氣管4－－－殼體5－－－導流葉片機構6－－－升氣管進氣口7－－－增旋錐筒8－－－出砂口9－－－垂直葉片10－－－水平葉片下面將結合附圖和實施例來詳敘本實用新型的結構特點在實際設計和制造中，本實用新型的設計者是將流體入口設計成由切向或徑向進入分離器殼體內，以便使含砂含液氣體也沿切向或徑向進入分離器，然后再進入導流葉片機構內；其導流葉片機構則是設計成由水平葉片和垂直葉片組成，均由三片或四片構成，其兩個水平葉片的投影相疊處構成旋轉流體的入口和出口，并在兩個水平葉片投影相疊處加設垂直葉片；其中，水平葉片的母線為水平線，且與升氣管的中心軸垂直相交，水平葉片與升氣管外壁的交線可展開成圓弧線、冪函數線或指數曲線。水平葉片的包角在135～225°，水平葉片的入口角在45～75°之間，出口角在10～20°之間；垂直葉片的母線與中心軸平行，其上下兩邊分別與水平葉片相連，其前緣與升氣管外壁相連，其未端與上下水平葉片及殼體構成葉片機構出口，垂直葉片在水平面上的投影可以是圓弧線、橢圓線、漸開線或螺旋線。
這樣，含砂含液流體沿分離器的流體入口進入分離器，經導流葉片機構后加速旋轉，形成旋渦流，同時旋渦流在下部的增旋錐筒內可得到進一步的加強，在離心力的作用下，密度較大的固體、液體向殼體壁面運移，氣體則形成內葉片機構，向上通過升氣管排出，固、液體則由下邊的出砂口排出。從而實現除砂液的目的。
本實用新型具有較寬的流量適應范圍，它可在低處理量下具有較高的分離效率。其重量輕、體積小，僅為目前油田氣井計量站內重力沉降式分離器的數十分之一。
權利要求1.含固含液氣體分離器，它是由殼體(4)、升氣管(3)、導流葉片機構(5)及增旋錐筒(7)構成，其體特征在于殼體(4)內設置有升氣管(3)，并在升氣管(3)與殼體(4)的環形空間處設置有導流葉片機構(5)，升氣管(3)的出氣口(1)設置在殼體(4)頂端外面，升氣管(3)的進氣口(6)設置在導流葉片機構(5)的下端，其殼體(4)的流體入口(2)設置在升氣管(3)出氣口(1)和導流葉片機構(5)的中間位置，增旋錐筒設置在升氣管進氣口的下方。
2.根據權利要求1所述的含固含液氣體分離器，其特征在于導流葉片機構(5)是由水平葉片(10)和垂直葉片(9)組成，其水平葉片(10)的母線為水平線，并與升氣管(3)的中心軸線垂直相交；垂直葉片(9)的母線與升氣管(3)的中心軸線相平行，其上、下兩邊分別與水平葉片(10)相連。
3.根據權利要求1所述的含固含液氣體分離器，其特征在于導流葉片機構(5)的水平葉片(10)的兩邊分別與殼體(4)內壁和升氣管(3)外壁相連，并在兩水平葉片(10)的投影相疊處與垂直葉片一起構成葉片機構入口，在投影相疊的末端與垂直葉片(9)一起構成葉片機構出口。
4.根據權利要求1所述的含固含液氣體分離器，其特征在于升氣管(3)為空心圓柱筒體，上端為出氣口(1)，設置在殼體(4)頂端的外面；下端為進氣口(6)，設置在導流葉片機構(5)的下方；其外壁則與導流葉片機構(5)相連。
5.根據權利要求1所述的含固含液氣體分離器，其特征在于殼體(4)為兩端封堵的空心圓柱筒體，其流體入口(2)設置在升氣管(3)的出氣口(1)與導流葉片機構(5)的中間位置；其出砂口(8)則設置在殼體(4)的底端；并在升氣管(3)的進氣口(6)下面和出砂口(8)的上方沿殼體(4)內壁設置有增旋錐筒(7)，其增旋錐筒(7)帶有出口的錐端向下與殼體(4)的出砂口(8)相對。
專利摘要一種新型的含固含液氣體分離器，它是對含固、液氣體的機械分離裝置的改進。它是利用旋流分離的原理，優化設計成合理的流體流道來達到機械分離的目的。它主要是由分離器殼體、升氣管、特殊的導流葉片機構及增旋錐筒所構成。
文檔編號B04C5/00GK2173661SQ9324606
公開日1994年8月10日 申請日期1993年12月8日 優先權日1993年12月8日
發明者馮叔初, 何躍生, 何利民, 李自力 申請人:石油大學(華東)