一种适应入口含气率大范围变化的双级管式气液分离器

技术特征：
1.一种适应入口含气率大范围变化的双级管式气液分离器，其特征在于，包括一级水平分离段（1）和二级竖直分离段（2），其中，所述一级水平分离段（1）和所述二级竖直分离段（2）相连接，所述二级竖直分离段（2）的底端和顶端分别设置出液管（21）和二级出气管（22）；所述一级水平分离段（1）内依次设置有旋流元件（3）和气相出口管（4），所述气相出口管（4）与所述一级水平分离段（1）内的一级出气管（11）相连通；所述气相出口管（4）上存在界面流层处理结构，所述气相出口管（4）与所述一级水平分离段（1）的内侧面之间形成液相通道。2.根据权利要求1所述的一种适应入口含气率大范围变化的双级管式气液分离器，其特征在于，所述气相出口管（4）存在锥形外表面，沿远离所述旋流元件（3）的方向所述气相出口管（4）的锥形外表面直径逐渐增大，所述锥形外表面形成所述界面流层处理结构；所述锥形外表面的锥度范围为3
°
~5
°
。3.根据权利要求1或2所述的一种适应入口含气率大范围变化的双级管式气液分离器，其特征在于，所述气相出口管（4）包括分层管段（41），所述分层管段（41）的管壁上形成夹层腔（411），所述分层管段（41）底部区域的外侧面上设置与所述夹层腔（411）相连通的流液口（412）且所述流液口（412）位于所述分层管段（41）远离所述旋流元件（3）的一侧，所述分层管段（41）顶部区域的内侧面上设置与所述夹层腔（411）相连通的流气口（413）且所述流气口（413）位于所述分层管段（41）远离所述旋流元件（3）的一侧，所述夹层腔（411）、所述流液口（412）以及所述流气口（413）形成所述界面流层处理结构。4.根据权利要求3所述的一种适应入口含气率大范围变化的双级管式气液分离器，其特征在于，所述分层管段（41）包括锥形外层管（414）和锥形内层管（415），所述锥形内层管（415）套设在所述锥形外层管（414）内且两者之间形成所述夹层腔（411），所述锥形外层管（414）和所述锥形内层管（415）之间设置环形的连接环（416）且所述锥形外层管（414）和锥形内层管（415）通过所述连接环（416）相连接，所述连接环（416）位于远离所述旋流元件（3）的一侧；所述锥形外层管（414）的管壁上开设环形槽以形成所述夹层腔（411），所述锥形外层管（414）的内层管壁（417）上分布若干连通孔（418），所述锥形外层管（414）的外层管壁（419）上设置所述流液口（412），位于所述连接环（416）靠近所述二级竖直分离段（2）一侧的连通孔（418）形成所述流气口（413）。5.根据权利要求4所述的一种适应入口含气率大范围变化的双级管式气液分离器，其特征在于，所述连通孔（418）为矩形孔，所述连通孔（418）沿所述内层管壁（417）的周向分布且沿所述内层管壁（417）的轴向方向分布多圈。6.根据权利要求4所述的一种适应入口含气率大范围变化的双级管式气液分离器，其特征在于，所述分层管段（41）还包含阻挡板（4110），所述阻挡板（4110）设置在所述锥形外层管（414）和所述锥形内层管（415）形成的所述夹层腔（411）以及所述锥形外层管（414）上形成的所述夹层腔（411）内，所述阻挡板（4110）位于所述分层管段（41）靠近其直径大的一侧且所述阻挡板（4110）沿所述分层管段（41）的轴线方向延伸，所述阻挡板（4110）用以沿所述分层管段（41）的周向方向分割两层所述夹层腔（411）；所述阻挡板（4110）为两个，两个所述阻挡板（4110）沿所述分层管段（41）的周向方向分布，沿所述分层管段（41）的周向方向两个所述阻挡板（4110）之间形成的位于上方的空间对
应所述流气口（413），沿所述分层管段（41）的周向方向两个所述阻挡板（4110）之间形成的位于下方的空间对应所述流液口（412）。7.根据权利要求3所述的一种适应入口含气率大范围变化的双级管式气液分离器，其特征在于，所述气相出口管（4）还包括柱形管段（42），所述柱形管段（42）设置在所述分层管段（41）直径大的一侧，所述柱形管段（42）与所述分层管段（41）相连接，所述柱形管段（42）与所述一级出气管（11）相连接，所述柱形管段（42）上设置反向叶片（43），所述反向叶片（43）与所述旋流元件（3）上的叶片旋向相反。8.根据权利要求1所述的一种适应入口含气率大范围变化的双级管式气液分离器，其特征在于，所述二级竖直分离段（2）包括外筒（23）和内筒（24），所述外筒（23）的底端和顶端分别设置所述出液管（21）和所述二级出气管（22），所述内筒（24）设置在所述外筒（23）内且两者之间形成环形空间，所述一级水平分离段（1）插入所述外筒（23）与所述内筒（24）相连接。9.根据权利要求8所述的一种适应入口含气率大范围变化的双级管式气液分离器，其特征在于，所述一级水平分离段（1）包括主体段和倾斜段，所述倾斜段与所述主体段相连接，所述倾斜段与所述内筒（24）相切连接，所述倾斜段远离所述主体段的一侧向下倾斜。10.根据权利要求1所述的一种适应入口含气率大范围变化的双级管式气液分离器，其特征在于，所述一级水平分离段（1）包括入口混合段（12）、分离段（13）、液体出口段（14）以及倾斜入口段（15），所述入口混合段（12）、所述分离段（13）、所述液体出口段（14）以及所述倾斜入口段（15）依次可拆卸连接，所述倾斜入口段（15）与所述二级竖直分离段（2）相连接，所述旋流元件（3）设置在所述入口混合段（12）和所述分离段（13）之间，所述液体出口段（14）的侧面上突出有引出外管（16），所述一级出气管（11）位于所述引出外管（16）内。

技术总结
本发明提供了一种适应入口含气率大范围变化的双级管式气液分离器，涉及油气田油气集输处理工艺和设备技术领域，本发明提供了一种适应入口含气率大范围变化、分离效率高、结构紧凑的双级管式气液分离器。本发明通过结合依靠离心力分离的一级水平分离段和依靠“重力 离心力”分离的二级竖直分离段，实现对入口含气率大范围变化的高度适应能力。一级水平分离段内气相出口管采用锥形多层环状的特殊设计，可有效降低分离过程中工况波动对分离过程的影响；二级竖直分离段中设计安装有内筒，能够减小气液工况波动带来的不利影响。减小气液工况波动带来的不利影响。减小气液工况波动带来的不利影响。


技术研发人员：陈家庆 王强强 张明 丁国栋 尚超 石熠 姬宜朋 王春升 刘美丽
受保护的技术使用者：北京石油化工学院
技术研发日：2022.05.06
技术公布日：2022/6/3