[发明专利]一种基于T型套管形式的油气分离装置

说明书

本发明提供一种基于T型套管形式的油气分离装置，包括溢流孔、上细缝、下细缝、上方内部套管、下方内部套管、上方外部套管、下方外部套管、浮动油管和竖管；整个油气分离装置由上、下偏心环形管组成，两者均由内、外套管构成，内、外套管偏心放置，且内、外管由内管底部的细缝连接。上方内部套管的中轴位于上方外部套管的中轴上方，下方内部套管的中轴位于下方外部套管的中轴下方。本发明克服传统的常规T型接头在进行油气分离时出现的不良结果，提出了一种新型的偏心环形T型套管，可以在显著提高分离效率和处理能力的同时使其广泛应用于分离现场，更为准确、安全地完成各种油气分离任务，便于工业领域推广。

技术领域

本发明涉及一种基于T型套管形式的油气分离装置，属于一种提高油气分离效率的优化装置。

背景技术

发动机高温高压高转速的工作环境需要高性能的润滑系统来保证其安全平稳的运行，受到发动机体积小、重量轻的整体要求，对润滑系统各元件的设计要求越发严格。在发动机工作时，滑油被输送至发动机各转动部件以减小摩擦并带走热量，与此同时，空气在润滑系统内外压差的作用下也会进入系统。两者在高速旋转部件作用下相互掺混，形成滑油乳化液，并被输送至回油系统中，回油系统中的油气两相混合物，将增大管路阻力、降低润滑性能。此外，若油气两相混合物直接进入供油系统中，将影响供油压力等供油条件，进而严重影响发动机的安全。因此，航空发动机润滑系统中设置油气分离装置是十分必要的。

T型接头由于体积微小、结构简单，在航空航天、石油化工等需要油气分离的工业领域应用广泛，特别是在空间有严格限制的航空发动机润滑系统及海上产油平台上。当两种流体通过T型交汇区时，会不可避免地出现两相分布不均的现象，也就是说如果分布的不均匀程度增强，T型接头就可以用作两相分离器，这给航空发动机或水下产油提供了分离的实际应用条件。理论上，通过流量控制就可以准确调节T型接头的分离性能，但在实际应用中，由于传统T型接头在分离过程中经常产生不稳定得进液波动，而且需要配备气液两相流量计，占用空间较大，所以不易实现。同时随着研究的进行，学者们还发现传统T型接头如果两相操作参数或接头结构处理不当，常常会出现两相分布不均的现象，进而导致分离效率大幅降低，处理能力低，在现场应用受到极大限制。

发明内容

本发明的目的是为了克服传统的常规T型接头在进行油气分离时出现的不良结果，本发明基于动态分离原理与浅池理论，并结合浮油管优化结构，提出了一种新型的偏心环形T型套管，可以在显著提高分离效率和处理能力的同时使其广泛应用于分离现场，更为准确、安全地完成各种油气分离任务，便于工业领域推广。

本发明的目的是这样实现的：

包括溢流孔、上细缝、下细缝、上方内部套管、下方内部套管、上方外部套管、下方外部套管、浮动油管和竖管；所述油气分离装置由上、下偏心环形管组成，两者均由内、外套管构成，内、外套管偏心放置，且内、外管由位于内管底部的细缝连接，上方内部套管的中轴位于上方外部套管的中轴上方，下方内部套管的中轴位于下方外部套管的中轴下方，从上方内部套管漏出的油分为两部分：第一部分直接浮向上方外部套管顶部，第二部分沉入下方外部套管，然后通过竖管返回到上方外部套管中，防止滑油随气相流出；随后，这两部分油通过位于上方外部套管顶部的溢流孔进入浮动油管，浮动油管固定在上方外部套管的顶部，同时其通过与位于上方外部套管顶部的溢流孔连接起来，使进入下管的油更有可能返回上方外部套管并通过浮动油管分离。

本发明还包括这样一些特征：

油气混合相在重力作用下分层，从上方内部套管进入分离系统，气相通过上方内部套管底部的上细缝将油带入上方外部套管，再通过立管落入下方外部套管，气相下沉至下方外部套管的底部，通过下方内部套管底部的下细缝进入下方内部套管，最后，空气通过下方内部套管流出，而大部分油沿上方内部套管继续流出，少量油通过上方外部套管顶部的溢流孔进入浮动油管，最终实现了油气两相分离。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：