[实用新型]一种双切-轴流耦合的级联式气液旋流分离装置

说明书

本实用新型公开了一种双切‑轴流耦合的级联式气液旋流分离装置，涉及气液两相分离领域，包括双切向入口、外筒体、排气芯管等结构；分离器外筒体由中间降液板分隔为上下两部分，上半部分形成一级旋流分离腔，下半部分形成二级旋流分离器腔；降液板顶部设有降液开缝；一级旋流分离腔底部连接气液混合物双切向入口，中心设有一级旋流排气芯管；二级旋流分离腔顶部设有导流叶片，与中心二级排气芯管连接；二级排气芯管深入一级旋流分离腔内部并向上延伸至外筒体上方，形成气相出口。该装置将一级双切式入口与二级轴流式入口耦合，结构紧凑，操作弹性大，内部流场稳定性好，能够在较小的空间内实现高效稳定的气液分离效果。

技术领域

本实用新型涉及一种双切-轴流耦合的级联式气液旋流分离装置，特别涉及两级离心分离相结合，可应用于石油天然气开采、运输、加工等领域中的除液净化过程。

背景技术

随着人们生产生活需求的发展以及环境保护意识的提高，天然气作为一种较清洁能源受到广泛关注。在天然气开采及运输过程中，往往会夹带气田水、凝析油等部分液相杂质，其中含有的腐蚀性杂质会对管道、罐体等设备造成较大的损害，导致一定程度的资源浪费。为实现更高效率低成本的天然气存储、运输及开发利用过程，气液分离技术也成为当下研究的热点。其中，旋流器作为多相旋流分离的主要设备具有结构简单，分离效率较高，耗能较少，应用范围广等优点。传统的旋流分离器主要有切流式和轴流式两种结构，切流式结构处理量大、不易堵塞，而轴流式结构流场稳定性高、设备能耗低。

在生产应用中，为提高多相流的分离效率常会采用两级或多级旋流器串联使用的方式，在旋流器溢流出口或底流出口串接下一级分离器。但这种方式往往会在提高效率的同时增加系统的复杂性，在阻力控制和空间布置方面都存在一定缺陷，尤其是在井下开采等分离空间有限的场合，其使用限制性大大增加，而级联式旋流分离器结构紧凑，空间利用率高，操作弹性大，分离效果好，能够在一定程度上解决空间与效率的矛盾问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双切-轴流耦合的级联式气液旋流分离装置，以实现上述背景技术中所述的各结构优势的有效耦合，降低气液旋流分离技术应用的局限性。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种双切-轴流耦合的级联式气液旋流分离装置，其特征在于，包括由双切向入口、一级旋流外筒体、一级旋流排气芯管组成的一级旋流分离区；由导叶、二级旋流外筒体、二级旋流排气芯管组成的二级旋流分离区，所述二级排气芯管深入一级旋流分离腔内部并向上延伸至外筒体上方，形成气相出口，所述二级旋流外筒体、一级旋流外筒体与锥段、液相出口共同构成分离器整体外壳；所述一级旋流分离区与二级旋流分离区由中间降液板分隔，所述降液板顶部设有降液开缝。

优选地，所述一级旋流外筒体直径与所述一级排气芯管直径的比值为1.5～2；所述二级旋流外筒体直径与所述二级旋流排气芯管直径比值为3～4。

优选地，所述导叶由6～8片相同结构的导流叶片构成，每个叶片均采用曲线段与直线段光滑顺接结构，叶片厚度为2～5mm，出口角度小于20°。

优选地，所述导叶中各导流叶片均匀布置，叶片内侧与中心二级排气芯管连接，外侧与降液板连接，所述导叶高度不低于所述降液板插入深度，不高于所述二级排气芯管插入深度。

优选地，降液板由顶部平板部分与下部圆筒部分组成，平板部分与分离器外筒体紧密连接，且与双切向入口底部齐平，顶部两降液开缝与双切向入口交错呈中心对称布置。

优选地，外筒体顶部与盖板通过法兰连接，所述盖板顶部设有开孔，与气相出口焊接或粘接，所述盖板与所述外筒体连接处由垫片进行密封。