一种油气田用高效旋流分离器的制作方法

1.本发明涉及分离器领域，具体涉及一种油气田用高效旋流分离器。


背景技术：

2.公知的，在油气田的开发、生产过程中，油气(油，即原油，凝析油等；气，主要指天然气)分离器是一种常见且不可或缺的分离设备，主要作用是将原油和天然气混合物进行分离，用于后续的一系列处理。根据分离原理不同，油气田的油气分离器大多采用重力分离器和离心分离器两种形式。
3.如授权公告号为cn 216573641 u，授权日期为2022.05.24，名称为《一种石油开采用气液旋流分离器》的专利文件，其气液旋流分离器和密闭盖，所述密闭盖位于气液旋流分离器的顶部，所述密闭盖的两侧均固定连接有配合块，所述配合块的顶部固定连接有卡块，所述卡块的前侧和后侧均固定连接有定位槽，所述气液旋流分离器的两侧均固定连接有固定块。本实用新型通过设置气液旋流分离器、密闭盖、配合块、固定块、定位组件和控制组件的配合使用，使用者通过向靠近固定块的一侧推动控制块，控制块与控制组件之间配合使定位杆离开卡槽内部，之后便可以将对准将密闭盖拆除，对气液旋流分离器内部进行检修，解决了现有气液旋流分离器难以检修，提高了使用者工作量的问题。
4.包括上述专利的现有技术的不足之处在于，现有的旋流分离器在添加分离气液混合原料(以下简称为原料)时，采用输送泵以及进料管直接向壳体内部腔体添加，但这种添加方式会产生局部原料过多或过少的情况，显然的，原料添加不均会导致原料的分离不均，从而降低原料的分离效果。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种油气田用高效旋流分离器，以解决现有技术中的上述不足之处。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种油气田用高效旋流分离器，包括壳体，所述壳体上设置有进料管，所述壳体内设置有进料整流腔体，所述进料管与所述进料整流腔体连通；所述进料整流腔体上转动设置有中筒机构，所述进料整流腔体上开设有多个通孔，所述中筒机构通过多个所述通孔与所述进料整流腔体连通，且多个所述通孔在所述进料整流腔体上均匀阵列布置；还包括用于带动所述中筒机构旋转的第一驱动组件。
8.上述的一种油气田用高效旋流分离器，所述中筒机构包括中筒以及转筒，所述转筒转动设置于所述进料整流腔体上，所述中筒固接于所述进料整流腔体上，且所述中筒套设于所述转筒外侧，所述转筒与中空之间的腔体为旋流分离腔，所述转筒上设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片位于所述旋流分离腔内部，所述第一驱动组件用于驱动转筒转动。
9.上述的一种油气田用高效旋流分离器，所述转筒内部为中空的桶状结构，且所述转筒侧壁开设有排气孔。
10.上述的一种油气田用高效旋流分离器，所述排气孔为环缝式排气孔。
11.上述的一种油气田用高效旋流分离器，所述中筒侧壁开设有排液孔。
12.上述的一种油气田用高效旋流分离器，所述排液孔为环缝式排液孔。
13.上述的一种油气田用高效旋流分离器，所述壳体内设置有环形架体，所述环形架体上设置有液面稳定器，所述液面稳定器位于所述中筒下方。
14.上述的一种油气田用高效旋流分离器，所述液面稳定器为倒圆桶状。
15.上述的一种油气田用高效旋流分离器，进料整流腔体上固接有安装座，所述安装座内部开设有安装槽，所述安装槽内部固接有套环，所述套环周向阵列布置有多个隔板，多个所述隔板之间形成导通空间，所述进料整流腔体上开设有第一环形孔，所述安装槽内壁开设有第二环形孔，所述第一环形孔与所述第二环形孔之间通过导通空间连通。
16.上述的一种油气田用高效旋流分离器，所述套环固接于所述转筒上，且多个所述隔板均为弧形。
17.在上述技术方案中，本发明提供的一种油气田用高效旋流分离器，在壳体内设置进料整流腔体，且进料整流腔体与进料管之间连通，也即在向中筒机构内部添加原料时会优先进入到进料整流腔体内，且由于进料整流腔体上均匀阵列开设有多个通孔，因此进入到进料整流腔体内部的原料会在通孔的作用下均分成多股，并且多股原料会同步添加到中筒机构内，以完成原料的均匀添加。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的整体结构示意图；
20.图2为本发明另一实施例提供的剖视结构示意图；
21.图3为本发明再一实施例提供的剖视结构示意图；
22.图4为本发明再一实施例提供的局部剖视结构示意图；
23.图5为图4中a处局部结构放大图。
24.附图标记说明：
25.1、壳体；1.1、出气管；1.2、出液管；2、进料管；3、进料整流腔体；4、中筒；5、通孔；6、转筒；7、旋流分离腔；8、螺旋叶片；9、排气孔；10、排液孔；11、环形架体；12、液面稳定器；13、安装座；14、安装槽；15、套环；16、隔板；17、第一环形孔；18、第二环形孔；19、凸块；20、避让槽；21、弹性件；22、连接杆；23、清理杆；24、避让孔；25、封堵杆；26、滑槽；27、发声块。
具体实施方式
26.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
27.参照图1-5，本发明实施例提供一种油气田用高效旋流分离器7，包括壳体1，所述壳体1上设置有进料管2，所述壳体1内设置有进料整流腔体3，所述进料管2与所述进料整流腔体3连通；所述进料整流腔体3上转动设置有中筒机构，所述进料整流腔体3上开设有多个
通孔5，所述中筒机构通过多个所述通孔5与所述进料整流腔体3连通，且多个所述通孔5在所述进料整流腔体3上均匀阵列布置；还包括用于带动所述中筒机构旋转的第一驱动组件。
28.具体的，壳体1为内部中空的结构，其顶端连通有出气管1.1，底端连通有出液管1.2，且外部可设有支脚以固定在作业区域，中筒机构内部设置有分离腔，将原料添加至分离腔内，分离腔在转动时可以将其内部的原料进行离心分离，且转动设置于壳体1内部，第一驱动组件(图中未示出)可以是驱动电机，进料管2设置于壳体1侧壁，且与分离腔连通，通过第一驱动组件带动分离腔高速旋转，然后通过输送泵将原料通过进料管2输送至分离腔内部，分离腔底端设有出料口，且分离腔的顶部通过通道与出气管1.1连通，原料在分离腔提供的离心力以及自身重力的双重作用下，使得原料沿着分离腔内壁做螺旋旋转运动，密度较大的原油紧贴分离腔内壁做向下的螺旋旋转运动，最后从分离腔底部的的出料口排出，随后从出液管1.2排出壳体1，而密度较小的天然气在分离腔中心区域做竖直向上的螺旋旋转运动，并最终从壳体1顶端的出气管1.1排出，此为现有技术，不赘述，本发明的核心创新点之一在于，在进料管2与分离腔之间增设有进料整流腔体3，进料整流腔体3将壳体1内部空间分为上腔体以及下腔体，进料整流腔体3也即在壳体1内部轴向间隔布置两个圆环板，两个圆环板之间的空间即为进料整流腔，两个圆环板中心位置设置的圆孔可以将分离腔与出气管1.1导通，进料整流腔体3底侧的圆环板上均匀开设有多个通孔5，使得进料整流腔体3内部的原料可以通过通孔5流到分离腔内部，也即在向分离腔内部添加原料时，原料会先进入到进料整流腔体3内，且由于进料整流腔体3上均匀阵列开设有多个通孔5，因此进入到进料整流腔体3内部的原料会在通孔5的作用下均分成多股，并且多股原料会同步添加到分离腔内，以完成原料的均匀且同步添加。
29.现有的旋流分离器7在进行油气分离时，由于中筒机构内部采用空筒式设计，因此会使得原料分离的时间较短，甚至会出现部分气体未经分离后直接从出气管1.1排出的情况，作为本发明的另一种实施例，所述中筒机构包括中筒4以及转筒6，所述转筒6转动设置于所述进料整流腔体3上，所述中筒4固接于所述进料整流腔体3上，且所述中筒4套设于所述转筒6外侧，所述转筒6与中筒4之间的腔体为旋流分离腔7，旋流分离腔7与进料整流腔体3之间通过通孔5连通，所述转筒6上设置有螺旋叶片8，所述螺旋叶片8位于所述旋流分离腔7内部，所述第一驱动组件用于驱动转筒6转动，所述转筒6内部为中空的桶状结构，且所述转筒6侧壁开设有排气孔9，所述中筒4侧壁开设有排液孔10，具体的，转筒6顶部动密封的贯穿所述圆孔(也即转筒6的外壁可以在圆孔中转动)至顶侧的圆环板上方，其内部空间与出气管1.1处于导通状态，螺旋叶片8固接于转筒6外侧，并竖向布置，其径向尺寸与旋流分离腔7的尺寸相适配，螺旋叶片8用于输送原料，排气孔9应不少于一个，且靠近转筒6的底端，排液孔10应不少于一个，且靠近中筒4的底端，如此设置的作用在于，开启第一驱动组件，第一驱动组件带动转筒6旋转，从而带动其外表面的螺旋叶片8同步转动，与此同时通过输送泵将原料从进料管2输送至进料整流腔体3内部，然后经由通孔5流至中筒4内部，也即进入了旋流分离腔7内部，然后落至转动螺旋叶片8上，并在螺旋叶片8螺旋输送以及自身重力的作用下，使得原油和天然气同步向下做螺旋运动，由于原油的密度较大，因此，原油会在离心力的作用下紧贴中筒4内壁，而天然气密度较小，因此天然气会贴近转筒6的外壁，天然气在螺旋叶片8的输送作用下下降至排气孔9同一高度时，因为其具有内旋的趋势，会使得天然气由排气孔9进入至转筒6内部，并沿着转筒6内壁、上腔体以及出气管1.1排出至壳体1外
部并统一收集，原油在螺旋叶片8输送作用下下降至排液孔10同一高度时，因为其具有外旋的趋势，会使得原油从排液孔10流至下腔体内，并由出液管1.2排至壳体1外部进行统一收集，如此设置的好处在于，其一，通过螺旋叶片8可以带动原料旋转，从而可以实现气液分离，其二，通过螺旋叶片8将原液向下输送，然后在底端进行气液的分离，增加了原料分离的时间，从而提高了分离效果，分离效果极好，其三，排气孔9与排液孔10靠近底端设置，可以有效避免部分气体未经分离后直接从出气管1.1排出的情况。
30.优选的，所述排气孔9为环缝式排气孔9，具体的，环缝式排气孔9指的是排气孔9为弧形，且在转筒6侧壁螺旋布置，如此设置的作用在于，排气孔9的螺旋方向与天然气分离时螺旋方向相同，其在转动时出现了对天然气的抽吸效果，更利于天然气的排出，且环缝式排气孔9相较于多个单独的孔洞具有更大的导通面积，从而可以加快天然气的导出效率。
31.优选的，所述排液孔10为环缝式排液孔10，具体的，环缝式排液孔10，也即排液孔10为弧形，且在中筒4侧壁螺旋布置，如此设置的作用在于，排液孔10的螺旋方向与原油分离时螺旋方向相同，更利于原油的排出，且环缝式排液孔10相较于多个单独的孔洞具有更大的导通面积，从而可以加快原油的导出效率。
32.由于旋流分离腔7内的原料做螺旋运动，因此，从排液孔10出来的原油在惯性的作用在下腔体内仍做螺旋运动，使得下腔体内部的原油液相空间的液面不是一个相对水平的液面，而是一个有着倒锥形的旋转液面，这个倒锥形旋转液面的中心距离距离下腔体底部的距离变小，甚至与出液管1.2顶部处于同一高度，从而失去液封的作用，可能导致天然气直接从出液管1.2排出，进而影响分离效果，进一步的，所述壳体1内设置有环形架体11，所述环形架体11上设置有液面稳定器12，所述液面稳定器12位于所述中筒4下方，具体的，液面稳定器12可以是倒置的方桶，且方桶与壳体1同轴布置，并通过环形架体11固接到外壳内壁上，且方桶位于中筒4下方，环形架体11包括内环以及外环，内环固接于液面稳定器12的外表面，外环与壳体1内表面固接，且外环与内环之间设置有横杆支撑，外环与内环之间的其余部分导通原油，以使得原油可以从内环以及外环之间流出，如此设置的作用在于，液面稳定器12倒置于下腔体内，且由于液面稳定器12处于下腔体的中心位置，使得下腔体的中心位置的垂直高度提升，因为天然气在下腔体内部中心位置做螺旋运动，因此当天然气流动至液面稳定器12顶部时被阻隔，极大的减少乃至避免天然气从出液管1.2排出，而原油紧贴下腔体内壁做螺旋运动，因此原油会从边缘位置的内环与外环的间隙中正常流下，并由出液管1.2排出。
33.优选的，所述液面稳定器12为倒圆桶状，倒圆桶状也即液面稳定器12的顶部为圆板状，可以增加其阻隔面积，从而提高阻隔效果。
34.作为本发明的另一种实施例，进料整流腔体3的下侧布置有安装座13，所述安装座13内部开设有安装槽14，进料整流腔体3通过安装槽14连通旋流分离腔7，所述安装槽14内部固接有套环15，所述套环15周向阵列布置有多个隔板16，各所述隔板16之间形成导通空间，所述进料整流腔体3上开设有第一环形孔17，所述安装槽14内壁开设有第二环形孔18，所述第一环形孔17与所述第二环形孔18之间通过导通空间连通，具体的，安装座13呈圆盘状，其固接于进料整流腔体3下方，且套接于转筒6外部，安装槽14开设于安装座13上方，套环15下表面与安装槽14内底壁固接，套环15的上表面与进料整流腔体3下表面固接，其轴向尺寸与安装槽14的轴向尺寸相适配，隔板16为方形板，多个隔板16将安装槽14内部分为多
个导通空间，且多个导通空间尺寸相同，第一环形孔17开设于进料整流腔体3底壁，第二环形孔18开设于安装槽14底壁，以使得进料整流腔体3内部可以经由第一环形孔17、导通空间以及第二环形孔18导通，如此设置的作用在于，原料从进料管2进入进料整流腔体3内部，然后在自身重力的作用下经由第一环形孔17进入到导通空间内，导通空间将原料均分成多份，并且多份原料会同步添加到中筒4内，以完成原料的均匀添加。
35.作为本发明的再一种优选的实施例，所述套环15固接于所述转筒6上，其上下两端处于可旋转状态，且多个所述隔板16均为弧形，具体的，套环15固接于转筒6外侧壁，隔板16固接于套环15外侧壁，且隔板16的运动行程与安装槽14内部尺寸相适配，隔板16为弧形板，其与套环15形成了类似于螺旋桨的转轴和桨叶的结构，且隔板16不少于两个，优选为六个，以使得多个隔板16形成类似于扇叶的结构，如此设置的作用在于，第一驱动组件带动转筒6转动，由于套环15固接于转筒6外壁，因此转筒6转动会带动其外侧壁的套环15以及多个隔板16同步转动，由于多个隔板16均采用弧形设计，因此，高速旋转的多个隔板16之间会产生向下的气流，从而对进料整流腔体3内部产生一个抽吸效果，当原料被添加至进料整流腔体3内部后，原料不仅受到自身重力，而且还受到抽吸的作用，快速通过第一环形孔17、导通空间以及第二环形孔18并进入到中筒4内部，可以减少原料添加的时间，从而可以加快原料分离的效率。
36.进一步的，原料在进入中筒4时由于自身重力以及风力的作用下，具有较高的初速度，较高的初速度会使得原料进入旋流分离腔7时会撞击其内部的螺旋叶片8，撞击时会对原料产生一个挤压效果，可以将原油中含有的部分天然气挤压出来，也即实现了先挤压后离心的二级分离效果，从而可以进一步提高原料的分离效果。
37.综上，转动的弧形隔板16具有如下好处，其一，其自身形成的导通空间具有分流效果，其二，其形成的向下气流对原料具有加速效果，从而可以提高原料的添加效率，其三，会使得原料撞击螺旋叶片8，从而产生一个二级分离的效果。
38.作为本发明的再一种优选的实施例，所述套环15转动设置于所述转筒6外侧壁，所述转筒6上设置有凸块19，所述套环15上开设有与所述凸块19相适配的避让槽20，所述凸块19与所述避让槽20侧壁之间设置有弹性件21，具体的，凸块19设置于转筒6的外表面，避让槽20开设于套环15的内侧壁，凸块19可以在避让槽20内部滑动，凸块19的两侧均设置有弹性件21，弹性件21优选为弹簧，弹簧的两端分别与凸块19的侧壁以及避让槽20的侧壁连接，凸块19的竖直高度与避让槽20的宽度相适配，以使得凸块19上表面可以与避让槽20的内顶壁抵接，凸块19的下表面可以与内底壁抵接，以使得二者在竖直方向上具有一个限位作用，如此设置的作用在于，启动第一驱动组件，第一驱动组件带动转筒6转动，转筒6转动会带动凸块19同步转动，从而带动凸块19在避让槽20内部滑动，并压缩弹性件21，且在弹性件21的传导作用下可以带动套环15转动，套环15转动从而带动隔板16转动，以实现原料的分流及添加，当原料离心结束后，停止第一驱动组件，从而使得转筒6停止，但是套环15在惯性的作用下继续旋转一小段时间，从而使得凸块19进一步挤压一侧的弹性件21，且同步拉伸另一侧的弹性件21，挤压完毕后，弹性件21的弹力被释放，从而使得凸块19在避让槽20内部往复晃动，从而带动隔板16往复晃动，进而可以抖落隔板16上附着的原料，以实现隔板16表面的被动式清洁。
39.进一步的，所述凸块19上固接有连接杆22，所述连接杆22上固接有清理杆23，所述
套环15上开设有与所述连接杆22相适配的避让孔24，具体的，清理杆23具有多个，且分别位于多个导通空间一一对应布置，清理杆23竖向布置，连接杆22横向布置，清理杆23与连接杆22之间形成t形，清理杆23在的长度与套环15的轴向尺寸相适配，且沿着套环15的外侧壁滑接，如此设置的作用在于，在凸块19往复晃动时，会带动多个清理杆23沿着套环15的外侧壁周向摆动(此时连接杆22在避让孔24内滑动以实现避让)，从而可以对套环15处于导通空间的外侧壁进行刮蹭，以实现套环15外侧壁的被动式清理。
40.进一步的，所述连接杆22上固接有封堵杆25，所述避让孔24侧壁开设有与所述封堵杆25相适配的滑槽26，所述封堵杆25在所述滑槽26内部滑动，具体的，凸块19的两侧均设置有封堵杆25，且两个封堵杆25的宽度加上连接杆22的宽度大于避让孔24的宽度，如此设置的作用在于，在凸块19往复滑动时带动封堵杆25同步移动，在移动时封堵杆25会始终将避让孔24堵塞，从而可以避免导通空间内部的原料经由避让孔24流到转筒6内部。
41.当转筒6转速异常时，也即转筒6转速过快时，此时会降低转筒6的使用寿命，为避免转动转速过快，再进一步的，所述滑槽26内设置有发声块27，基于所述封堵杆25与所述发声块27撞击以发出警报声，具体的，发声块27，发声块27可以是硬质金属器件，封堵杆25同样为硬质金属器件，二者撞击可以发出警报声，也可以是控制按钮其与外部报警器电连接，当控制按钮受到挤压时，报警器报警，此为现有技术，不赘述，如此设置的作用在于，当转筒6转速过快时，其带动套环15转动速度同样过快，当转筒6停止转动时，套环15受到的惯性较大，因此，套环15的转动幅度会比正常情况下更大，使得封堵杆25的端部撞击发声块27以发出警报声，此警报声用于提醒转筒6转速过快，需要重新调试了。
42.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

技术特征：
1.一种油气田用高效旋流分离器，包括壳体，所述壳体上设置有进料管，其特征在于，所述壳体内设置有进料整流腔体，所述进料管与所述进料整流腔体连通；所述进料整流腔体上转动设置有中筒机构，所述进料整流腔体上开设有多个通孔，所述中筒机构通过多个所述通孔与所述进料整流腔体连通，且多个所述通孔在所述进料整流腔体上均匀阵列布置；还包括用于带动所述中筒机构旋转的第一驱动组件。2.根据权利要求1所述的一种油气田用高效旋流分离器，其特征在于，所述中筒机构包括中筒以及转筒，所述转筒转动设置于所述进料整流腔体上，所述中筒固接于所述进料整流腔体上，且所述中筒套设于所述转筒外侧，所述转筒与中空之间的腔体为旋流分离腔，所述转筒上设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片位于所述旋流分离腔内部，所述第一驱动组件用于驱动转筒转动。3.根据权利要求2所述的一种油气田用高效旋流分离器，其特征在于，所述转筒内部为中空的桶状结构，且所述转筒侧壁开设有排气孔。4.根据权利要求3所述的一种油气田用高效旋流分离器，其特征在于，所述排气孔为环缝式排气孔。5.根据权利要求2所述的一种油气田用高效旋流分离器，其特征在于，所述中筒侧壁开设有排液孔。6.根据权利要求5所述的一种油气田用高效旋流分离器，其特征在于，所述排液孔为环缝式排液孔。7.根据权利要求1所述的一种油气田用高效旋流分离器，其特征在于，所述壳体内设置有环形架体，所述环形架体上设置有液面稳定器，所述液面稳定器位于所述中筒下方。8.根据权利要求7所述的一种油气田用高效旋流分离器，其特征在于，所述液面稳定器为倒圆桶状。9.根据权利要求2所述的一种油气田用高效旋流分离器，其特征在于，进料整流腔体上固接有安装座，所述安装座内部开设有安装槽，所述安装槽内部固接有套环，所述套环周向阵列布置有多个隔板，多个所述隔板之间形成导通空间，所述进料整流腔体上开设有第一环形孔，所述安装槽内壁开设有第二环形孔，所述第一环形孔与所述第二环形孔之间通过导通空间连通。10.根据权利要求9所述的一种油气田用高效旋流分离器，其特征在于，所述套环固接于所述转筒上，且多个所述隔板均为弧形。

技术总结
本发明公开了一种油气田用高效旋流分离器，涉及分离器领域，包括壳体，所述壳体上设置有进料管，所述壳体内设置有进料整流腔体，所述进料管与所述进料整流腔体连通；所述进料整流腔体上转动设置有中筒机构，所述进料整流腔体上开设有多个通孔，且多个所述通孔在所述进料整流腔体上均匀阵列布置。本发明提供的一种油气田用高效旋流分离器，在壳体内设置进料整流腔体，也即在向中筒机构内部添加原料时会优先进入到进料整流腔体内，且由于进料整流腔体上均匀阵列开设有多个通孔，因此进入到进料整流腔体内部的原料会在通孔的作用下均分成多股，并且多股原料会同步添加到中筒机构内，以完成原料的均匀添加。完成原料的均匀添加。完成原料的均匀添加。


技术研发人员：窦玉明 赵起龙
受保护的技术使用者：华油惠博普科技股份有限公司 惠博普能源技术有限公司 惠博普环境工程技术有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/23