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一种石油开采液气分离器及其液气分离方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2021-07-29
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2021-11-26
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2041-07-29
基本信息
有效性 实质审查 专利类型 发明专利
申请号 CN202110867099.5 申请日 2021-07-29
公开/公告号 CN113617065A 公开/公告日 2021-11-09
授权日 预估到期日 2041-07-29
申请年 2021年 公开/公告年 2021年
缴费截止日
分类号 B01D19/00E21B43/34 主分类号 B01D19/00
是否联合申请 独立申请 文献类型号 A
独权数量 1 从权数量 6
权利要求数量 7 非专利引证数量 0
引用专利数量 6 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 JP2005131493A、CN108500769A、CN109758791A、CN209923312U、CN112087092A、CN112919600A 被引证专利
专利权维持 99 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 张华 当前专利权人 张华
发明人 张华 第一发明人 张华
地址 广东省广州市从化区明珠工业园明珠大道北63号二层 邮编 510900
申请人数量 1 发明人数量 1
申请人所在省 广东省 申请人所在市 广东省广州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
摘要
本发明涉及液气分离技术领域,且公开了一种石油开采液气分离器,包括罐体,所述罐体上端的中部固定连接有出气管,所述罐体下端的中部固定连接有出液管,所述罐体一侧的中部固定连接有入料管,所述罐体内腔的中部固定连接有支撑架。本发明通过设置流速调节机构,使得当入料管内腔中的待分离物料流速过快时,能通过待分离物料的冲击力带动活动磁块克服固定磁块的磁斥力向一侧移动,从而使得被活动磁块错位封闭的分液口打开,使得部分液体能从分液口处流至外管内腔进行入料,从而降低了内管内待分离物料的流速,避免了由于流速过快,导致液体碎化严重,从而使快速流动的气体带动碎液珠,导致分离效率变差的问题发生。
  • 摘要附图
    一种石油开采液气分离器及其液气分离方法
  • 说明书附图:图1
    一种石油开采液气分离器及其液气分离方法
  • 说明书附图:图2
    一种石油开采液气分离器及其液气分离方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-11-26 实质审查的生效 IPC(主分类): B01D 19/00 专利申请号: 202110867099.5 申请日: 2021.07.29
2 2021-11-09 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种石油开采液气分离器,包括罐体(1),所述罐体(1)上端的中部固定连接有出气管(3),所述罐体(1)下端的中部固定连接有出液管(4),其特征在于:所述罐体(1)一侧的中部固定连接有入料管(2),所述罐体(1)内腔的中部固定连接有支撑架(5),所述支撑架(5)的中部固定连接有位于罐体(1)内腔中部的挡板(6),所述支撑架(5)的一端固定连接有位于挡板(6)正上方的驱动轮(7)。

2.根据权利要求1所述的一种石油开采液气分离器,其特征在于:所述入料管(2)位于罐体(1)内腔的一端设置有内管(8),所述内管(8)的最外端固定连接有固定磁块(9),所述罐体(1)的内腔固定连接有位于内管(8)外端的外管(10),所述内管(8)的中部开设有将内管(8)的内腔与外管(10)的内腔连通的分液口(11),所述内管(8)内腔的中部活动套接有将分液口(11)错位封闭的活动磁块(12),且活动磁块(12)的外端与固定磁块(9)的内端磁极相同。

3.根据权利要求2所述的一种石油开采液气分离器,其特征在于:所述挡板(6)的上端固定连接有棘齿块(13),所述外管(10)的外端活动连接有转动块(14),所述转动块(14)为磁性材料制成,且转动块(14)的一端呈棘齿状与棘齿块(13)相啮合。

4.根据权利要求1所述的一种石油开采液气分离器,其特征在于:所述入料管(2)相对于驱动轮(7)呈偏心安装,且驱动轮(7)的尺寸较小。

5.根据权利要求1所述的一种石油开采液气分离器及其液气分离方法,其特征在于:所述挡板(6)呈倒圆台形,且开设有漏孔。

6.根据权利要求1所述的一种石油开采液气分离器,其特征在于:所述支撑架(5)呈“Z”字形,且两端分别与罐体(1)内腔两侧固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种石油开采液气分离器的液气分离方法,其特征在于,包括以下操作步骤:
S1、通过入料管(2)向罐体(1)的内腔注入待分离物料;
S2、在待分离物料流速正常时,待分离物料从内管(8)的最外端呈抛物线状向外喷出,小部分待分离物料撞击驱动轮(7)外侧的叶片,使驱动轮(7)带动挡板(6)缓慢转动,大部分待分离物料中的液体直接喷射在挡板(6)的内侧,通过撞击使液体四散,并再次下落,从挡板(6)的漏孔向下滑落,而待分离物料中的气体则在从内管(8)的最外端喷出后,再在自身密度较小的作用下向上浮起,并聚集在液体上方,完成液气分离;
S3、在待分离物料过多,由于入料管(2)内腔直径较小,导致待分离物料流速过快时,活动磁块(12)在待分离物料的推力作用下克服固定磁块(9)与活动磁块(12)的磁斥力移动,使被活动磁块(12)错位封闭的分液口(11)打开,使较多的物料能通过分液口(11)流入外管(10)内腔中,使液体流速减缓;
S4、在待分离物料从内管(8)的一端喷出,冲击驱动轮(7)带动挡板(6)转动时,通过棘齿块(13)与转动块(14)啮合,使得在挡板(6)带着棘齿块(13)转动时,能同时带动转动块(14)竖向转动;
S5、完成液气分离后,液体在重力作用下从下端的出液管(4)排出罐体(1)的内腔,而温度升高的气体在与外界温度差的作用下移动向上移动,并从罐体(1)上端的出气管(3)向外排出。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及液气分离技术领域,具体为一种石油开采液气分离器及其液气分离方法。

背景技术

[0002] 液气分离器是气侵钻井液初级脱气的专用设备,是一种很好用的泥浆气体分离器,液气分离器按压力分常压和压力自控式两种,而按分离方法则有重力沉降、挡板分离、离心力分离、丝网分离和填料分离等多种,其中重力沉降、折流分离和离心力分离是利用混合物液体与气体重量不同来进行分离,而丝网分离以及填料分离则是利用粒子分散系大小不同对混合物进行分离。
[0003] 挡板分离又称为折流分离,是利用气体与液体的密度不同,液体的惯性大,遇折流板直接发生碰撞达到分离效果,但由于气体在折流的同时也推动着已经着壁的液体向着气体流动的方向流动,液体下流不畅,随着着壁液体的厚度越来越厚,气体的流通面积越来越小,气液流速越来越大,在这双重影响下,已经着壁的液体将很容易被气体重新带走,导致排出气体中带有少量液珠,影响分离效率,且在对大量液气混合物进行分离时,在气液比一定的情况下,气液混合物流速过大,与折流板在碰撞的同时,产生更细的液滴,液体容易碎化,使得气体流速越大,碰撞力就越大,产生的细液滴就越多,被气体排出时所蕴含的液珠就越多,分离效果就越差。

发明内容

[0004] 针对背景技术中提出的现有液气分离器在使用过程中存在的不足,本发明提供了一种石油开采液气分离器及其液气分离方法,具备辅助调速,分段分离的优点,解决了上述背景技术中提出的技术问题。
[0005] 本发明提供如下技术方案:一种石油开采液气分离器,包括罐体,所述罐体上端的中部固定连接有出气管,所述罐体下端的中部固定连接有出液管,所述罐体一侧的中部固定连接有入料管,所述罐体内腔的中部固定连接有支撑架,所述支撑架的中部固定连接有位于罐体内腔中部的挡板,所述支撑架的一端固定连接有位于挡板正上方的驱动轮。
[0006] 优选的,所述入料管位于罐体内腔的一端设置有内管,所述内管的最外端固定连接有固定磁块,所述罐体的内腔固定连接有位于内管外端的外管,所述内管的中部开设有将内管的内腔与外管的内腔连通的分液口,所述内管内腔的中部活动套接有将分液口错位封闭的活动磁块,且活动磁块的外端与固定磁块的内端磁极相同。
[0007] 优选的,所述挡板的上端固定连接有棘齿块,所述外管的外端活动连接有转动块,所述转动块为磁性材料制成,且转动块的一端呈棘齿状与棘齿块相啮合。
[0008] 优选的,所述入料管相对于驱动轮呈偏心安装,且驱动轮的尺寸较小。
[0009] 优选的,所述挡板呈倒圆台形,且开设有漏孔。
[0010] 优选的,所述支撑架呈“Z”字形,且两端分别与罐体内腔两侧固定连接。
[0011] 一种石油开采液气分离器的液气分离方法,包括以下操作步骤:
[0012] S1、通过入料管向罐体的内腔注入待分离物料;
[0013] S2、在待分离物料流速正常时,待分离物料从内管的最外端呈抛物线状向外喷出,小部分待分离物料撞击驱动轮外侧的叶片,使驱动轮带动挡板缓慢转动,大部分待分离物料中的液体直接喷射在挡板的内侧,通过撞击使液体四散,并再次下落,从挡板的漏孔向下滑落,而待分离物料中的气体则在从内管的最外端喷出后,再在自身密度较小的作用下向上浮起,并聚集在液体上方,完成液气分离;
[0014] S3、在待分离物料过多,由于入料管内腔直径较小,导致待分离物料流速过快时,活动磁块在待分离物料的推力作用下克服固定磁块与活动磁块的磁斥力移动,使被活动磁块错位封闭的分液口打开,使较多的物料能通过分液口流入外管内腔中,使液体流速减缓;
[0015] S4、在待分离物料从内管的一端喷出,冲击驱动轮带动挡板转动时,通过棘齿块与转动块啮合,使得在挡板带着棘齿块转动时,能同时带动转动块竖向转动,并通过磁性材料制成的转动块克服固定磁块和活动磁块对其的磁吸力做功,使得转动块在转动时缓慢升温,并使罐体内腔中被分离出的气体与转动块接触后温度升高,从而使气体达到一定温度后能在与外界温度差的作用下自动向外排出;
[0016] S5、完成液气分离后,液体在重力作用下从下端的出液管排出罐体的内腔,而温度升高的气体在与外界温度差的作用下移动向上移动,并从罐体上端的出气管向外排出。
[0017] 本发明具备以下有益效果:
[0018] 1、本发明通过设置挡板转动机构,使得当通过入料管向液气分离器内腔注入待分离物料进行液气分离时,能通过小部分待分离物料冲击驱动轮,使得驱动轮能带动挡板缓慢转动,而大部分待分离物料从入料管一端呈抛物线喷出时,撞击挡板内壁的最右侧,并向外四溅,液体再在重力作用下向下掉落,而气体则在液体的上方,并通过挡板转动,使后续待分离物料冲击在挡板的位置改变,避免了在进行分离时,由于待分离物料持续冲击,使挡板表面液体厚度增加,而气体流通面积减小,使气体流通时带动液体的情况发生。
[0019] 2、本发明通过设置流速调节机构,使得当入料管内腔中的待分离物料流速过快时,能通过待分离物料的冲击力带动活动磁块克服固定磁块的磁斥力向一侧移动,从而使得被活动磁块错位封闭的分液口打开,使得部分液体能从分液口处流至外管内腔进行入料,从而降低了内管内待分离物料的流速,避免了由于流速过快,导致液体碎化严重,从而使快速流动的气体带动碎液珠,导致分离效率变差的问题发生。
[0020] 3、本发明通过设置气体升温机构,使得当待分离物料冲击驱动轮,使得驱动轮带动挡板转动时,能通过固定连接在挡板上端的棘齿块带动与其啮合的转动块转动,并通过磁性材料制成的转动块克服活动磁块与固定磁块的磁吸力做功,使得转动块的转速逐渐在增加,从而使得集聚在挡板上端完成分离的气体温度逐渐上升,并通过内部气体与外界空气温度差的作用,使气体自动向上移动,从而完成对其他的辅助排出。

实施方案

[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0025] 请参阅图1‑2,一种石油开采液气分离器,包括罐体1,罐体1上端的中部固定连接有出气管3,罐体1下端的中部固定连接有出液管4,罐体1一侧的中部固定连接有入料管2,罐体1内腔的中部固定连接有支撑架5,支撑架 5的中部固定连接有位于罐体1内腔中部的挡板6,支撑架5的一端固定连接有位于挡板6正上方的驱动轮7,通过入料管2将待分离物料以抛物线的形式注入罐体1内腔,使待分离物料中的液体与气体在惯性不同的作用下完成初步分离,并使待分离物料撞击挡板6内壁的最右侧,从而使得待分离物料四溅,液体再在重力作用下掉落,并沿着挡板6内壁向下滑落,从而完成液气分离,同时从入料管2喷出的小部分待分离物料冲击驱动轮7,使得驱动轮7 带动挡板6缓慢转动,从而使得待分离物料喷出后,撞击在挡板6内壁的位置不断改变,从而使得液体不会在挡板6的一面发生堆积,导致气体流通面积减小,使气体流通带走液体的情况发生。
[0026] 其中,入料管2位于罐体1内腔的一端设置有内管8,内管8的最外端固定连接有固定磁块9,罐体1的内腔固定连接有位于内管8外端的外管10,内管8的中部开设有将内管8的内腔与外管10的内腔连通的分液口11,内管 8内腔的中部活动套接有将分液口11错位封闭的活动磁块12,且活动磁块12 的外端与固定磁块9的内端磁极相同,在入料管2内待分离物料流通速率过快时,通过待分离物料冲击活动磁块12的推力增大,使活动磁块12克服固定磁块9的磁斥力移动,从而使得被活动磁块12错位封闭住的分液口11打开,使得内管8中待分离物料一部分能通过分液口11流至外管10内腔中,使得内管8中的待分离物料冲击力减小,从而使得待分离物料流速降低,避免了由于待分离物料流速过快,导致液体撞击挡板6碎化程度过高,且气体流通速度过快,使碎液珠被气体带走的情况发生。
[0027] 其中,挡板6的上端固定连接有棘齿块13,外管10的外端活动连接有转动块14,转动块14为磁性材料制成,且转动块14的一端呈棘齿状与棘齿块 13相啮合,使得当通过驱动轮7带动挡板6转动时,能通过棘齿块13使得转动块14同时转动,并由于转动块14为磁性材料制成,使得其在转动时克服活动磁块12以及固定磁块9的磁吸力做功,使转动块14温度上升,从而使得集聚在挡板6上端的气体温度逐渐上升,使得能在与外界温差较大的作用下,分离出的气体能快速通过出气管3向外排出。
[0028] 其中,入料管2相对于驱动轮7呈偏心安装,且驱动轮7的尺寸较小,使得当入料管2喷出待分离物料时,能通过偏心安装的入料管2,使得驱动轮 7仅一侧受到冲击,保障了驱动轮7带动挡板6仅向一侧转动,且通过驱动轮 7尺寸较小,使得不会阻挡过多待分离物料正常液气分离。
[0029] 其中,挡板6呈倒圆台形,且开设有漏孔,通过将挡板6设置为倒圆台状,使得挡板6转动至任意角度时,对待分离物料的液气分离效率均相同。
[0030] 其中,支撑架5呈“Z”字形,且两端分别与罐体1内腔两侧固定连接,通过“Z”字形支撑架5,使得当挡板6内壁均附着有进行分离的液体时,在挡板6重量增大后,支撑架5的着力点为罐体1内腔的两壁,不会出现由于挡板6过重,导致液气分离器一侧变形的情况发生,。
[0031] 一种石油开采液气分离器的液气分离方法,包括以下操作步骤:
[0032] S1、通过入料管2向罐体1的内腔注入待分离物料;
[0033] S2、在待分离物料流速正常时,待分离物料从内管8的最外端呈抛物线状向外喷出,小部分待分离物料撞击驱动轮7外侧的叶片,使驱动轮7带动挡板6缓慢转动,大部分待分离物料中的液体直接喷射在挡板6的内侧,通过撞击使液体四散,并再次下落,从挡板6的漏孔向下滑落,而待分离物料中的气体则在从内管8的最外端喷出后,再在自身密度较小的作用下向上浮起,并聚集在液体上方,完成液气分离;
[0034] S3、在待分离物料过多,由于入料管2内腔直径较小,导致待分离物料流速过快时,活动磁块12在待分离物料的推力作用下克服固定磁块9与活动磁块12的磁斥力移动,使被活动磁块12错位封闭的分液口11打开,使较多的物料能通过分液口11流入外管10内腔中,使液体流速减缓;
[0035] S4、在待分离物料从内管8的一端喷出,冲击驱动轮7带动挡板6转动时,通过棘齿块13与转动块14啮合,使得在挡板6带着棘齿块13转动时,能同时带动转动块14竖向转动,并通过磁性材料制成的转动块14克服固定磁块9和活动磁块12对其的磁吸力做功,使得转动块14在转动时缓慢升温,并使罐体1内腔中被分离出的气体与转动块14接触后温度升高,从而使气体达到一定温度后能在与外界温度差的作用下自动向外排出;
[0036] S5、完成液气分离后,液体在重力作用下从下端的出液管4排出罐体1 的内腔,而温度升高的气体在与外界温度差的作用下移动向上移动,并从罐体1上端的出气管3向外排出。
[0037] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0038] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

附图说明

[0021] 图1为本发明结构剖视示意图;
[0022] 图2为本发明结构分液口立体示意图。
[0023] 图中:1、罐体;2、入料管;3、出气管;4、出液管;5、支撑架;6、挡板;7、驱动轮;8、内管;9、固定磁块;10、外管;11、分液口;12、活动磁块;13、棘齿块;14、转动块。
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