气液分离装置及其分离方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111437631A(43)申请公布日2020.07.24(21)申请号202010337364.4(22)申请日2020.04.26(71)申请人中国石油大学(北京)地址102249北京市昌平区府学路18号(72)发明人张祯祥杨进张亦驰曲喜墨赵新欧启彬(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人钱能张印铎(51)Int.Cl.B01D19/02(2006.01)E21B21/06(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称气液分离装置及其分离方法(57)摘要本发明公开了一种气液分离装置及其分离方法，其涉及石油天然气开采领域，气液分离装置包括：罐体，罐体的下端设置有排液端口，罐体的上端设置有出气端口；伸入至罐体中的进液管；设置在进液管上的红外线发射器，红外线发射器用于对流经进液管中的气液混合液中的气体进行加热；离心机构，其包括：驱动轴，连接在驱动轴上的离心叶轮，离心叶轮设置在进液管的出口处；等离子发生器，其安装在驱动轴上；安装在罐体内的导液板，导液板由进液管的侧壁延伸至罐体的内侧壁处，导液板用于承接自离心叶轮喷射出的气液混合液；设置在导液板上的脉冲振动器。本申请能够将高温高压下的钻井液中的气体进行分离，从而降低井喷等钻井事故发生的频率。CN111437631ACN111437631A权利要求书1/2页1.一种气液分离装置，其特征在于，所述气液分离装置包括：罐体，所述罐体的下端设置有排液端口，所述罐体的上端设置有出气端口；伸入至罐体中的进液管；设置在所述进液管上的红外线发射器，所述红外线发射器用于对流经所述进液管中的气液混合液中的气体进行加热；离心机构，其包括：驱动轴，连接在所述驱动轴上的离心叶轮，所述离心叶轮设置在所述进液管的出口处；等离子发生器，其安装在所述驱动轴上；安装在所述罐体内的导液板，所述导液板由所述进液管的侧壁延伸至所述罐体的内侧壁处，所述导液板用于承接自所述离心叶轮喷射出的气液混合液；设置在所述导液板上的脉冲振动器。2.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述进液管的出口大体朝向上方。3.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述脉冲振动器通过控制自身的电磁闸开关对所述排液端口施加压力脉冲，压力脉冲通过充气和放气来实现，充气和放气的时间间隔控制在0.1秒至5.0秒之间。4.根据权利要求3所述的气液分离装置，其特征在于，所述脉冲振动器中充气和放气为一个时间间隔周期，其脉冲振动频率范围为0.1Hz至5.0Hz之间。5.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述红外线加热器发射非普朗克分布的峰值波长的高强度红外线对气液混合液中的气体进行加热，以使气液混合液中的气泡充分汽化。6.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述导液板包括靠近进液管的水平部分与靠近所述罐体内侧壁的倾斜部分，所述倾斜部分由所述进液管向所述罐体内侧壁方向呈向上延伸，所述脉冲振动器安装在所述导液板的倾斜部分。7.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述进液管的出口处具有沿进液管的径向延伸的外缘；所述离心叶轮的轴线与所述进液管的出口处的轴线相平行或位于同一直线上。8.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，所述离心机构用于将自所述进液管的出口排出的气液混合液喷射至撞击所述罐体的内侧壁。9.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征在于，当所述气液分离装置进行气液分离时，所述罐体的内部为真空状态，所述罐体的底部存在有气液混合液分离出的液体形成的液封。10.一种采用如权利要求1至9中任一所述的气液分离装置的气液分离方法，其特征在于，所述气液分离方法包括以下步骤：将气液混合液自进液管向罐体中输入；通过红外线发射器将流经所述进液管中的气液混合液中的气体进行加热，以使气液混合液中的气泡充分汽化；通过离心机构将自所述进液管的出口排出的气液混合液喷射至撞击所述罐体的内侧壁；2CN111437631A权利要求书2/2页在气液混合液被所述离心机构喷射至撞击所述罐体的内侧壁的过程中，等离子发生器在所述离心叶轮的离心作用之后发射等离子流，等离子流通过破裂分离出来的气泡以使气泡形成气体排出，等离子流也将未离心的气液混合液中的气泡进行破裂；撞击在所述罐体的内侧壁的的气液混合液沿着所述罐体的内侧壁及导液板形成薄层湍流流动并落入所述罐体的底部以形成液封；通过脉冲振动器对所述罐体内的气液混合液施加压力脉冲，使得未被所述离心机构、所述等离子发生器、所述红外线发射器破裂的气泡进行脉冲振动处理，以使气液混合液中的气泡破裂，并增加气液混合液的流动速率；形成液封的液体在重力沉降过程中进一步分离出液体中的气体。3CN11143763