一种煤层气井气水分离装置的制作方法

本实用新型涉及天然气勘探与开发技术领域，尤其涉及一种煤层气井气水分离装置。

背景技术：

在煤层气井的排水采气过程中，一般是用排采设备将煤层中的水通过油管排出地面，而油管排出的水中含少量煤层气，需要用气水分离设备将其中的煤层气分离出来，避免资源浪费。现有的气水分离装置主要有两种，一种是重力式气水分离器，其原理是利用液体沉降与气体上升流速的差异，使液体在未到达排气口时因重力作用从气体中分离出来；另一种是离心式气水分离器，其原理是利用电泵机组的高速转动和气体与水之间的密度差进行气水分离。这两种气水分离器都存在着分离作用单一、气水分离不彻底、分离效果不佳的弊端，不能充分回收油管排出水中的煤层气，造成资源浪费，因此有必要提供一种气水分离彻底的煤层气井气水分离装置。

技术实现要素：

为解决上述现有的技术问题，本实用新型提供了一种煤层气井气水分离装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种煤层气井气水分离装置，包括罐体，所述罐体内从上至下设有气室和分离室，所述气室顶部设有排气口，所述分离室一侧设有气水进口，分离室底部设有排水口，分离室内竖直固定有分离通道，所述分离通道的外侧连接有螺旋分离板，分离通道顶端与气室连通，底端位于分离室的中部，分离通道内从上至下固定有若干个折流挡板，所述折流挡板倾斜设置且相邻两个折流挡板的倾斜方向相反，折流挡板的低端与其相对的分离通道内壁贴合，折流挡板的高端与其相对的分离通道内壁之间设有过气间隙。

优选地，所述折流挡板下表面上设有锥形凸起一。

优选地，所述折流挡板低端对应的分离通道内壁上设有排水孔。

优选地，所述相邻折流挡板之间设有连接杆，所述连接杆横向转动连接于分离通道内壁上，连接杆上周向均匀连接有若干个径向延伸的拨板。

优选地，所述拨板上设有锥形凸起二。

优选地，所述分离通道的底部设有中心轮毂，所述中心轮毂上周向均匀连接有多个弧形叶片，所述弧形叶片相对于中心轮毂的轴线偏转设置，弧形叶片的另一端均连接在分离圆环上，所述分离圆环转动连接于分离通道内壁上。

本实用新型可以对煤层气井排水采气过程中油管排水进行充分的水气分离，并且水气在本实用新型内经过多次的离心分离和折流分离，分离彻底，分离效果好，从而可以对排水中的煤层气进行充分回收，避免能源浪费。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图。

图2是图1中分离通道的纵向剖视图。

图3是图2中分离圆环的俯视图。

图中：1罐体、2气室、3分离室、4排气口、5气水进口、6排水口、7分离通道、8螺旋分离板、9折流挡板、10锥形凸起一、11排水孔、12连接杆、13拨板、14锥形凸起二、15中心轮毂、16弧形叶片、17分离圆环。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

实施例

参见图1-3，一种煤层气井气水分离装置，包括罐体1，所述罐体1内从上至下设有气室2和分离室3，所述气室2顶部设有排气口4，所述分离室3一侧设有气水进口5，分离室3底部设有排水口6，分离室3内竖直固定有分离通道7，所述分离通道7的外侧连接有螺旋分离板8，分离通道7顶端与气室2连通，底端位于分离室3的中部，分离通道7内从上至下固定有四个折流挡板9，所述折流挡板9倾斜设置且相邻两个折流挡板9的倾斜方向相反，折流挡板9的低端与其相对的分离通道7内壁贴合，折流挡板9的高端与其相对的分离通道7内壁之间设有过气间隙。

所述折流挡板9下表面上设有锥形凸起一10。

所述折流挡板9低端对应的分离通道7内壁上设有排水孔11。

所述相邻折流挡板9之间设有连接杆12，所述连接杆12横向转动连接于分离通道7内壁上，连接杆12上周向均匀连接有六个径向延伸的拨板13。

所述拨板13上设有锥形凸起二14。

所述分离通道7的底部设有中心轮毂15，所述中心轮毂15上周向均匀连接有六个弧形叶片16，所述弧形叶片16相对于中心轮毂15的轴线偏转设置，弧形叶片16的另一端均连接在分离圆环17上，所述分离圆环17转动连接于分离通道7内壁上。

本实施例中，螺旋分离板8设于气水进口5的下方，螺旋分离板8与罐体1内壁、分离通道7之间形成一螺旋形通道，气室2和分离室3通过隔板隔开，分离通道7通过支架固定在罐体1内壁上，连接杆12通过单向轴承连接，只能逆时针或者顺时针旋转，单向轴承为现有技术，不再详述。

本实用新型的作用原理为：油管中的气水混合物从气水进口5进入罐体1的分离室3内，并沿螺旋形通道下移形成螺旋气流，在离心力的作用下，气水混合物中的水珠向外运动聚集在罐体1内壁上，并在重力作用下流到罐体1底部从排水口6排出，而气水混合物中的煤层气夹带少量水珠形成气流从下方进入分离通道7内，实现第一次气水离心分离。气流通过经过弧形叶片16时，由于弧形叶片16相对于中心轮毂15的轴线偏转设置，因此气流对弧形叶片16产生作用力，使分离圆环17旋转，从弧形叶片16的间隙内穿过的气流随弧形叶片16旋转，在离心力的作用下，气流中夹带的水珠向外运动，实现第二次气水离心分离。气流进入分离通道7后依次撞击折流挡板9和拨板13，气流中的水珠附着在折流挡板9或者拨板13上，由于重力作用向下汇集在各个折流挡板9上并从排水孔11排出，最终落到罐体1底部，而其中的煤层气则折流而上，最终进入气室2，从排气口4排出被收集。

多个折流挡板9的设置一方面可以对气流进行折流分离，另一方面可以使气流在分离通道7内曲折上升，延长气流在分离通道7内的上移路径，实现气水的充分分离，另一方面，气流与折流挡板9发生多次碰撞，进一步改善气水分离的效果。

气流经过拨板13时对拨板13产生作用力，带动连接杆12旋转，并随拨板13旋转上升，不但产生离心力而且撞击拨板13，同时实现离心分离和折流分离，分离效果更好。

锥形凸起一10和锥形凸起二14的设置不但可以破坏气流中气泡表面的张力，使气泡迅速破裂，从而将气泡中的煤层气释放出来，而且可以使直径较小的水珠汇集形成直径较大的液滴快速流下来，有助于气水分离。

以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

技术特征：

1.一种煤层气井气水分离装置，包括罐体，其特征在于：所述罐体内从上至下设有气室和分离室，所述气室顶部设有排气口，所述分离室一侧设有气水进口，分离室底部设有排水口，分离室内竖直固定有分离通道，所述分离通道的外侧连接有螺旋分离板，分离通道顶端与气室连通，底端位于分离室的中部，分离通道内从上至下固定有若干个折流挡板，所述折流挡板倾斜设置且相邻两个折流挡板的倾斜方向相反，折流挡板的低端与其相对的分离通道内壁贴合，折流挡板的高端与其相对的分离通道内壁之间设有过气间隙。

2.根据权利要求1所述的一种煤层气井气水分离装置，其特征在于：所述折流挡板下表面上设有锥形凸起一。

3.根据权利要求1所述的一种煤层气井气水分离装置，其特征在于：所述折流挡板低端对应的分离通道内壁上设有排水孔。

4.根据权利要求1所述的一种煤层气井气水分离装置，其特征在于：所述相邻折流挡板之间设有连接杆，所述连接杆横向转动连接于分离通道内壁上，连接杆上周向均匀连接有若干个径向延伸的拨板。

5.根据权利要求4所述的一种煤层气井气水分离装置，其特征在于：所述拨板上设有锥形凸起二。

6.根据权利要求1所述的一种煤层气井气水分离装置，其特征在于：所述分离通道的底部设有中心轮毂，所述中心轮毂上周向均匀连接有多个弧形叶片，所述弧形叶片相对于中心轮毂的轴线偏转设置，弧形叶片的另一端均连接在分离圆环上，所述分离圆环转动连接于分离通道内壁上。

技术总结
本实用新型涉及天然气勘探与开发技术领域，本实用新型公开了一种煤层气井气水分离装置，包括罐体，罐体内从上至下设有气室和分离室，气室顶部设有排气口，分离室一侧设有气水进口，分离室底部设有排水口，分离室内竖直固定有分离通道，分离通道的外侧连接有螺旋分离板，分离通道顶端与气室连通，底端位于分离室的中部，分离通道内从上至下固定有若干个折流挡板，折流挡板倾斜设置且相邻两个折流挡板的倾斜方向相反，折流挡板的低端与其相对的分离通道内壁贴合，折流挡板的高端与其相对的分离通道内壁之间设有过气间隙。本实用新型分离彻底，分离效果好，可以对排水中的煤层气进行充分回收，避免能源浪费。

技术研发人员：秦安国;吴海明;郭亚水;陈瑞杰;韩勇;崔秀奇
受保护的技术使用者：山西潞安环保能源开发股份有限公司
技术研发日：2020.04.10
技术公布日：2020.11.24