一种一罐式油田伴生气过滤分离装置的制作方法

本实用新型属于油田伴生气净化技术领域，具体涉及一种一罐式油田伴生气过滤分离装置。

背景技术：

油田伴生气又称油田气，通常指与石油共生的天然气，主要成分是甲烷、乙烷等低分子烷烃，还有一定数量的丙烷、丁烷、戊烷等。在油气田地面集输工程中，伴生气作为加热炉等热源装置的供气资源，但是，伴生气中带液率过高、含杂量大、降低了燃料品质，严重影响燃烧装置的正常运行。

因此，需要将伴生气中的杂质进行有效处理、降低带液率，满足燃烧装置的使用要求。目前伴生气除杂、除液的处理工艺基本为过滤器和气液分离器的串联使用，将处理后的气体直接作为燃烧装置的供气资源使用，设备集成化程度低，管理不便，且处理后的燃气带液率较高且存在较多的杂质颗粒、严重降低了燃烧装置的效率，增加了设备故障率。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种一罐式油田采出水过滤分离装置。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种一罐式油田伴生气过滤分离装置，包括罐体，以及自下而上依次设置在所述罐体中的锥形集液器、丝网除沫器、集液孔板、筒状滤芯和出气板，其中，

所述罐体的下端开设有进气口，上端开设有排气口；

所述锥形集液器的下端延伸至所述罐体的下表面，上端沿周向固定至所述罐体的内壁，且所述锥形集液器的上表面开设有第一通气孔；

所述集液孔板倾斜设置且开设有第二通气孔，所述集液孔板的下端连接有落液管；

所述出气板沿周向固定在所述罐体的内壁；

所述筒状滤芯的下端固定至所述集液孔板，上端延伸穿过所述出气板。

在本实用新型的一个实施例中，所述一罐式油田伴生气过滤分离装置还包括进气口挡板，所述进气口挡板与所述进气口相对设置，使来自所述进气口的流体能够喷射到所述进气口挡板上。

在本实用新型的一个实施例中，所述进气口挡板位于所述进气口与所述锥形集液器之间，并且所述进气口挡板的一端固定至所述罐体的内壁，另一端朝向所述进气口倾斜。

在本实用新型的一个实施例中，所述罐体的底部设置有排液口。

在本实用新型的一个实施例中，所述锥形集液器包括相互连接的圆筒部、锥形部和环形部，其中，所述环形部沿周向固定至所述罐体的内壁，且所述第一通气孔开设在所述环形部上。

在本实用新型的一个实施例中，所述圆筒部的底壁封闭地连接至所述罐体的底部，且所述圆筒部的侧壁开设有多个出液孔。

在本实用新型的一个实施例中，所述锥形部的开口角度为40°至60°。

在本实用新型的一个实施例中，所述集液孔板呈瓦楞结构，包括间隔排列的多个凸起部和多个凹进部；

所述第二通气孔开设在所述凸起部上，且多个所述凹进部的下端汇聚至所述落液管。

在本实用新型的一个实施例中，所述落液管的下端穿过所述丝网除沫器和所述锥形集液器延伸至所述罐体的下端。

在本实用新型的一个实施例中，所述筒状滤芯为筒状聚结滤芯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本发明的一罐式油田伴生气过滤分离装置采用一罐式多级过滤，集成化程度高，管理便捷，缩短油田伴生气处理时间，提高整体工作效率。

2、该一罐式油田伴生气过滤分离装置包括集液孔板和落液管的设计，收集了筒状滤芯过滤的液滴和杂质，避免了对下部丝网除沫器的二次污染，提高了丝网除沫器的工作效率和使用寿命。

3、该一罐式油田伴生气过滤分离装置采用锥形孔板集液器与瓦楞集液孔板的过流、集液技术，改善过滤分离条件，有效得加快了除液和除杂的速度，有效降低了伴生气中的带液率和杂质含量。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种一罐式油田伴生气过滤分离装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种进气口挡板的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种锥形孔板集液器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种集液孔板的截面示意图。

附体标记如下：

1-罐体；2-锥形集液器；21-圆筒部；22-锥形部；23-环形部；3-丝网除沫器；4-集液孔板；41-凸起部；42-凹进部；5-落液管；6-筒状滤芯；7-出气板；8-进气口；9-排气口；10-第一通气孔；11-第二通气孔；12-进气口挡板；13-排液口；14-液位计接口；15-压力表接口；16-安全阀接口；17-支座；18-出液孔；19-盲孔；20-导流管。

具体实施方式

为了进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本实用新型提出的一种一罐式油田伴生气过滤分离装置进行详细说明。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型的技术方案加以限制。

应当说明的是，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例一

请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种一罐式油田伴生气过滤分离装置的结构示意图。该一罐式油田伴生气过滤分离装置包括罐体1，以及自下而上依次设置在罐体1中的锥形集液器2、丝网除沫器3、集液孔板4、筒状滤芯6和出气板7。罐体1的下端开设有进气口8，上端开设有排气口9，进气口8用于向罐体1中通入需要处理的油田伴生气，出气口9用于排出经该装置净化后的气体。丝网除沫器3是一种常用的气液分离装置，主要由丝网和丝网格栅组成丝网块以及固定所述丝网块的支承装置构成，气体通过丝网除沫器3的丝网，可除去伴生气夹带的雾沫、液滴和油滴。在本实施例中，丝网除沫器3用于对油田伴生气进行第一次过滤分离处理。锥形集液器2的下端延伸至罐体1的下表面，上端沿周向固定至罐体1的内壁，且锥形集液器2的上端开设有第一通气孔10。由于锥形集液器2位于丝网除沫器3的下方，丝网除沫器3滤除的液滴滴落在锥形集液器2上，锥形集液器2收集油田伴生气中的液滴和油滴并汇聚到罐体1的底部，其中，第一通气孔10用于使从进气口8通入的油田伴生气通过并向上传输。

集液孔板4倾斜设置在罐体1的内部，且周向固定在罐体1的内壁，集液孔板4上开设有第二通气孔11；集液孔板4的下端连接有落液管5，出气板7沿周向固定在罐体1的内壁；筒状滤芯6的下端固定至集液孔板4，上端穿过出气板7。具体地，经过丝网除沫器3向上传输的伴生气从集液孔板4上的第二通气孔11通过并继续向上传输，集液孔板4用于收集通过筒状滤芯6过滤的液滴并通过落液管5汇聚到罐体1的底部。筒状滤芯6对伴生气进行二级过滤，并且经处理的伴生气经筒状滤芯6的中空内芯传输至出气板7的上方，并最终从排出，过滤出来的液滴滴落在下方的集液孔板4上。优选地，罐体1的直径为1.2m-3.2m。

本实施例的一罐式油田伴生气过滤分离装置还包括进气口挡板12，进气口挡板12与进气口8相对设置，使来自进气口8的流体能够喷射到进气口挡板12上。进一步地，进气口挡板12位于进气口8与锥形集液器2之间，并且进气口挡板12的一端固定至罐体1的内壁，另一端朝向进气口8倾斜。进气口挡板12可以降低来自进气口8的伴生气的流速并且改变方向。优选地，进气口挡板12的相对于罐体1顶部的倾斜角度为40-50°，以达到降低气流速度和改变气流方向的最佳效果。

请参见原图1和图2，图2是本实用新型实施例提供的一种进气口挡板的结构示意图。本实施例的进气口挡板12为厚度10-12mm的板状结构，优选地在其朝向进气口8的表面上均匀开设有多个盲孔19，盲孔19的深度为5-6mm，孔径为孔隙率为70％-85％。孔隙率，是指孔隙面积与板在自然状态下面积的百分比。由于盲孔19的存在，进气口挡板12的表面积增大，且能够将来自进气口8的流体反射至不同的方向，更加有效地改变流体方向和降低流体速度。

需要说明的是，在其他实施例中，进气口挡板12上可以不设置盲孔，也能够起到降低流体流速并且改变流体方向的作用。

进一步地，请参见图1和图3，图3是本实用新型实施例提供的一种锥形孔板集液器的结构示意图。本实施例的锥形集液器2包括相互连接的圆筒部21、锥形部22和环形部23，其中，环形部23沿周向固定至罐体1的内壁，且第一通气孔10开设在环形部23上。在本实施例中，环形部23上包括多个第一通气孔10，直径为6-10mm，均匀分布在环形部23上，环形部23上的开孔率为50％-75％。如图1所示，从进气口8通入的伴生气通过环形部23上的第一通气孔10向罐体1上方扩散。丝网除沫器3能够分离伴生气中的液体，具体地，经过丝网除沫器3，气体继续向上扩散，而液体和油滴则被过滤出来并滴落在锥形集液器2上。锥形集液器2的锥形部22能够收集液滴并通过圆筒部21引导到罐体1的底部，并在罐体1的底部形成储液池。在本实施例中，圆筒部21的底壁封闭地连接至罐体1的底部，且圆筒部21的侧壁开设有多个出液孔18，所述多个出液孔18均浸没在所述储液池中，以将从锥形集液器2上方流下来的液体汇聚到所述储液池中。优选地，锥形部22的开口角度为40°至60°。

此外，在本实施例中，丝网除沫器3包括多层具有不同目数的丝网，且由下到上目数增大，以得到逐级过滤的效果。优选地，丝网除沫器3的厚度为150-300mm，目数为150-250目。

进一步地，请参见图1和图4，图4是本实用新型实施例提供的一种集液孔板的截面示意图。本实施例的集液孔板4呈瓦楞结构，包括间隔排列的多个凸起部41和多个凹进部42；第二通气孔11开设在凸起部41上，且多个凹进部42的下端汇聚至落液管5。落液管5的下端穿过丝网除沫器3和锥形集液器2延伸至罐体1的下端。本实施例的每个凸起部41上均平行设置有多个第二通气孔11，以使气体均匀地向上扩散。集液孔板4在罐体1中倾斜设置，集液孔板4用于收集从筒状滤芯过滤出的液体。集液孔板4下方的气体穿过第二通气孔11继续向上传输，通过筒状滤芯二次过滤出一些液体和油滴，这些液体和油滴滴落在集液孔板4上，并沿着倾斜的凹进部42流入落液管5中，随后通过落液管5流向罐体1底部的储液池中。在本实施例中，第二通气孔11开设在凸起部41上是为了防止流下来的液体堵塞第二通气孔11而影响气体流通。

在本实施例中，如图4所述，在每个凹进部42的最低端均设置有一段导流管20，该导流管20的上端与凹进部42联通，使得凹进部42中收集的液体可以流入导流管中，另一端同时连接至一个主导流管，以将所述凹进部42收集的液体汇合起来，该主导流管的下端连接落液管5，以最终将所述凹进部42收集的液体汇聚到落液管5中。

优选地，落液管5的下端伸入到所述储液池中，以防止气体通过落液管5的下端进入落液管5，影响液体的向下流动。进一步地，落液管5固定在罐体1的内壁上。

进一步地，本实施例的筒状滤芯6为筒状聚结滤芯。聚结滤芯是由多种复合材料经特殊工艺加工而成，具有亲水特性，不仅能滤除气体中的机械杂质，而且还能通过破乳、聚结，使乳化状态的水从介质中分离出来，并聚结为较大的水滴，以利于进一步实现介质的净化的滤芯。其过滤原理是：油、水和其他液体的液滴，被聚结滤芯内部的超细纤维捕捉，这些微米级纤维对气流形成了曲折的通道，迫使固体颗粒和液体雾滴在惯性碰撞、扩散拦截和直接拦截三种过滤机理的作用下，被超细纤维捕获，液体表面张力使小液滴聚结成较大型液滴，由于重力作用，大型液滴沉降至容器底部。经过筒状滤芯6的过滤，气体从筒体的芯部向上流体，而液体和油滴等杂质过滤到了筒体的外部并由于重力原因滴落在集液孔板4上。

进一步地，在罐体1的上壁还设置有压力表接口15和安全阀接口16，在装置运行时，将压力表接口15连接至外接压力表，安全阀接口16连接安全阀，过滤分离装置罐体1内部的压力由所述压力表检测，当压力超过预定压力时，打开所述安全阀并将多余的气体排入大体中以进行泄压。

罐体1的底部设置有排液口13和液位计接口14，其中，排液口13用于排出收集在罐体1底部的液体，液位计接口14用于安装液位计，以对罐体1内部的液体高度进行检测。

本实施例的一罐式油田伴生气过滤分离装置的使用过程如下：

待处理的油田伴生气经进气口8进入装置内，通过进气口挡板12撞击后，流速减缓并改变流动方向；随后，伴生气沿着锥形集液器2上升，温度逐渐降低，并且通过环形部23上的第一通气孔10进入丝网除沫器3进行第一次过滤分离处理，气体中带液率降至小于1％mg/m³，含杂率降至小于0.5％mg/m³；过滤分离出的液滴与杂质由锥形集液器2收集后，通过底部的排液口13进入储液池；第一次过滤分离处理后的气体经集液孔板4上的第二通气孔11继续上升，气体通过筒状滤芯6外进内出进行第二次过滤分离处理，将气体中的液滴和杂质过滤至滤芯外部，沿集液孔板44滑落至落液管5后进入装置底部的储液池中，同时，气体中带液率降至小于0.02％mg/m³，含杂率降至小于0.01％mg/m³，净化后的伴生气通过排气口9外排；装置运行时，压力表接口15与安全阀接口16进行压力检测和安全泄放，液位计接口14对装置底部储液池进行检测，收集的液体和杂质通过排液口13排出。本实施例的一罐式油田伴生气过滤分离装置经过两次过滤分离处理，除油和除杂率可以达到99％以上。

本实施例的一罐式油田伴生气过滤分离装置采用一罐式多级过滤，集成化程度高，管理便捷，缩短油田伴生气处理时间，提高整体工作效率。该一罐式油田伴生气过滤分离装置包括集液孔板和落液管设计，收集了筒状滤芯过滤的液滴和杂质，避免了对下部丝网除沫器的二次污染，提高了丝网除沫器的工作效率和使用寿命。该一罐式油田伴生气过滤分离装置采用锥形孔板集液器与瓦楞集液孔板的过流、集液技术，改善过滤分离条件，有效得加快了除液和除杂的速度，有效降低了伴生气中的带液率和杂质含量。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。