将气/液流转化成层流或片流的装置

摘要

本发明涉及一种与用于将分散的液/气流转化成层流的管子(1)有关的装置。该方案包括在管子(1)中布置有第一套固定导向叶片(6)，所述导向叶片(6)设计成旋转液/气流，所述管子(1)连接在具有相同或不同直径的第二管子(2)上，在管子(1)和第二管子(2)之间的过渡部分中设有第二套叶片或装置(8)，该第二套叶片或装置(8)设计成停止气体的旋转，从而在第二管子(2)中的气/液的自然流动图案在预定距离上方变得分层。

说明书

技术领域

本发明涉及一种与将分散的液/气流转化成层流或片流的管子相关的装置。更具体地，涉及一种用于破坏气流中、尤其是管子或管分离器的气流中的液滴的装置。

背景技术

在与管子中气流相关的情况下，气流中还分散有液滴。尤其是生产油和气的工艺及其工艺设备，例如油气分离，总是存在大量液体以液滴形式存在于气体中的液流环境。出于几种原因的考虑，希望将破坏这种气流中的液滴，以获得纯净的气/液流。

现有技术包括使用所谓的液滴俘获器来分离气流中的液滴，但是这样的液滴俘获器由连接在输送管上的单个装置构成，并且其外部尺寸远远延伸超过输送管的直径。这样的液滴俘获器具有相对昂贵的设计，并且不能用在缺少空间或要求气/液流的输送管的直径不能延伸太多的情况下。

本专利申请的申请人先前已经提交了包括PCT/NO98/00085的专利申请，其涉及在管中或井中(例如海床和油、水和气井底分离中)的液体分离。实现管中或井中的分离的前提是流体必须分层。就油和气的提取，在使用井底管分离器的许多情况下，可能是分散的液/气流。

发明内容

在本发明中，制造出一种装置，用来将分散的液/气流在非常短的距离上以简单的形式转化成层流。该方案非常有效、费用不高、而且可以容易地适用于本申请上面描述的管分离器。

本发明的特征在于在输送管中布置有第一套固定导向叶片。导向叶片设计成旋转液/气流。输送管连接在具有相同直径或不同直径的第二管上。在输送管和第二管之间的过渡部分中布置有第二套叶片或一个装置，用于停止气体的旋转，从而正如权利要求1限定的那样，气/液流的自然流动图案在预定的距离上变成分层。

从属权利要求2-3限定了本发明的有利的特征。

本发明参照附图并借助实施例进一步详细的描述，其中附图1中示出输送管1的图表，其具有根据本发明的技术方案。

本技术方案的特定特征在于在用于输送液体和气体的管1中布置有第一套固定导向叶片。导向叶片设计成旋转分散的液/气流。反过来，输送管1连接在具有更大直径的管2上。在管1和具有更大直径的管2之间的过渡部分中布置有用于停止气流旋转的第二套导向叶片8或一个装置。

本技术方案如下方式工作。具有高的气/液比例的气体在管1中朝向导向叶片6流动。导向叶片使气体旋转，从而在离心力的作用下部分位于叶片6端部处和管子朝向第二套叶片8的区域7内的液体被甩向管壁。由此在管子上区域7内产生液体膜，其流向朝向第二套叶片8。从而气体被清除了的液滴，但仍然可以继续旋转直到碰到叶片8，叶片8有与第一套叶片6相反的引导方向。气体的旋转被停止，之后液体在重力的作用下流向管子的下部，而气体流向管子的上部，从而建立分层的气/液流。

然而获得分层的流体的决定性的前提是管子3的直径足够大到防止开始再分散，并确保自然流动图案保持分层。

而且，在输送管1的直径和具有更大直径的管子2的直径之间的比例，以及导向叶片长度和其与管子的角度，都是取决于流体速度、气/液流比例、液体粘度和液体密度。

应该注意的是本发明正如其权利要求中限定的那样并不局限于附图中和上面描述的实施例。因此，也可以使用其它的装置来替代第二套导向叶片8以实现在导向叶片6之后停止气体旋转。在输送管1和具有更大直径的管子2之间的过渡中可以使用垂直或水平的孔板。而且孔板可以与管子的纵向成一定角度来布置，孔板的方向是与叶片6的引导方向是相反的。

尽管上述描述涉及的方案是第二管具有更大的直径，但是，在给定的流体条件下，根据流体速度和液滴密度可以使用具有比第一管(输送管)直径更大或更小的第二管。然而，如上所述，这要求在液滴分离后的气体流速不会引起液体重新分散。或者，也可以在管子中使用文氏管形式的限制。第一套导向叶片6应该布置在文氏管入口处，从而它们可以从文氏管入口前方的位置延伸一点进入其中。

文氏管的使用意味着速度可以(通过文氏管)提高，从而建立更强的旋转场。在文氏管出口处也可以布置停止旋转的第二套叶片8，此处，速度又一次提高。这导致与图和实施例中所述一样的液体分离和分层的气/液流。