一种天然气气液分离装置及其喷嘴组件和应用

技术领域

本发明属于天然气处理设备领域，具体涉及一种天然气气液分离装置及其喷嘴组件和应用。

背景技术

气液分离器是一种用于分离气体和液体的设备，常用于油气工程领域中，其中旋风分离器是一种较为常见的气液分离器，其工作原理为靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开。但是旋风分离器由于速度较低，气液分离效率低下，分离效果不好，同时由于天然气组成较为复杂，同时具有冷气、热气和液体，而旋风分离器仅仅能够分离气液，而无法将冷气和热气进行分离，上述问题是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种天然气气液分离装置喷嘴组件。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种天然气气液分离装置喷嘴组件，包括：喷嘴，喷嘴包括进气端和出气端，喷嘴内侧设置有导通进气端和出气端的分离腔，进气端上沿分离腔周向设有螺旋排布的进气道，进气道与分离腔连通的一端的通径小于进气道远离分离腔的一端的通径；以及

导流板，导流板设置于分离腔内，导流板包括导流板主体和锥形件，导流板主体用于旋转导流，锥形件设置于导流板主体远离进气道的一侧，锥形件的尖部背离导流板主体。

本申请公开的天然气气液分离装置喷组组件的有益效果是：本申请能够使得气流在分离腔内变为高速旋流，配合导流板从而使气流中的冷气也热气液分离。

进一步的是，导流板由中部朝向边缘逐渐背离进气端。本申请通过使导流板边缘朝向背离进气端的方向倾斜，从而能够更好地使气流向出气端运动。

进一步的是，进气端环绕分离腔设置有多个凸块，凸块与进气端外侧沿存在间距，凸块之间的间隙限定为第一气路，第一气路沿分离腔周向螺旋排布，还包括导流板盖，导流板盖的一面中部设置有凸部，凸部与凸块抵接，导流板盖的边缘与进气端的外侧沿之间的间隙限定为第二气路，第二气路与第一气路连通形成所述进气道。本申请通过凸块和导流板盖对进气道进行限定。

进一步的是，第一气路的宽度逐渐靠近分离腔而减小。本申请使第一气路的宽度逐渐减小，从而能够逐渐对气体进行提速。

进一步的是，导流板主体固定于导流板盖朝向分离腔的一侧。本申请通过将导流板主体与导流板盖连接，便于安装设置导流板主体。

本申请还公开了一种天然气气液分离装置，包括上述天然气气液分离装置喷嘴组件，还包括出口组件，出口组件包括冷气出口和热气液出口，冷气出口设置于喷嘴上靠近出气端的一侧并与分离腔连通，锥形件的尖部朝向冷气出口，热气液出口沿周向设置于喷嘴的外侧，热气液出口位于冷气出口与导流板主体之间并与分离腔连通。

本申请公开的天然气气液分离装置的有益效果是：本申请能够使气流流经过喷组组件转化为高速气流，并在导流板和喷嘴组件的作用下，使冷气进入到冷气出口，而热气和液体会向喷嘴侧壁运动通过热气液出口排出，本申请公开的天然气气液分离装置能够有效的将冷气与热气液进行分离。

进一步的是，热气液出口包括多个，每个热气液出口各自可独立的开合。

进一步的是，热气液出口包括四个，四个热气液出口互相平行。

进一步的是，四个热气液出口以喷嘴的轴线旋转180度对称。

本申请还提供了一种上述天然气气液分离装置在天然气气液分离中的应用。

本申请能够有效的分离天然气中的冷气和热气液。

附图说明

图1为本申请实施例的整体剖视图；

图2为本申请实施例中导流板的剖视图；

图3为本申请实施例中喷嘴的立体示意图；

图4为本申请实施例中喷嘴的剖视图；

附图标记如下：喷嘴1、进气端11、出气端12、分离腔13、第一气路14a、第二气路14b、凸块15、导流板2、导流板主体21、锥形件22、导流板盖23、凸部23a、冷气出口31、热气液出口32。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本申请，并非用于限定本申请的范围。

在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本说明书和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本说明书的限制。

在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本说明书中使用的术语是考虑到关于本公开的功能而在本领域中当前广泛使用的那些通用术语，但是这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、先例或本领域新技术而变化。此外，特定术语可以由申请人选择，并且在这种情况下，其详细含义将在本公开的详细描述中描述。因此，说明书中使用的术语不应理解为简单的名称，而是基于术语的含义和本公开的总体描述。

本申请中使用了流程图或文字来说明根据本申请的实施例所执行的操作步骤。应当理解的是，本申请实施例中的操作步骤不一定按照记载顺序来精确地执行。相反，根据需要，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或实施例。为简化公开内容，下面描述了各特征存在的一个或多个排列的具体实施例，但所举实施例不作为对本说明书的限定,在说明书中随后记载的第一特征与第二特征连接，即可以包括直接联系的实施方式，也可以包括形成附加特征的实施方式，进一步的，也包括采用一个或多个其他介入特征使第一特征和第二特征彼此间接连接或结合，从而第一特征和第二特征可以不直接联系。

如图1至图4所示，本申请公开了一种天然气气液分离装置喷嘴组件的实施例，包括：喷嘴1和导流板2。

其中，喷嘴1为圆柱形套筒，本申请公开的实施例将套筒内中空部限定为分离腔13，该喷嘴1的两端分别限定为进气端11和出气端12，在本申请实施例中，上述进气端11上沿分离腔13周向设有螺旋排布的进气道，进气道与分离腔13连通的一端截面小于进气道远离分离腔13的一端。

在一种具体的实施例中，进气端11上环绕分离腔13固定有多个凸出于进气端11表面的凸块15，凸块15与进气端11外侧沿存在间距，其中，任意相邻的两个凸块15之间都存在间隙，该间隙呈螺旋线式排布于分离腔13周向，本申请公开的实施例将这些凸块15之间的间隙限定为第一气路14a，在本公开的实施例中，还包括导流板盖23，具体的，该导流板盖可以为一个圆盘形结构，导流板盖23的一面中部设置有凸部23a，凸部23a与凸块15抵接，例如，导流板盖可以通过螺栓与喷嘴1连接，进而使其表面与凸块15表面抵接，导流板盖23的边缘与进气端11的外侧沿之间的间隙限定为第二气路14b，第二气路14b与第一气路14a连通。在该实施例中，由于凸块15与进气端11边存在间隙，第二气路14b的的截面大于第一气路14a，从而使进气道与分离腔13连通的一端截面小于进气道远离分离腔13的一端，在一种更加具体的实施例中，任意相邻凸块15的间距逐渐靠近分离腔13而变窄，从而使得第一气路14a逐渐靠近分离腔13而变窄。

当气体通过进气道进入到分离腔13中时，由于进气道的截面逐渐变窄，因此气流速度急剧增加，而螺旋式排布的进气道能够时气体产生旋流，因此，当气体经过进气道进入到分离腔13后则会转变为高速的旋转气流。

在本申请公开的实施例中，导流板2设置于分离腔13内，导流板2包括导流板主体21和锥形件22，导流板主体21用于旋转导流，锥形件22设置于导流板主体21远离进气道的一侧，锥形件22的尖部背离导流板主体21。在一些示例中，导流板2由中部朝向边缘逐渐背离进气端11。

在上述包括导流板盖23的实施例中，导流板主体21固定于导流板盖23朝向分离腔13的一侧。

本申请中喷嘴组件的工作原理如下：当天然气进通过进气道后产生高速旋转气流，高速旋转在分离腔13内沿导流板主体21旋转，进而能够将液体甩向两侧与气体分离，气体绕过导流板主体21后与锥形件22接触，在类似涡流管的作用下，使冷气流在内，热气流在外，当气流与锥形件22接触后，内侧的冷却流朝向锥形件22尖角方向回流运动，而热气流则继续向着分离腔13边缘运动。从而实现，冷气与热气液的分离。

在上述基础上，本申请还公开了一种天然气气液分离装置，包括上述公开的天然气气液分离装置喷嘴组件，还包括出口组件，该出口组件包括冷气出口31和热气液出口32，冷气出口31为一个直管，其位于喷嘴1上靠近出气端12的一侧并与分离腔13连通，上述锥形件22的尖部朝向冷气出口31，其中热气液出口32沿周向安装于喷嘴1的外侧，热气液出口32位于冷气出口31与导流板主体21之间并与分离腔13连通。

在本申请公开的一些实施例中，热气液出口32包括多个，每个热气液出口32各自可独立的开合，具体的可以通过阀门或塞子控制每个热气液出口32的开合，本申请不做限定，在本申请公开的实施例中，热气液出口32包括四个，四个热气液出口32互相平行，具体的，四个热气液出口32以喷嘴1的轴线旋转180度对称。

本申请能够使气流流经过喷组组件转化为高速气流，并在导流板2和喷嘴组件的作用下，使冷气进入到冷气出口31，热气和液体会向喷嘴1侧壁运动而通过热气液出口32排出，本申请公开的天然气气液分离装置能够有效的将冷气与热气液进行分离。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。