一种气液分离装置的控制系统

摘要

本发明提供一种气液分离装置的控制系统，一种气液分离装置的控制系统，包括立式气液分离器，所述立式气液分离器上端出口通过管线连接有第三电磁阀，第三电磁阀与立式气液分离器之间依次设置有气体流量计、气体压力计；所述立式气液分离器的下部出口通过管线连接有第一电磁阀；所述立式气液分离器上安装有检测液位的液位计，检测到的信号传输给控制元件，控制元件通过已检测到的信号控制第一电磁阀的打开与闭合。本发明气体去除率达到98%以上，承压强度达到35MPa，出口压力≤2MPa。通过控制，使得分离罐内液位在安全范围内上下浮动，始终有“水垫”，不使气流下冲，也不使液流上窜，达到气液分离的目的。

权利要求

1.一种气液分离装置的控制系统，其特征在于：包括立式气液分离器（1），所述立式气液分离器（1）上端出口通过管线连接有第三电磁阀（8），第三电磁阀（8）与立式气液分离器（1）之间设置有气体流量计（3）；

所述立式气液分离器（1）的下部出口通过管线连接有第一电磁阀（6）；

所述立式气液分离器（1）上安装有检测液位的液位计（4），还包括控制元件（5），控制元件（5）接收液位计（4）检测到的信号，分析处理后控制第一电磁阀（6）的打开与闭合；控制元件（5）接收气体流量计（3）发出的信号并进行分析处理，来控制第三电磁阀（8）的打开与闭合；

控制元件（5）是由液位检测控制模块和气体流量控制模块集合而成，所述液位检测控制模块一端与液位计（4）连接，另一端与第一电磁阀（6）连接；气体流量控制模块一端与气体流量计（3）连接，另一端与第三电磁阀（8）连接；

所述控制元件（5）还包括气体压力控制模块，所述气体流量计（3）与立式气液分离器（1）之间的管线上还设置有气体压力计（2），气体压力计（2）与气体压力控制模块连接，气体压力控制模块还与第三电磁阀（8）连接；

所述立式气液分离器（1）的下部出口通过管线还连接有第二电磁阀（7），所述第一电磁阀（6）与第二电磁阀（7）并联连接，控制元件（5）控制第二电磁阀（7）的打开和关闭；

所述液位计（4）检测立式气液分离器（1）内的液面高度，将信号传输给控制元件（5），当液面最低接近A点时，打开控制第三电磁阀（8）的阀门，关闭第一电磁阀（6）和第二电磁阀（7）上设置的阀门；当液面最高接近C点时，第三电磁阀（8）的阀门向左旋转关小，或者开启并联的第二电磁阀（7）上的阀门通路，同时第一电磁阀（6）和第二电磁阀（7）上设置的阀门向右旋转开大，甚至全开，使得液面下降，若液位继续上升，则关闭第三电磁阀（8）从而迫使液面下降。

说明书

一种气液分离装置的控制系统

技术领域

[0001] 本发明属于油气田污水处理、地面测试、试气作业领域，特别涉及一种气液分离装置的控制系统。

背景技术

[0002] 天然气井措施改造后放喷排液及测试阶段，天然气混和压裂返排液及地层水等一起从井内喷出井口，通过管线排放到排液池中，出液量减少后进行天然气点火，不仅冲蚀排液池，而且大量天然气排放至空气中浪费掉。若要进行压裂返排液回收再利用或者天然气收集利用，必须发明一种装置对井口返排出来的高压气液混合体进行分离。

发明内容

[0003] 为了克服天然气混和压裂返排液及地层水等一起从井内喷出井口导致的浪费本发明提供一种气液分离装置的控制系统，可以进行压裂返排液回收再利用或者天然气收集利用，控制系统使得分离罐内液位在安全范围内上下浮动，始终有“水垫”，不使气流下冲，也不使液流上窜，达到气液分离的目的。

[0004] 本发明的技术方案为：

[0005] 一种气液分离装置的控制系统，包括立式气液分离器，所述立式气液分离器上端出口通过管线连接有第三电磁阀，第三电磁阀与立式气液分离器之间设置有气体流量计；

[0006] 所述立式气液分离器的下部出口通过管线连接有第一电磁阀；

[0007] 所述立式气液分离器上安装有检测液位的液位计，还包括控制元件，控制元件接收液位计检测到的信号，分析处理后控制第一电磁阀的打开与闭合；控制元件接收气体流量计发出的信号并进行分析处理，来控制第三电磁阀的打开与闭合。

[0008] 控制元件是由液位检测控制模块和气体流量控制模块集合而成，所述液位检测控制模块一端与液位计连接，另一端与第一电磁阀连接；气体流量控制模块一端与气体流量计连接，另一端与第三电磁阀连接。

[0009] 所述控制元件还包括气体压力控制模块，所述气体流量计与立式气液分离器之间的管线上还设置有气体压力计，气体压力计与气体压力控制模块连接，气体压力控制模块还与第三电磁阀连接。

[0010] 所述立式气液分离器的下部出口通过管线还连接有第二电磁阀，所述第一电磁阀与第二电磁阀并联连接，控制元件控制第二电磁阀的打开和关闭。

[0011] 本发明的技术效果为：

[0012] 本发明所述的高压气液分离装置控制系统包括液位计、控制元件电磁阀、气体压力计、气体流量计，控制元件与液位计相连，以控制液体流量控制阀；同时控制元件与气体压力计和气体流量计相连，以控制气体流量控制阀门。通过控制，使得立式气液分离器上部液位在安全范围内上下浮动，始终有“水垫”，不使气流下冲，也不使液流上窜，达到气液分离的目的。

[0013] 本发明能解决高压气液混合体的分离技术难题，能实现工作时气体管线无液体返出，排液管线无气泡返出，气体去除率达到98%以上，承压强度达到35MPa，出口压力≤2MPa。

[0014] 以下将结合附图进行详细的说明。

附图说明

[0015] 图1为气液分离装置的控制系统的结构示意图。

[0016] 图中，附图标记为：1、立式气液分离器；2、气体压力计；3、气体流量计；4、液位计；5、控制元件；6、第一电磁阀；7、第二电磁阀；8、第三电磁阀。

具体实施方式

[0017] 实施例1：

[0018] 为了克服天然气混和压裂返排液及地层水等一起从井内喷出井口导致的浪费，本发明提供如图1所示的一种气液分离装置的控制系统，可以进行压裂返排液回收再利用或者天然气收集利用，控制系统使得分离罐内液位在安全范围内上下浮动，始终有“水垫”，不使气流下冲，也不使液流上窜，达到气液分离的目的。

[0019] 一种气液分离装置的控制系统，包括立式气液分离器1，所述立式气液分离器1上端出口通过管线连接有第三电磁阀8，第三电磁阀8与立式气液分离器1之间设置有气体流量计3；

[0020] 所述立式气液分离器1的下部出口通过管线连接有第一电磁阀6；

[0021] 所述立式气液分离器1上安装有检测液位的液位计4，还包括控制元件5，控制元件5接收液位计4检测到的信号，分析处理后控制第一电磁阀6的打开与闭合；控制元件5接收气体流量计3发出的信号并进行分析处理，来控制第三电磁阀8的打开与闭合。

[0022] 立式气液分离器1上安装有检测液位的液位计4，检测到的信号传输给控制元件5，控制元件5通过已检测到的信号控制第一电磁阀6的打开与闭合；控制元件5接收体流量计3和气体压力计2发出的信号并进行分析处理，来控制第三电磁阀8的打开与闭合。

[0023] 本实施例中采用的液位检测控制模块为深圳市酷达科技有限公司的FU—95S，气体流量控制模块是HORIBA集团公司的型号为SEC-N100 ，气体压力控制模块型号HORIBA集团公司的UR-Z700。

[0024] 控制元件5是由液位检测控制模块和气体流量控制模块集合而成，所述液位检测控制模块一端与液位计4连接，另一端与第一电磁阀6连接；气体流量控制模块一端与气体流量计3连接，另一端与第三电磁阀8连接。

[0025] 所述控制元件5还包括气体压力控制模块，所述气体流量计3与立式气液分离器1之间的管线上还设置有气体压力计2，气体压力计2与气体压力控制模块连接，气体压力控制模块还与第三电磁阀8连接。

[0026] 气体压力计2、气体流量计3发出信号给控制元件5，控制元件5将数据处理分析后，发出指令给第三号电磁阀8，并将结果显示在控制元件5上。

[0027] 液位计4检测立式气液分离器1内的液面高度，将信号传输给控制元件5，当液面最低接近A点时，打开控制第三电磁阀8的阀门，关闭第一电磁阀6和第二电磁阀7上设置的阀门，保证立式气液分离器有“水垫”；当液面最高接近C点时，第三电磁阀8的阀门向左旋转关小，或者开启并联的第二电磁阀7上的阀门通路，同时第一电磁阀6和第二电磁阀7上设置的阀门向右旋转开大，甚至全开，使得液面下降，若液位继续上升，则关闭第三电磁阀8从而迫使液面下降。

[0028] 正常有液、砂，有大排量气情况：此时气、液、固三相流进入旋流分离，气体上升进入气管线，根据气体流量计3所测气流量及井口回压的要求，由控制元件5电动驱动第三电磁阀8来调节气路上的阀门来控制井口回压。

[0029] 正常有液、砂，有大排量气情况：液固两相由于离心力和重力原因进入立式气液分离器下部。液位计4监测液体液位，当液位达到A位置时，通过控制元件5驱动电磁阀来开启液路上设置的阀门，保持液位在A线波动：液位向上时阀门向右旋转，开启“大”一点，液位向下时，第三电磁阀8关向左旋转，关闭“小”一点，始终保持罐内有“水垫”，隔离上部气体，不使其窜入其下的液路。此时，气量的增大，立式气液分离器的处理能力要高于标示处理量。

[0030] 气量不变或增大而液量也增大情况：当液位达到B点时，先行全部开启液路上设置的第一电磁阀6和第二电磁阀7，使液位回归且继续上升。

[0031] 气量减小，直至无气全部是液体情况：此装置气路由气体流量计3和气体压力计2来监控，气路的压力主要取决于对井口的回压，气量减小时，第三电磁阀8关紧以保持回压，到全部是液体时，气压亦为零，此时气路可关闭，并不影响液体回路。全部是液体时，液体通过旋流而沉集，液位达到A时，液路阀开启，调节情况如上。

[0032] 液量缓慢变小的情况：在液量小或变小时，气路无影响，它只受井口回压的影响而控制。开始工作时液量低于B线，第三电磁阀8不开启，工作过程中，液量低于B线，第三电磁阀8关“小”，迫使液位回升，若液位不能上升，第三电磁阀8就关闭，直至液位升过B线才又开启。液量突然变小的情况最危险的时候是：进口液量突然由2方/分钟下降为零，而此时第三电磁阀8却处于全开状态。此时由于液位下降导致阀关小，当液位下降到某一特定位置A时，控制元件5使气路的阀开启更大，使得液面的压力下降，这时液路的第一电磁阀6继续开启，液路阻力增大，液位下降速度变缓，足以使液路的阀彻底关闭而在液路中留有“水垫”。

[0033] 经过第三电磁阀8的气体进入输气管线，第一电磁阀6、第二电磁阀7中分离出的液体进入低压进一步的处理。

[0034] 通过控制，使得分离罐内液位在安全范围内上下浮动，始终有“水垫”，不使气流下冲，也不使液流上窜，达到气液分离的目的。

[0035] 实施例2：

[0036] 基于实施例1的基础上，所述立式气液分离器1的下部出口通过管线还连接有第二电磁阀7，所述第一电磁阀6与第二电磁阀7并联连接，控制元件5控制第二电磁阀7的打开和关闭。

[0037] 在气量不变或增大而液量也增大情况：当液位达到B点时，先行全部开启液路的阀，若第一电磁阀6全开仍不能使液位回归且继续上升，则开启并联的备用阀通路，可以采用第二电磁阀7来进行调节。若极端情况下，两阀开启，液位仍继续上升至C点，此时，控制器指挥气路执行阀关小直至关闭第三电磁阀8，调节气阀直至趋于关闭。

[0038] 气量减小，直至无气全部是液体情况：此装置气路由气体流量计3和气体压力计2来监控，气路的压力主要取决于对井口的回压，气量减小时，气路阀关紧以保持回压，到全部是液体时，气压亦为零，此时气路可关闭，并不影响液体回路。全部是液体时，液体通过旋流而沉集，液位达到A时，液路阀开启，调节情况如上。另还可在进入装置口上并联一条管线，在全部为液体时，走此条管线。

[0039] 液量（缓慢）变小的情况：在液量小或变小时，气路无影响，它只受井口回压的影响而控制。开始工作时液量低于B线，阀不开启，工作过程中，液量低于B线，旋转阀门关“小”，迫使液位回升，若液位不能上升，阀就关闭，直至液位升过B线才又开启。液量突然变小的情况最危险的时候是：进口液量突然由2方/分钟下降为零，而此时阀却处于全开状态。此时由于液位下降导致阀关小，当液位下降到某一特定位置A时，控制元件5使气路的阀开启更大，使得液面的压力下降，这时液路的阀继续下行，液路阻力增大，液位下降速度变缓，足以使液路的阀彻底关闭而在液路中留有“水垫”。

[0040] 可以进行压裂返排液回收再利用或者天然气收集利用，通过控制，对阀的左右调节，让阀打开的大小不同，使得分离罐内液位在安全范围内上下浮动，始终有“水垫”，不使气流下冲，也不使液流上窜，达到气液分离的目的。

[0041] 本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。