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气液分离器的设计标准及特点?

发布日期:2019-04-03   作者:分集水器   分享:

       液气分离器是气侵钻井液初级脱气的专用设备,是一种很好用的泥浆气体分离器,液气分离器按压力分常压和压力自控式两种。它能有效防止有害气体的侵蚀,保证人机安全生产。 当钻井液产生气侵时,其比重、粘度产生较大偏离,不能满足钻井要求;严重时若不及时处理将引起井涌、甚至发生井喷事故。液气分离器与电子点火装置联合使用可确保钻井过程的顺利进行。

      工作原理

液气分离器气侵钻井液从分离器进液口切线进入分离器内,顺内壁落在专门设计的一系列内挡板上,碰撞、增大暴露表面积,向下流动,造成紊流状态,使气体与钻井液 分离。游离气体 通过罐顶的气体出口排出,排气管长度由现场确定及配备,并引到安全处,而脱气后的钻井液排入循环罐。

     气液分离器功能方面的设计:

     由于系统要求企业分离器具有高效率的分离效果,首先需要从气液分离器功效方面根据企业分离器设计标准对外形和尺寸方面进行设计。我们使用一个型号为20B-04-30V型空皮带脱水机(脱水面积为22.08m2)所使用的气液分离器作为实例进行介绍。在此参数设计条件下真空泵抽气量为6800m3/h,滤液中所含说水量为363/h,气体压力约50000pa,气体温度为40℃,本气液分离器只要采用的是中立沉降和离心分离两种方式进行分离,根据气液分离器的设计标准,按照以下设计步骤进行:

   1.1分离直径的计算

   根据:D=0.0188(VGmax/ue)0.5

   式中:

   D-分离直径,m

  VGmax-气体大体积流量,m3/h;这里实例中的真空泵容量为6800m3/h

   ue-分离器中气体流速,m/s,这里通用分离器的气体流速为1m/s

   D=0.0188(6800/1)0.5=1.55m;取整D=1.6m,这样也符合标准封头的规定,气液分离器的上下两端采用国家标准的椭圆形封头;

   1.2分离器筒体的高度

   容积高度指气液分离器的圆柱体部分的高度,由于该高度受到停留时间,分离容积,上、下游设备的工艺要求等受许多因素影响。根据设计经验通常我们认为筒体高度H=1.5D=1.5*1.6=2.4m

   1.3接管直径

(1)入口接管

  两相入口接管的直径应符合如下要求:

   PGUP<1000Pa

   式中:

   UP-接管内流速,m/s;PG-气体密度,kg/m3

   由此导出

   Dp>3.34×10-3(VG=VL)0.5PG0.25

  式中

   VG,Ⅵ一分别为气体与夜体体积流量,m3/h
   Dp接管直径,m
   Dp>3.34×10-3(6800+30)0.52.070.25=3.34×10-3x826×121=0.333mDp=400mm
   (2)出口接管。气体出口接管直径,必须不小于所连接的管道直径。由于出口接管直径连接真空泵,真空泵入口直任N300,取出口直径为DN350
    2气液分离器压力容器方面的设计
    由于气液分离器按照全真空设计,根据GB150的规定,真空度大于0.02MPa的容器属于压力容器的范围,因此要按照GB150对气液分离器进行设计和校核,以下为按照GB150压力容器方面的计算设计过程
    2.1总论
    2.1.1容器的计算范围
   GB150标准管辖的容器,其范围是指壳体及与其连为整体的受压零部件,主要为以下内瑢:(1)筒体部分;(2)封头(3)开孔部分
    2.12材料。
    根据以前的设计经验和气液分离器使用要求,初步选择Q235A为气液分离器的材料,则ob=375MPa235MPa;材料的许用应力[o]t=113MPao
    2.13定义。
    压力:除注明者外,压力均指表压力
    设计压力:指设定的器顶部的至高压力,与相应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不低于工作压力
    计算压力:计算压力指在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静
    小于5%设计压力时,可忽略不计;
    计算压力:计算压力指在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静
    小于5%设计压力时,可忽不计
    试验压力:试验压力指在庄力试验时,容器师部的压力
     气液分离器的工作特点
     1、 气液分离器采用底部排液排污来控制工作液面高低,以保证分离器内液位恒定,同时解决了罐内积砂问题;2、 气液分离器罐内设有气体分离专用通道,气体排空通畅,提高了气体的处理效果;3、 气液分离器采用离心分离、物理冲击分离、真空分离等多项分离技术相结合,确保了气体分离效果;4、 气液分离器供液管各弯角处均安装有缓冲装置并加装了可更换耐冲击挡板,可根据磨损情况进行定期检查更换,延长了设备的使用寿命;5、 气液分离器防硫型液气分离器整体采用特种材料进行制造和处理,可完全防止气体中的硫化氢气体对设备的损坏。

 

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