專利名稱：分離器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從液流中分離氣體的分離器組件。在一個實施例中，所述分離器組件以火炬槽(flare tank)的形式出現(xiàn),其包括至少一個除氣器(degasser),所述除氣器具有以下降的速度將所述液流引入所述除氣器的容器的液流入口(并且可選地包括除氣壓力釋放系統(tǒng)和非-氣態(tài)組分過濾器)；具有沉降隔間(settling compartment)和吸入隔間(suction compartment)的槽；和用于點燃離開所述除氣器的氣體的火炬(flare)。
背景技術(shù)：
火炬槽典型用于(但是不限制于)鉆井(well drilling)和維修操作(serviceoperations),并且更可能使用在易燃氣體返回表面處?；鹁娌鄣湫褪蔷o湊結(jié)構(gòu)因為其被設(shè)計為通過公路運輸從一個位置移動至另一位置。現(xiàn)有的火炬槽的設(shè)計提供與澳大利亞鉆井實踐不同的操作，其具有更高體積的液流回轉(zhuǎn)(return)，包括地層液體、壓裂砂和其他固體、氣體和空氣的組合在井維修操作期間回轉(zhuǎn)至表面。在所述鉆井操作之后進行井維修。所述維修操作使用壓縮空氣，其用于迫使所述液體和固體回轉(zhuǎn)至表面從而清潔所述井。回轉(zhuǎn)的速度是變化的并且難以控制。伴隨著高速度回轉(zhuǎn)的高體積不利地影響普通火炬槽的成功操作。這能夠通過迫使液體流出火炬架替代通過除氣器的底部排出或通過在所述除氣器底部排出液封而發(fā)生。其他不利的影響是所述除氣器的過早磨損和過度壓力下的機械損害。高體積的固體回轉(zhuǎn)包括也能夠在所述除氣器內(nèi)聚集的壓裂砂因此不利地影響其操作。典型的火炬槽的單一撞擊分離器(singular impingement separator),通常認(rèn)為是除氣器，安裝在通常已知的火炬槽內(nèi)部。其他通常的名稱包括回流槽(flow back tank)和火炬坑(flare pit)。所述火炬槽用于收集從所述除氣器排出的液體和夾帶的固體，其然后能夠被回收利用或丟棄。所述除氣器通過流動線路，典型指排屑線路(blooie line),從井獲得流入物(即液流)。所述排屑線路典型是150毫米的公稱口徑管道并且通過四通管(mud cross)與油或氣體井連接。所述排屑線路典型直接進入孔徑不變的除氣器的分離容器；進入所述除氣器的液體高速流動穿過所述除氣容器的空間并且沖擊撞擊板。所述除氣器容器還典型地接受典型地來自于節(jié)流管匯和典型地為100毫米的公稱口徑的兩個額外的小直徑流入。在常見的澳大利亞鉆井維修技術(shù)操作期間，如上描述的典型的火炬槽的限制是突發(fā)高流量氣體(主要是空氣)發(fā)生并且通過典型除氣器容器的頂部和底部的兩個開口迫使液體在空氣流中被捕獲并且存儲在所述火焰槽中。典型的除氣器首先設(shè)計為從油或氣體井回轉(zhuǎn)以恒定流量工作，并且所述流量或者典型地通過節(jié)流閥控制，或者通過泥泵的最大流速控制。發(fā)明概述發(fā)明人設(shè)計了用于從液流的其他非-氣態(tài)組分中分離氣體的分離器組件，例如井回轉(zhuǎn)。然而，可以理解所述分離器組件的使用并不局限于鉆井和維修操作。發(fā)明人還設(shè)計了能夠最少化一個或多個上述缺點的分離器組件。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于從液流的非-氣態(tài)組分中分離氣體的分離器組件，所述組件包括除氣器所述除氣器包括容器；用于將所述液流引入所述容器的液流入口 ；位于所述容器下端的液流的非-氣態(tài)組分的出口 ；和位于所述容器上端的氣體出口。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于從液流的非-氣態(tài)組分中分離氣體的分離器組件，所述組件包括除氣器所述除氣器包括容器；可與液流線路連接的液流入口，其用于從所述液流線路將所述液流以降低的速度(相對于在所述液流線路中的液流的速度)引入所述容器內(nèi)；位于所述容器下端的液流的非-氣態(tài)組分的出口 ；和位于所述容器上端的氣體出口。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于從液流的非-氣態(tài)組分中分離氣體的分離器組件，所述組件包括除氣器所述除氣器包括容器；用于將所述液流引入所述容器的液流入口 ；位于所述容器下端的液流的非-氣態(tài)組分的出口 ；位于所述容器上端的氣體出口 ；和壓力釋放系統(tǒng)，當(dāng)所述容器內(nèi)的氣壓超過預(yù)定壓力時，其用于排出氣體。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種用于從液流的非-氣態(tài)組分中分離氣體的分離器組件，所述組件包括除氣器所述除氣器包括容器；用于將所述液流引入所述容器的液流入口 ；位于所述容器下端的液流的非-氣態(tài)組分的出口 ；位于所述容器上端的氣體出口 ；和至少一個過濾器，用于過濾出夾帶在所述氣體中的非-氣態(tài)組分，使得其不能通過所述氣體出口逃逸。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種用于從液流的非-氣態(tài)組分中分離氣體的分離器組件，所述組件包括除氣器所述除氣器包括容器；用于將所述液流引入所述容器的液流入口，其中，所述液流入口相對于所述容器是可延長和縮短的；位于所述容器下端的所述液流的非-氣態(tài)組分的出口 ；和
位于所述容器上端的氣體出口。限定在所述第一至第五方面的本發(fā)明的特征的細節(jié)描述如下。發(fā)明具體描述所述除氣器能夠是任何合適的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)，能夠以任何合適的材料或物料制成。所述除氣器能夠以任何合適的方式從所述液流的非-氣態(tài)組分(包括泥、砂和液體)中分離氣體。例如，所述除氣器是撞擊分離器。例如，非-氣態(tài)組分能夠通過重力分離和/或離心運動從氣體分離。所述除氣器可以是一體分離器。所述除氣器可以是開底式垂直泥氣體分離器并且非-氣態(tài)組分出口能夠通過液體密封被密封。所述容器能夠垂直地(例如垂直分離器)或水平地延伸。優(yōu)選地，所述容器是圓柱狀并且垂直定向，并且其具有足夠大的直徑使得能夠處理大體積流量。非-氣態(tài)組分出口能夠是任何合適的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，非-氣態(tài)組分出口是在所述容器的所述下端的開口。在另一實施例中，非-氣態(tài)組分出口是從所述容器延伸出來的管道或接口(port)。所述氣體出口能夠是任何合適的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，所述氣體出口是在所述容器的上端的開口。在另一實施例中，所述氣體出口是從所述容器延伸出來的管道或接口。如果所述除氣器是撞擊分離器，所述除氣器進一步包括位于所述容器內(nèi)的一個或多個撞擊板或擋板，其用于影響氣體從非-氣態(tài)組分的分離，因為這些朝向所述容器的下端運動。如果利用離心運動，所述除氣器包括用于在所述容器的下端破壞所述非-氣態(tài)(液體)組分旋流的一個或多個擋板。所述除氣器能夠包括內(nèi)部擋板，其設(shè)計為改變下落到所述容器下端的液體和固體的方向。所述除氣器能夠包括可替代的在所述容器上使用定位器保持在適當(dāng)?shù)奈恢玫淖矒舭?。所述除氣器能夠包括位于所述容器的下端并且成角度的固體斜槽(chute )以引導(dǎo)固體從所述非-氣態(tài)組分出口離開。所述除氣器包括沖刷系統(tǒng)，所述沖刷系統(tǒng)位于所述容器的下方區(qū)域，其能夠與(但是不局限于)所述固體斜槽聯(lián)合使用。所述沖刷系統(tǒng)包括至少一個任何合適的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)的噴嘴，用于迫使固體離開所述除氣器的關(guān)鍵區(qū)域。所述除氣器包括壓力釋放系統(tǒng)，當(dāng)在所述容器內(nèi)的氣壓超過預(yù)定壓力時，所述壓力釋放系統(tǒng)用于排出氣體。所述壓力釋放系統(tǒng)能夠是任何合適的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)，并且能夠由任何合適的材料或物料構(gòu)成。所述壓力釋放系統(tǒng)能夠以至少一個閥、通風(fēng)孔或折板(flap)的形式出現(xiàn)。通風(fēng)孔或折板能夠鉸接到所述容器，并且所述通風(fēng)孔或折板能夠在開啟的氣體-釋放位置(當(dāng)在所述容器內(nèi)的所述氣壓超過預(yù)定壓力時)和關(guān)閉的容器-密封位置(當(dāng)所述容器在不超過壓力下時)之間移動。這樣的通風(fēng)孔或折板由于重力優(yōu)選地移動至關(guān)閉位置。在另一實施例中，所述壓力釋放系統(tǒng)能夠包括從火炬或潛在的點燃源頭的安全距離處釋放排出氣體的通風(fēng)管道，或者用于輸送排出的氣體至第二除氣器的通風(fēng)管道。所述分離器組件能夠包括用于點燃通過所述氣體出口逃逸的氣體的火炬。所述火炬能夠是任何合適的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)，并且能夠由任何合適的材料或物料構(gòu)成。所述火炬包括火炬架和與所述火炬架相關(guān)聯(lián)的引燃火焰/線路。在一個實施例中，所述火炬架以保護罩的形式出現(xiàn)，所述保護罩在所述容器周圍延伸并且從所述氣體出口向上延伸，并且所述引燃火焰位于所述保護罩內(nèi)部。在另一實施例中，所述火炬架以管道的形式出現(xiàn)，所述管道密封地從所述氣體出口延伸出來，并且所述引燃火焰位于遠離所述容器的所述管道的端部，使得從所述容器而不是通過所述管道逃逸的任何氣體不會被點燃。所述除氣器包括一個或多個過濾器(沖刷器)，其用于過濾出夾帶在所述氣體中的任何非-氣態(tài)組分(包括液體和粒子)，使得它們不能通過所述氣體出口逃逸。所述過濾器能夠是任何合適的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)，并且能夠由任何合適的材料或物料構(gòu)成。例如，所述過濾器延伸穿過所述容器上端，所述容器上端與所述氣體出口、壓力釋放系統(tǒng)和/或火炬相鄰。合適的過濾器/沖刷器的一個示例是加強銅絲網(wǎng)狀物(例如100毫米厚)。所述液流入口在所述液流進入所述容器之前降低其速度，所述液流入口能夠是任何合適的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)。其能夠與所述容器和液流線路以任何合適的方式連接-例如，焊接、螺栓連接、夾合(clamping)、螺紋連接或其它合適的連接布置。在所述液流進入所述容器之前降低其速度能夠以任何合適的方式完成。典型地這會涉及相比于所述液流線路(排屑線路)具有更大直徑或橫截面區(qū)域的所述液流入口，或相比于所述液流入口的上游(入口)端所述液流的下游(出口)端具有更大直徑或橫截面區(qū)域。改變至更大的直徑/橫截面區(qū)域?qū)?dǎo)致所述液流速度減至合適的流速。在整個任何給定的所述液流入口的長度，直徑或橫截面區(qū)域的改變可以是突變的或漸變的。所述直徑/橫截面區(qū)域可以是正方形、圓形、類橢圓形、橢圓形或合適的任何其它形狀。所述液流入口相對于所述容器能夠延長和縮短，使得當(dāng)連接至所述液流線路時提供更大的可移動性。所述液流入口可以是一體結(jié)構(gòu)或能夠包括兩個或多個連接的或可連接的管道(管狀)部件。所述液流入口的長度能夠調(diào)節(jié)。如果有兩個或多個管道(管狀)部件，這些部件能夠以任何合適的方式連接在一起。每個管道部件可以具有不同的直徑。一個或多個管道部件能夠是漸縮的使得能夠提供逐漸改變的直徑。如果需要，所述管道部件的兩個或多個能夠伸縮使得所述入口的整個長度在連接到液流線路之前或之后能夠調(diào)整。在一個實施例中，所述液流入口能夠以接口或連接器形式出現(xiàn)，其從所述容器延伸出來用于或者直接或者通過適配器連接至所述液流線路。即，具有例如150毫米直徑的液流線路能夠直接地連接到所述接口或連接器。具有小于所述接口或連接器的直徑的液流線路能夠通過直徑漸增的適配器連接到所述接口或連接器。在示例中，液流線路與適配器相配合以提供相對于所述線路的剩余部放大的直徑，所述適配器能夠形成所述液流入口的一部分。在實踐中，即，這可能涉及連接到150毫米直徑的適配器的液流線路。所述液流入口能夠以任何合適的方式將所述液流注入(feed)所述容器，但是優(yōu)選地所述液流入口將所述液流切向地注入所述容器，使得離心力將氣體從所述液流的非-氣態(tài)組分中分離。在一個實施例中，所述液流入口包括能夠連接至液流線路(排屑線路)的流入端和相比所述液流流入端具有更大直徑/更大橫截面區(qū)域的流出端。所述橫截面區(qū)域可以是正方形、圓形、類橢圓形、橢圓形或任何其他合適的形狀。所述流入端的所述橫截面區(qū)域的形狀能夠與所述流出端的所述橫截面區(qū)域的形狀不同。這樣，當(dāng)所述液流從所述流入端移動至所述流出端，其速度減小，因此最終減小了作用于所述容器和撞擊板上的沖擊。所述流出端將所述液流切向地注入所述容器，使得離心力將氣體從所述液流的所述非-氣態(tài)組分中分離，從而當(dāng)氣體通過所述氣體出口從所述容器逃逸時，所述非-氣態(tài)組分通過重力下落至所述容器下端的非-氣態(tài)組分出口上。所述流出端能夠通過焊接、螺栓連接、夾合或其它合適的固定布置連接至所述容器。所述流入端以任何合適的方式連接到所述液流線路(排屑線路)。所述流入端能夠通過焊接、螺栓連接、夾合或其它合適的固定布置連接至所述液流線路。如果需要，所述流入端包括至少一個伸縮適配管道，其相對于所述液流入口的剩余部能夠延長或縮短，使得當(dāng)其連接至所述液流線路時，能夠提供更大的可移動性。所述入口端能夠被設(shè)計為連接至所述液流線路而不是沿著共用的中心縱軸。例如，所述液流線路能夠以相對于所述流入端的中心縱軸大約七度的角度在所述流入端內(nèi)延伸。典型地，所述液流線路是六英寸公稱口徑排屑線路。在另一實施例中，所述液流入口包括(I)管道、管或其他類型的容器連接器或接口，和(2)在其流入端的至少一個直徑漸小的適配器用于連接到更小直徑的液流線路。所述管道或管或其他類型的容器連接器的流出端能夠切向地將所述液流注入所述容器。在這個實施例中，管道或其他類型的容器連接器或接口不需具有不同直徑/橫截面區(qū)域的流入端和流出端。很重要的是所述流出端相比于所述液流線路的直徑具有更大直徑/橫截面區(qū)域，使得所述液流的速度在其進入所述容器之前減小。所述分離器組件進一步包括適于包含液體的槽和所述容器下端能夠位于所述槽內(nèi)，使得非-氣態(tài)組分出口能夠以液體密封并使得所述容器內(nèi)的氣體通過所述氣體出口逃離所述容器。所述槽能夠是任何合適的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)，并且能夠以任何合適的材料或物料制成。所述槽包括一個或多個隔間，例如所述容器下端位于其內(nèi)的沉降隔間，和從所述沉降隔間(在其內(nèi)粒子一定程度上分散)收集凈化液體的吸入隔間。所述槽具有計量V-堰(metering v-weir)用于將液體從所述沉降隔間傳送至所述吸入隔間。所述吸入隔間具有吸入口，其用于將液體從所述吸入隔間移除。所述分離器組件包括框架和/或滑道，其用于支承所述組件的槽和其他部分和/或用于通過公路或鐵路運輸所述組件。所述框架或滑道能夠具有用于吊車或起重機的起重裝置。所述框架或滑道具有安全欄桿、平臺等等。所述分離器組件能夠包括多于一個的除氣器，在一種情況下所述除氣器能夠互相串聯(lián)。所述除氣器彼此相似并且以相似的方式或不同的方式操作。每個所述除氣器能夠在槽的沉降隔間內(nèi)延伸。第一(主要)除氣器的氣體出口能夠延伸至第二 (輔助)除氣器。所述主要除氣器的氣體出口是任何合適長度和橫截面的管道或管，并且能夠切向地將所述氣流/液流注入所述輔助除氣器的容器。所述主要除氣器具有位于所述主要除氣器的氣體出口上方的壓力釋放系統(tǒng)。所述主要除氣器具有或不具有非-氣態(tài)組分過濾器?？蛇x地或附加地，主要除氣器的壓力釋放系統(tǒng)的通風(fēng)管道(vent pipe)延伸至輔助除氣器的容器。所述輔助除氣器的通風(fēng)管道是任何合適長度和橫截面的管道或管。所述分離器組件可以以火炬槽的形式出現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種用于分離和點燃來自于液流的非-氣態(tài)組分的氣體的火炬槽，所述火炬槽包括至少一個除氣器，所述除氣器具有液流入口，其用于以降低的速度將所述液流引入所述除氣器的容器，并且可選地包括除氣壓力釋放系統(tǒng)和非-氣態(tài)組分過濾器；槽，所述槽具有沉降隔間和吸入隔間；和用于點燃離開所述除氣器的空氣的火炬。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種用于分離和點燃來自于液流的非-氣態(tài)組分的氣體的火炬槽，所述火炬槽包括至少一個除氣器，所述除氣器具有能夠連接至液流線路的液流入口，其用于相對于在所述液流線路內(nèi)的所述液流的速度而言以降低的速度將來自于所述液流線路的液流引入所述容器，并且可選地包括除氣器氣壓釋放系統(tǒng)和非-氣態(tài)組分過濾器；槽，所述槽具有沉降隔間和吸入隔間；和用于點燃離開所述除氣器的空氣的火炬。根據(jù)第六和第七方面的火炬槽具有關(guān)于第一至第五方面上述描述的一個或多個特征?，F(xiàn)在通過示例，并參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選的實施例。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的分離器組件的立體圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的與圖1中組件相似的分離器組件(火炬槽)的立體圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的與圖1中組件相似的分離器組件(火炬槽)的立體圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的與圖3中組件相似的分離器組件(火炬槽)的立體圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的分離器組件(火炬槽)的立體圖。圖6是圖5中示出的分離器組件的部分截面圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的分離器組件(火炬槽)的立體圖。圖8是圖7中示出的分離器組件的部分截面圖。
具體實施例方式在附圖中相同的附圖標(biāo)記代表相同的特征。首先參考圖1，示出了將氣體從液流中的非-氣態(tài)組分中分離出來的分離器組件Ia (井回程)。所述分離器組件Ia包括滑道/框架2、槽3和除氣器4。所述滑道/框架2使得所述組件Ia能夠通過鐵路或公路提升和運輸。提升固定裝置20位于所述滑道/框架2的每個拐角。所述槽3由所述滑道/框架2支承，并且包括沉降隔間30和吸入隔間31。所述隔間30，31具有共用壁，所述壁具有計量V-堰32使得液體能夠從所述沉降隔間30流動至所述吸入隔間31。所述吸入隔間31具有吸入口 33，通過所述吸入口 33液體能夠被移除/吸出。
所述除氣器4是包括圓柱狀容器40的撞擊分離器，用于將液流以快速下降的速度引入所述容器40的液流入口 41，位于所述容器40下端的非-氣態(tài)組分出口 42，位于所述容器40上端的氣體出口 43，和延伸穿過所述容器40上端的過濾器44。所述容器40具有約為2200毫米的直徑和約6. 3立方米的體積。所述容器40的所述下端在所述沉降隔間30內(nèi)延伸。所述非-氣態(tài)組分出口 42是在所述容器40下端的開口并且當(dāng)所述沉降隔間30包含液體時是有效地密封的。當(dāng)密封有液體時，在所述容器40內(nèi)的任何氣體通過所述氣體出口 43從所述容器40逃逸。所述氣體出口 43對應(yīng)于所述圓柱狀容器40上端的開口，并且位于所述液流入口41的上方。所述過濾器/洗滌器44 (加強銅絲網(wǎng)狀物)延伸穿過所述容器40的上端，并且能夠捕獲在所述逃逸氣體中夾帶的所述液流的非-氣態(tài)組分(包括液體和粒子)。盡管未示出，所述除氣器4還包括在所述容器40內(nèi)的撞擊板和用于破壞在所述容器40下端的非-氣態(tài)組分旋流的擋板(未示出)。如上所述，所述液流入口 41在所述液流進入所述容器40之前降低了其速度。所述液流入口 41包括與液流線路10 (排屑線路10)連接的流入端400和相比于所述流入端400具有更大直徑/更大橫截面區(qū)域的流出端401。以此種方式，當(dāng)液流從所述流入端400向所述流出端401流動，其速度減小，因此最終減小了作用于所述容器40和其撞擊板上的沖擊力。所述流出端401將所述液流切向地引入所述容器40使得離心力將所述氣體從所述液流的所述非-氣態(tài)組分中分離，從而當(dāng)氣體通過所述氣體出口 43從所述容器40逃逸時，所述非-氣態(tài)組分由于重力的作用而下落到所述非-氣態(tài)組分出口 42。如圖1所示，所述液流入口 41包括具有大直徑/橫截面區(qū)域的第一管道402，具有減小的直徑/橫截面區(qū)域的第二管道403，和與排屑管路10連接的第三伸縮適配管道404。所述第一管道402提供有所述流出端401并且焊接至所述容器40。所述流入端400由所述第二管道403和第三管道404提供。所述第一管道402的凸緣端405與所述第二管道403的凸緣端406連接。所述第三伸縮適配管道404具有在所述第二管道403內(nèi)延伸的第一端和與排屑管路10連接的第二端。所述第一端通過接頭407在所述第二管道403內(nèi)保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。所述第三伸縮適配管道404的所述第二端也通過接頭408與所述排屑管路10連接。所述接頭408使得所述排屑管路10能夠相對于所述第三伸縮適配管道404的中心縱軸成大約七度(偏移)連接。在使用中，來自井(井回程)的液流從所述液流入口 41內(nèi)的所述排屑管路10流入所述容器40。由于所述液流入口 41的增加的直徑/橫截面區(qū)域，所述液流以快速下降的速度(相對于其在所述排屑管路10內(nèi)的速度)切向地進入所述容器40，并且在所述容器40內(nèi)以螺旋運動方式流動。由于離心力，所述非-氣態(tài)組分(即液體和夾帶的粒子)向下螺旋直到通過所述非-氣態(tài)組分出口 42離開進入所述槽3的所述沉降隔間30。從液流分離的氣體穿過位于所述容器40上端的所述非-氣態(tài)組分過濾器44，并且進一步通過所述氣體出口43。固體沉降在所述沉降隔間30的底部同時凈化的液體通過所述計量V-堰32流入所述吸入隔間31。然后液體通過所述吸入點33從所述吸入隔間31泵出。
現(xiàn)在參考圖2，示出了分離器組件lb，其類似于圖1所示的分離器組件la，除其進一步包括火炬5b。所述火炬5b用于點燃從所述液流分離的易燃氣體。所述火炬5b包括以保護罩50形式出現(xiàn)的火炬架50，其在周圍延伸并且從所述容器40向上延伸。所述火炬架50通過徑向支承件(stays)51支承在所述容器40的頂部,所述徑向支承件在所述火炬架50的壁之間延伸。所述火炬5b進一步包括在所述保護罩50內(nèi)的在中心延伸的引燃火焰52，并且所述引燃火焰52由所述徑向支承件51支承。所述引燃火焰52通過所述保護罩50保護其不受風(fēng)的影響?，F(xiàn)在參考圖3，示出了分離器組件lc，其類似于圖2所示的分離器組件lb，除其進一步包括不同類型的火炬5c。在這個示例中，所述火炬5c包括火炬架53，所述火炬架53包括從所述容器40的上端延伸出來的凸緣管道53。所述除氣器4的徑向橫檔(crosspiece)45延伸穿過所述容器40的上端并且所述氣體出口 43c從所述徑向橫檔45中心延伸出來。所述火炬架管道53的凸緣端連接至所述氣體出口 43c的凸緣端。所述火炬5c進一步包括沿著所述火炬架管道53延伸的引燃火焰/線路56。圖3中的分離器組件Ic與圖1和圖2的組件la，lb不同之處還在于其除氣器4具有壓力釋放系統(tǒng)60，當(dāng)在所述容器40內(nèi)的氣壓超過預(yù)定壓力時，所述壓力釋放系統(tǒng)60用于排出氣體。所述壓力釋放系統(tǒng)60是以鉸接至所述徑向橫檔45的各個縱向側(cè)的一對通風(fēng)孔(vent) 61,62的形式存在。每個通風(fēng)孔61，62能夠在開啟的氣體-釋放位置(如圖所示)和關(guān)閉的容器-密封位置(當(dāng)所述容器不再處于過壓狀態(tài)時)之間移動。每個通風(fēng)孔61，62由于重力作用移動至所述關(guān)閉位置。在操作期間，所述氣流是恒定的，所述高流動壓力通風(fēng)孔61，62保持關(guān)閉并且所有氣體通過所述火炬架53強制排出。然后排出的氣體由引燃火焰56點燃。在操作期間，當(dāng)所述氣流過多時，所述高流動壓力釋放通風(fēng)孔61，62開啟(如示出)從而將多余的氣體釋放至大氣中?，F(xiàn)在參考圖4，示出了分離器組件ld，其類似于圖3所示的分離器組件lc，除其進一步包括不同類型的火炬5d。所述火炬5d包括火炬架53和引燃火焰/線路56。所述火炬架53包括凸緣直立管道53，其通過凸緣轉(zhuǎn)移管道55連接至所述氣體出口 43d的凸緣端。即，所述轉(zhuǎn)移管道55輸送氣體至所述火炬架53的直立管道53以通過所述引燃火焰56點燃氣體。所述火炬5d包括T-形結(jié)構(gòu)支承件58，其延伸穿過所述吸入隔間31并且進一步延伸至所述火炬架53。在操作期間，所述氣流是恒定的，所述高流動壓力通風(fēng)孔61，62保持關(guān)閉并且所有氣體通過所述火炬架53強制排出。然后排出的氣體由引燃火焰56點燃。在操作期間，當(dāng)所述氣流過多時，所述高流動壓力釋放通風(fēng)孔61，62開啟(如示出)從而將多余的氣體釋放至距離所述引燃火焰56安全處的大氣中?，F(xiàn)在參考圖5和圖6，示出了分離器組件le，其類似于圖3和圖4所示的分離器組件lc，Id,除其進一步包括輔助除氣器7。圖5和圖6中的所述組件Ie的主要除氣器4e如其他所描述的除氣器40a_40d相似，除所述容器40e的上方區(qū)域420具有比所述容器40e的下方區(qū)域421更小的直徑。所述容器40e的上方區(qū)域420具有圓形側(cè)壁，從所述圓形側(cè)壁延伸出氣體出口 43e。所述上方區(qū)域420的頂部帶有凸緣并且與壓力釋放系統(tǒng)65連接。所述壓力釋放系統(tǒng)65包括凸緣管道66，其上鉸接有通風(fēng)蓋67，所述通風(fēng)蓋67能夠克服重力移動(抬起)至開啟的氣體-通風(fēng)位置。所述主要除氣器4e的所述氣體出口 43e是箱形-截面管43e，其將氣體/液流輸送至所述輔助除氣器7的容器70內(nèi)，所述輔助除氣器7的位置以數(shù)字71標(biāo)明。所述輔助除氣器7與所述主要除氣器4e功能相似，其具有位于沉降隔間30內(nèi)的下部容器70端部，并且所述下端具有非-氣態(tài)組分出口 42。所述輔助除氣器7具有從所述容器70的頂壁向上延伸的氣體出口 72。所述分離器組件Ie包括火炬5e，所述火炬5e包括火炬架53和引燃火焰56。所述火炬架53包括具有凸緣端的直立管道53，其與所述輔助除氣器7的所述氣體出口 72的凸緣端連接。所述火炬架53將氣體從所述輔助除氣器7的所述容器70傳輸至所述引燃火焰56。在使用中，還可包括液流中夾帶的非-氣態(tài)組分的氣體，該氣體在所述主要除氣器4e中不能被成功地分離，而通過所述氣體出口 43e排出至所述輔助除氣器7。所述氣體出口管43e切向地連接至所述容器420的上部區(qū)域，并且切向地連接至所述輔助除氣器容器70 (在數(shù)字71處)。進入所述輔助除氣器7的氣體按照與所述主要除氣器4e相同的程序被分離。排出氣體通過位于所述輔助除氣器7頂部的火炬架53逃逸，在該處其被引燃火焰56點燃。在超出所述輔助除氣器7的容量的操作期間時能夠出現(xiàn)瞬時高流量。超出的流量通過高流量壓力通風(fēng)孔65釋放。所述高流量壓力通風(fēng)孔65的所述通風(fēng)蓋67被鉸接使得一旦所述流量減少其能夠自 動關(guān)閉，重新回到在所述凸緣管道66頂上的其常閉位置(如圖5中所示)。當(dāng)串聯(lián)使用時，過濾器44仍然能夠使用但是其不是必需的。在常規(guī)相對低流量下所述主要除氣器4e不在其最有效的工作范圍。為了克服所述低效率所述主要除氣器4e的流出量流入輔助除氣器7。所述主要除氣器4e適合上述描述的在所述過濾器44之上的高流動壓力釋放通風(fēng)孔65相配合。在高流量瞬間所述主要除氣器4e在其最有效區(qū)域內(nèi)工作因此有效地從所述氣體中分離非-氣態(tài)組分，允許基本上凈化的氣體通過所述高流動通風(fēng)孔67逃逸?，F(xiàn)在參考圖7和圖8，示出了分離器組件lf，其類似于如圖3的所述分離器組件Ic,除其包括改良的除氣器4f。所述除氣器4f是撞擊分離器，其包括具有密封的上端的圓柱狀容器40f、用于將液流以減小的速度引入所述容器40f的液流入口 41f、位于所述容器40f下端的非-氣態(tài)組分出口 42f和位于所述容器40f的上部密封端的氣體出口 43f。所述容器40f的下端在所述槽3的沉降隔間30f內(nèi)延伸。所述非-氣態(tài)組分出口42f是在所述容器40f的下端的開口，當(dāng)所述沉降隔間30f包含液體時是有效密封的。當(dāng)密封有液體時，在所述容器40f內(nèi)的任何氣體通過所述氣體出口 43f從所述容器40f逃逸。所述液流入口 41f 在所述液流進入所述容器40f之前降低了其速度。所述液流入口 41f包括與排屑線路10連接的流入端400f和相比于所述流入端400f具有更大直徑/更大橫截面區(qū)域的流出端401f。以此種方式，當(dāng)液流從所述流入端400f向所述流出端401f流動，其速度減小，因此最終減小了作用在所述容器40f上的沖擊力。所述液流入口 41f 包括具有大直徑/橫截面區(qū)域的第一管道402f、具有減小的直徑/橫截面區(qū)域的第二管道403f和能夠連接到排屑管路10的第三伸縮適配管道404f。所述第一管道402f提供有所述流出端401f并且焊接至所述容器40f。所述流入端400f由所述第二管道403f和第三管道404f提供。所述第一管道402f的凸緣端405f與所述第二管道403f的凸緣端406f連接。所述第三伸縮適配管道404f具有在所述第二管道403f內(nèi)延伸的第一端和與排屑管路10連接的第二端。所述第一端通過接頭407f 在所述第二管道403f內(nèi)保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。所述第三伸縮適配管道404f的第二端通過接頭408f也與所述排屑管路10連接。如圖8所示，所述除氣器4f包括在所述容器40f內(nèi)的撞擊板90。所述撞擊板90是可移動的并且通過所述容器40f的壁和固定支架91保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｋ鲎矒舭?0能夠通過移動所述容器40f的凸緣上端截面92被使用。所述除氣器4f包括固體斜道93和從所述容器40f延伸出來的在所述固體斜道93和所述撞擊板90之間的一對擋板94，95。所述固體斜道93呈一定角度使得固體和液體從所述擋板94，95向下行進，并且通過開口 42f離開所述容器40f，并且進一步進入所述沉降隔間30f。所述除氣器4f還包括沖刷系統(tǒng)。包括噴嘴100的沖刷系統(tǒng)被定位使得通過噴嘴100泵出的液體促使任何通過所述開口 42f在固體斜槽93捕獲的固體進入所述沉降隔間30f。所述沖刷系統(tǒng)通過供給線路102由泵101提供液體。所述泵101能夠通過吸入線路103重復(fù)使用來自所述槽3的液體或使用來自于另外源頭的液體。在所述沉降隔間30f中收集的固體能夠使用所述泵101和彈性吸入截面105或其他抽吸方法被泵走。
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所述實施例通過減小所述液流速度來提供高固體含量和高流量回轉(zhuǎn)，允許所述撞擊板90的復(fù)位，通過所述固體斜槽93的設(shè)計和通過結(jié)合所述沖刷系統(tǒng)引導(dǎo)固體離開所述除氣器4f的下端，以移出在所述容器40f內(nèi)留存的任何固體。同時上述也通過本發(fā)明說明性的示例給出，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所述寬的范圍和此處列出本發(fā)明的范圍下也可以做出任何改進或變化。術(shù)語“包括(comprise)”和所述術(shù)語的變化例如“包含(comprises)”或“組成(comprising)”在此處使用用于表示確定整體的內(nèi)含物或確定整體但是沒有排除任何其他整體或任何其他全部整體，除非上下文或所述術(shù)語的專有解釋是必須的。
權(quán)利要求
1.一種分離器組件，其用于從液流的非-氣態(tài)組分中分離氣體，所述組件包括除氣器 所述除氣器包括 容器； 液流入口，其用于將所述液流引入所述容器； 所述液流的非-氣態(tài)組分出口，其位于所述容器的下端；和 氣體出口，其位于所述容器的上端。
2.如權(quán)利要求1所述的分離器組件，其中，所述除氣器是開底式垂直撞擊分離器，和所述非-氣態(tài)組分的出口通過液封被密封。
3.如權(quán)利要求1或2所述的分離器組件，其中，所述液流入口能夠連接至液流線路，以用相對于所述液流線路內(nèi)的所述液流的速度以降低的速度將所述液流從所述液流線路引入所述容器。
4.如權(quán)利要求3所述的分離器組件，其中，所述液流入口相比于所述液流線路具有更大的直徑或橫截面區(qū)域。
5.如前述任一項權(quán)利要求所述的分離器組件，其中，所述液流入口相對于所述容器能夠延長和縮短。
6.如前述任一項權(quán)利要求所述的分離器組件，其中，所述液流入口切向地將所述液流注入所述容器。
7.如前述任一項權(quán)利要求所述的分離器組件，其中，所述除氣器包括壓力釋放系統(tǒng)，當(dāng)在所述容器內(nèi)的氣壓超過預(yù)定壓力時，所述壓力釋放系統(tǒng)用于排出氣體。
8.如權(quán)利要求7所述的分離器組件，其中，所述壓力釋放系統(tǒng)以鉸接至所述容器的通風(fēng)孔或折板的形式出現(xiàn)，并且所述通風(fēng)孔或折板能夠在開啟的氣體-釋放位置和關(guān)閉的容器-密封位置之間移動。
9.如前述任一項權(quán)利要求所述的分離器組件，進一步包括用于點燃通過所述氣體出口逃逸的氣體的火炬。
10.如權(quán)利要求9所述的分離器組件，其中，所述火炬架以保護罩的形式出現(xiàn)，所述保護罩在所述容器周圍并且從所述氣體出口向上延伸，所述引燃火焰位于所述保護罩內(nèi)部。
11.如權(quán)利要求9所述的分離器組件，其中，所述火炬架以火炬管道的形式出現(xiàn)，所述火炬管道從所述氣體出口密封地延伸出來，并且所述引燃火焰位于遠離所述容器的所述火炬管道的端部，使得從所述容器而不是通過所述火炬管道逃逸的易燃氣體不會被點燃。
12.如前述任一項權(quán)利要求所述的分離器組件，其中，所述除氣器包括至少一個過濾器，所述過濾器用于過濾出夾帶在所述氣體中的非-氣態(tài)組分，使其不能通過所述氣體出口逃逸。
13.如權(quán)利要求12所述的分離器組件，其中，所述過濾器延伸穿過相鄰于所述氣體出口的所述容器的上端。
14.如前述任一項權(quán)利要求所述的分離器組件，其中，所述液流入口包括流入端和流出端，所述流入端能夠連接至液流線路，所述流出端相比于所述液流流入端或所述液流線路的直徑具有更大的直徑或更大的橫截面區(qū)域。
15.如權(quán)利要求14所述的分離器組件，其中，所述流出端切向地將所述液流注入所述容器。
16.如權(quán)利要求14或15所述的分離器組件，其中，所述流入端包括至少一個伸縮適配管道，其相對于所述液流入口的剩余部是延長或縮短的使得當(dāng)連接至所述液流線路時，其能夠提供更大的可移動性。
17.如權(quán)利要求14至16中任一項所述的分離器組件，其中，所述流入端設(shè)計為連接至所述液流線路而不是沿著所述伸縮適配管道的中心縱軸。
18.如前述任一項權(quán)利要求所述的分離器組件，進一步包括適于包含液體的槽，所述容器的所述下端位于所述槽內(nèi)使得非-氣態(tài)組分的所述出口以液體密封。
19.如權(quán)利要求18所述的分離器組件，其中，所述槽包括沉降隔間和吸入隔間，所述容器的下端定位在所述沉降隔間內(nèi)，并且所述吸入隔間從所述沉降隔間收集凈化的液體。
20.如權(quán)利要求19所述的分離器組件，其中，所述槽包括用于從所述沉降隔間向所述吸入隔間傳輸液體的計量V-堰。
21.如前述任一項權(quán)利要求所述的分離器組件進一步包括框架和/或滑道。
22.如前述任一項權(quán)利要求所述的分離器組件進一步包括輔助除氣器，主要除氣器的氣體出口延伸至所述輔助除氣器的容器。
23.—種火炬槽,用于分離和點燃來自于液流的非-氣態(tài)組分的氣體，所述火炬槽包括 至少一個除氣器，所述除氣器具有連接至液流線路的液流入口，其用于相對于在所述液流線路內(nèi)的所述液流的速度以降低的速度將所述液流從所述液流線路弓I入所述容器，并且可選地包括除氣器氣壓釋放系統(tǒng)和非-氣態(tài)組分過濾器； 槽，所述槽具有沉降隔間和吸入隔間；和 火炬，其用于點燃離開所述除氣器的空氣。
24.一種參考至少一幅附圖基本上如上描述的分離器組件。
全文摘要
一種火炬槽形式的分離器組件(1c)，所述火炬槽用于分離和點燃來自液流(例如井回程)的非-氣態(tài)組分的氣體。所述分離器組件(1c)包括至少一個除氣器(4)，其具有液流入口(41)，以降低的速度將所述液流(井回程)引入至所述除氣器(4)的容器(40)內(nèi)，并且可選地包括除氣器氣壓釋放系統(tǒng)(60)和非-氣態(tài)組分過濾器(40)；槽(3)，其具有沉降隔間(30)和吸入隔間(30)；和火炬(5c)，其用于點燃離開所述除氣器(4)的氣體。
文檔編號E21B43/34GK103052431SQ201180034764
公開日2013年4月17日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者基多·斯坦戈赫林, 艾倫·道格拉斯·布古爾 申請人:澳大利亞鉆探平臺建設(shè)控股私人有限公司