入口喷嘴
喷嘴是影响气液流动分布以及进入GLCC 切向速度的最终因素。切向入口喷嘴形 式是最难加工的部分，因此相应结构的 GLCC的价格也十分昂贵。为了优化水力 性能，在具有相同流通面积的情况下试 验了几种不同的喷嘴结构，发现同心圆 形喷嘴（渐缩管）性能最差，月牙形次 之，矩形最好。
双入口
双倾斜入口将入 口流预分为两股流动： 低入口的富液流和高 入口的富气流。双入 口的试验表明中等大 小的气体流量（在入 口处段塞流转为分层 流）下，气体带液率 有明显降低，当气体 流量较高时（在入口 处为环空流），无多 大变化。
在石化工业中的应用
图 传统转油线流程
图 增加GLCC后的转油线流程
单相流量计计量用GLCC
多相计量
多相计量
预分离用GLCC
GLCC主体结构
入口位置 长径比 分离体锥度
液位控制
对于GLCC紧凑的几何结构来说，无法拥 有直接有效的适应各种流动条件的液位 控制。试验中研究几种不同的液位控制 方案：气相的流动控制、液相的流动控 制以及两者同时控制。未来的主要工作 是研制更加稳定有效的液位控制方案。
综合分离系统
GLCC可用于部分或完全分离。部分分离使下游的设备 得以减小并使其效率提高。特别地，当GLCC与多相仪 表、除砂器和液-液水力旋流器一起使用时，其性能更 优。不管是单独的GLCC还是综合分离系统，都可以大 大降低费用和减轻重量，这一点对海上平台来说尤为重 要，因为建造平台所节省的费用可能是分离装置的好几 倍。
油气集输技术知识
油气集输技术发展之一
分离技术
分离技术的现状 传统分离器改进 旋风分离器 螺旋叶片式分离器 水力旋流器分离技术 GLCC分离技术
分离技术的发展
分离器简化图
图3-1 简化后分离器的外形图
入口装置
图1-1A旋风分离式入口装置图
1-1B立式单旋风分离器
入口构件
图3-2 倒T形入口构件
螺旋叶片式分离器试验结果
螺旋分离器是一种既可用于井下油管也可用于地面，可从液流中 分离出部分气体的结构紧凑且经济可行的分离设备
对井下分离器进行的实验室试验表明，可将80%的气体从采出 液流中分离出来，且液体夹带很少。当分离的气体量小于60% 时，在分离的气流中几乎测不到任何液体
在油井中，分离器可以稳定地进行气体分离，不会出现将液体夹 带到环空中的现象。在这些试验中，分离器最多从液流中可将 43%的气体分离出来
另一种综合分离系统是将两个GLCC串联使用，理论研 究已预测出其气体带液率可达到理论上的极限值。
除了以上的结构改进外，还有如面积可变的入口流道和 气液出口结构等，但有关这方面的性能研究结果还比较 少。
GLCC应用
在石化工业中的应用 在石油工业中的应用
单相流量计计量用GLCC 多相计量 传统容器式分离器或液塞捕集器预分离装置 完全代替传统的分离器 不完全分离 小型分离系统 海底应用
GLCC
GLCC结构设计
入口设计 GLCC主体结构 液位控制 综合分离系统
入口设计
倾斜入口 入口喷嘴 双入口Fra bibliotek倾斜入口
传统的立式分离器都 使用一垂直入口，最近的 研究表明倾斜入口将提高 GLCC的性 能 ，原因是减 小了气体带液率。首先， 下倾入口有利于分层并提 供了在入口喷嘴处的初步 分离；另外，下倾入口使 液体 在GLCC内 旋 转一周 后仍位于入口以下，阻止 液体与气体一起流向 GLCC上部。
当将螺旋分离器安装在地面时，它可成功地为气举作业提供举升 所需的天然气。有50%～60%的产出气可用于举升作业
地面分离器的费用约为安装设传统分离器容器费用的2%。虽然 作业场所不同所需的费用有所差异，但粗估费用的节省是相当可 观的
Gas-Liquid Cylindrical Cyclone
GLCC 由 带 有 倾 斜 切 向 入口的垂直圆柱管和气液两 个出口组成。气液混合物由 切 向 入 口 进 入 GLCC 并 产 生 旋流流动，流体在离心力、 浮力和重力的综合作用下分 离出气液两相。液体流向器 壁并作螺旋线形向下运动， 气体流向中心并从顶部逸出。
图3-3 耙形入口构件
整流构件
图3-6竖板整流构件
3-7 横板整流构件
3-8 圆筒整流构件
3-9 田字板整流构件
聚结构件
图1-2A 平行板波纹填料 图1-2B 自支撑式波纹填料 图1-2C 峰谷搭片式波纹填料 图1-2D Plate-Pack波纹板 图1-2E Stokes-Pack垂直波纹板 图1-2F Stokes-Pack水平波纹板
集液构件
图1-3A 固定堰板式
图1-3B 溢流堰板式
图1-3C 筒堰板式
图1-3B 可调堰板式
图1-3集液构件
旋风分离器
紧凑型气液分离器
液塞捕集器
井下螺旋叶片式分离器
在该分离器中没有运动零件。多相 液流沿井筒上行进入到螺旋段，在 这里固定不动的螺纹浆叶之间的螺 距使得液流受力开始旋转。旋转产 生离心力，离心力使得液体沿油管 内壁流动，气体在油管中心流动。 一部分气体会通过油管内壁上的孔 眼排出，并经过旁通管进入油套环 空。液体和一部分气体（举升流体 所需要的气体）沿油管被向上举升。
图1-2G孔板波纹填料 料
图1-2H瓷质规整波纹填料
图1-2 规整填料
图1-2I全塑蜂窝直管填
聚结构件
图3-14 平板平行板组
图3-15 斜板平行板组
图3-16 蛇形板相向平行板组
图3-17 蛇形板相背平行板组
图3-18 田字板平行板组
图3-19 斜板交错搭接平行板组
波纹板
波纹板型式
工作性能取决于螺旋的螺距、直径 和长度，以及液流和气流的流量。
地面螺旋分离器
在地面条件下应用分离 器的直径不必按井底用时限 制 在 小 于 3.75in ， 所 以 在 地 面应用中使用了可减少压降 的大直径螺旋分离器。螺旋 分离器的直径为5.5in，被安 放 在 一 段 6in 的 管 子 中 。 在 6in 管 子 的 外 边 再 套 上 一 段 8in的管子，安装一个测压孔， 从而可通过环空中的压力探 测到内管的冲蚀或腐蚀，防 止发生原油泄漏。