[发明专利]一种增压加热油气混输系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于石油开采地面工程技术领域，具体涉及油田增压加热油气混输系统及方法。

背景技术

目前，在油田地面工程油气集输系统中，越来越多地采用增压加热油气混输工艺，其系统与流程如图1所示，井区油气混合物经容器式燃料气分离器分离后，气液通过进泵汇管，进入混输泵，混输泵输出油气混合物通过进炉汇管进入管式加热炉进行加热，再进入长距离油气混输管道中；而从燃料气分离器中分离出来的一部分天然气被引入加热炉中作为燃料气使用。

生产实践证明，该工艺系统中的主要设备—油气混输泵和管式加热炉的运行效率低、故障率高，维持系统长期正常运行的操作维护难度大、成本高。其根本原因是缺少适用的配套设备、未建立起配置科学合理的系统，主要存在以下四个方面的问题：

一、采用容器式燃料气分离器从油气混合物中分出天然气，用作加热炉燃料气，造成燃料气的分离设备（燃料气分离器）体积大、造价高，不得不设在室外，冬季需要伴热防冻，操作管理麻烦。

二、采用由进泵汇管从混输泵入口的下方或上方使气液混合物顺序进入并联混输泵组的工艺，无法保证并联泵组中每台泵的入口含气率一致，从而产生偏流现象，使入口含气率较高的泵缺少液体润滑、冷却，出现热胀磨损，故障率增大。

如，双螺杆混输泵允许的最高入口含气率为95%，当2台并联运行时，只有当每一台泵的入口液流量和气流量完全相等时，才能使2台泵的入口含气率恰好都达到95%，如果出现偏流现象，就必然有1台泵的入口含气率大于95%，导致其螺杆等运动部件过热磨损、故障率提高、寿命降低，影响正常生产，增加设备的维护费用。

三、混输泵的泵配过滤器除砂效果差，导致双螺杆混输泵磨损速度加快，更新维护费用高；过滤器采取人工拆卸更新维护方式，不符合SHE要求。

目前的泵配过滤器组装在混输泵的入口端，主要为网框式，分立式和卧式两种形式。工作原理为：流体进入网框内侧，将砂子等固体颗粒拦截在框内，气液介质穿过未被固体颗粒阻塞的滤网进入泵入口。这种过滤器的主要问题有两个：

（1）随着网框内固体颗粒的累积，被固体颗粒封堵的滤网面积将逐渐增大，可流通气液介质的滤网面积逐渐减少，引起过滤压差上升，易造成滤网压塌损坏；需要定期停泵，清理积砂或更换滤网，即增加维护费用又带来操作麻烦。

（2）清理或更换滤网时，需要就地打开过滤器的盲法兰盖，人工抽出滤网框，倒出其内的固体存积物。在寒冷地区，因混输泵及其过滤器均设在室内，在过滤器滤网清理或更换的操作过程中，原油流淌到地面、天然气散发到泵房空间，而且清理出的固体颗粒中粘附的油污无法清洗，造成难以避免的安全和环保问题。

四、采取经进炉汇管使气液混合物直接进入管式加热炉的工艺，导致加热炉盘管中产生由气液冲击流动引起的振动和冲刷腐蚀，影响加热炉的安全运行、降低其使用寿命，增加炉管的压能损耗。

油田常用水套加热炉（管式炉）炉膛内的加热盘管由只有一个进、出口的多回程盘管构成，由于炉体内多回程管道中若干180°弯头的存在,使气液两相在加热盘管中形成紊动严重的气液涡流和冲击流型，造成盘管振动和冲刷腐蚀；同时，在炉管中气液两相流动压降高于气、液单相流动压降，增大了加热炉的压能损耗。

发明内容

本发明的目的是克服现行工艺和系统中存在的问题，提供一种先进的增压加热油气混输系统及方法，以保障油气混输系统的安全、平稳、高效运行，延长设备使用寿命，降低工程投资、能耗和操作维护与运行成本。

本发明提出的技术方案如下：一种增压加热油气混输系统，包括顺序通过管路连通的进站阀组、燃料气分离器、油气混输泵、管式加热炉以及长距离油气混输管道，在所述燃料气分离器与所述油气混输泵之间设置有多相激振除砂器；所述多相激振除砂器，包括一立式壳体，在壳体顶部设有气液进口并连接一入口立管，所述入口立管另一端连接于所述燃料气分离器的出口；在所述壳体的底部设置有气液出口和排砂口；在所述壳体内装有滤网框，所述滤网框下部的容器空间为集砂室；所述滤网框，包括连为一体的上部的封闭锥形导流帽和下部的圆筒形滤网框，所述锥形导流帽小端朝上，在所述导流帽的外壁上设置有下垂并向外散开的弹性激振板；所述圆筒形滤网框，底部封闭并留有一出口，通过一波纹管通向所述壳体底部的气液出口，所述圆筒形滤网框的外部沿轴向固定套设几个圆台形导流罩，圆台形导流罩大端朝上，小端朝下，小端与所述圆筒形滤网框外壁有间隙，在圆台形导流罩的侧面连接几个肋板，所述肋板与壳体固定相连。

在所述集砂室的侧面装设有加水管，通向所述集砂室。