[发明专利]一种水下多级天然气气液分离装置及方法

权利要求书

1.一种水下多级天然气气液分离装置，其特征在于，它包括由下至上依次串联的第一级分离装置、第二级分离装置和第三级分离装置：

所述第一级分离装置包括水平设置的罐体，设置于所述罐体进气口附近的进气挡板，设置于所述进气挡板后方的聚结丝网以及设置于所述罐体出气口处的蜗壳分离单元；

所述第二级分离装置包括与所述罐体出气口连接的旋流芯管，设置于所述旋流芯管内部的多个旋流机构以及套设在所述旋流芯管外部的第一排液套管；在位于各个所述旋流机构后侧的所述旋流芯管下部管壁上均开设有第一排液侧缝；

所述第三级分离装置包括与所述旋流芯管出口连接的聚结芯管，设置于所述聚结芯管内部的捕雾丝网以及套设在所述聚结芯管的外部第二排液套管；在所述聚结芯管的下部管壁上亦开设多个第二排液侧缝。

2.如权利要求1所述的一种水下多级天然气气液分离装置，其特征在于：所述罐体、第一排液套管和第二排液套管的底部均设置有排液导管。

3.如权利要求1所述的一种水下多级天然气气液分离装置，其特征在于：所述聚结丝网设置在位于所述进气挡板后方的所述罐体上侧内壁上，且所述聚结丝网底端与所述罐体底部不接触。

4.如权利要求1所述的一种水下多级天然气气液分离装置，其特征在于：多个所述旋流机构在所述旋流芯管的内部沿所述旋流芯管的轴线间隔串联布置。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种水下多级天然气气液分离装置，其特征在于：在所述第一级分离装置上方并联多个所述第二级分离装置，每一所述第二级分离装置对应串联一所述第三级分离装置，在每一所述第二级分离装置和每一第三级分离装置的入口处设置控制阀。

6.如权利要求1或2或3所述的一种水下多级天然气气液分离装置，其特征在于：所述罐体采用压力容器筒体。

7.如权利要求1或4所述的一种水下多级天然气气液分离装置，其特征在于：所述旋流机构包括导流锥和沿所述导流锥的中部侧壁圆周方向均布的造旋叶片。

8.一种基于权利要求2至7任一项所述装置的水下多级天然气气液分离方法，包括以下步骤：

1)水下气田含液天然气首先经过第一级分离装置进行气液分离；含液天然气进入罐体，含液天然气的大部分液体在碰到进口挡板后凝结成液滴在重力作用下被分离下来，然后气流经过聚结丝网，气流中的液体在聚结丝网中聚结成大液滴，在重力作用下直接从聚结丝网上滴下，气流继续进入蜗壳分离单元，在离心力的作用下，部分液相被分离下来，在第一级分离装置中分离出的液相经排液导管排出；

2)经步骤1)处理后的气流进入第二级分离装置，气流沿旋流芯管流动先后经过一定数量的串联的旋流机构，在造旋叶片在离心力的作用下小液滴被甩到旋流芯管边壁，并沿着旋流芯管的边壁上的第一排液侧缝排到第一排液套管，分离下来的液相经排液导管排出；

3)经步骤2)处理后的气流进入第三级分离装置，气流沿聚结芯管流动经过捕雾丝网，气流中的液相碰到捕雾丝网后会不断的聚结，小液滴不断聚结为大液滴，大液滴在重力作用下滴下，然后沿着第二排液侧缝排到第二排液套管，分离下来的液相经排液导管排出，经三级分离后的天然气经聚结芯管的出口排出转移。