[发明专利]一种水下组合式天然气气液分离装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气气液分离设备及方法，特别涉及一种水下组合式天然气气液分离装置及方法。

背景技术

随着技术的进步以及国际社会对天然气能源的需求，天然气开发由陆上到水下，由浅水到深水。天然气开发一般伴随有天然气凝析液和水，天然气凝析液和水在天然气的输送过程中会导致流动安全风险，特别是长距离回接输送或者立管回接深水平台。对于产水较少的气田，可以通过水下注入乙二醇等水合物抑制剂，然后输送到平台进行天然气气液分离处理；对于高含水气田，不但水合物抑制剂需求大，费用高，而且还会大大增加输送压力，对气田的自喷开采造成压产，关井压力高甚至无法自喷开采等不利影响。因此，对于高含水气田需要进行水下分离。

水下分离器相对于陆上或者平台用分离器，要承受着很大的外压，如果分离器腔体直径跟陆上一样，则壁厚就会非常厚，不但造价高，而且还会给建造、安装等带来很大的不便，造成整体工程费用投资过高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够使天然气气液水下高效分离且处理量大的水下组合式天然气气液分离装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种水下组合式天然气气液分离装置，其特征在于：它包括进气管路和多个分离器单管，且所述进气管路的出口端具有多个进气支管路；每一所述分离器单管通过第一至第三隔板从上向下依次分隔成排气室、集液室、进气室和排液室，并且在第一隔板和第三隔板上分别设置有阀门；在所述进气室内设置有用来连通所述集液室和排液室的导液管，在所述集液室内设置有用来连通所述排气室和进气室的旋流芯管；所述进气管路上的每一所述进气支管路与每一所述分离器单管的所述进气室连接。

每一所述分离器单管的所述排气室通过排气支管路与排气管路连接，每一所述分离器单管的所述排液室通过排液支管路与排液管路连接。

多个所述进气支管路沿圆周方向均布于所述进气管路的出口端，在每一所述进气支管路上设置控制阀，每一所述进气支管路伸入所述进气室的一端采用0～90°角的弯头，所述弯头方向朝向所述进气室的下方，所述第三隔板采用倾斜设置，所述阀门设置在所述第三隔板上的倾斜低点。

所述阀门采用单向阀。

在所述分离器单管的所述排气室内的设置丝网。

所述旋流芯管包括导管和旋流机构，所述导管的底端内部设置所述旋流机构，在所述导管上位于所述旋流机构上方的侧壁上均布设置多条排液侧缝。

所述旋流机构包括导流锥以及沿所述导流锥中部侧壁的圆周方向均布多个造旋叶片。

所述导管包括进气段导管和排气段导管，所述排气段导管直径小于所述进气段导管的直径，所述进气段导管套接在所述排气段导管的底部。

所述分离器单管的直径为300～600mm，高度为1500～5000mm。

本发明还提供了一种基于水下组合式天然气气液分离装置的分离方法，包括以下步骤：

1)水下气田含液天然气进入进气管路，远程操作打开控制阀，含液天然气经进气支管路分流到多个分离器单管的进气室，含液天然气在分离器单管的进气室的管壁和第三隔板上凝结出液相，最终液相汇聚到第三隔板上并经第三隔板上的阀门排至排液室，排液室内的液相经排液支管路汇聚到排液管路排出；

2)经步骤1)未分离下来的液相随天然气进入旋流芯管，未分离下来的液相在造旋叶片的离心作用下经排液侧缝汇聚到集液室，经过导液管排至排液室，气相进入排气室；

3)进入排气室内的天然气仍然有少量未能分离下来的液相，液相遇到丝网后聚结变为大液滴，然后滴落，当落下来的液滴足够多时第一隔板上的阀门打开，液相进入集液室经导液管排至排液室，排液室内的液相经过排液支管路汇聚到排液管路排出；分离器单管的排气室中的气相经排气支管路汇聚到排气管路后转移到外部。