[发明专利]一种段塞捕集器砂沉积及分离性能测试系统及方法

说明书

本发明涉及一种段塞捕集器砂沉积及分离性能测试系统及方法，其特征在于：其包括气相供给系统、液相供给系统、在线定量加砂系统、段塞捕集器测试系统以及数据采集系统；在线定量加砂系统设置在主管路上，主管路前端分别与气相供给系统和液相供给系统相连，主管路后端与段塞捕集器测试系统相连；气相供给系统、液相供给系统和在线定量加砂系统内的气液固三种介质在主管路后端汇集形成气液固三相流，气液固三相流进入段塞捕集器测试系统进行分离，并由数据采集系统对分离过程中的相关参数进行采集并处理，实现对段塞捕集器分离效果进行全面评价并优化。本发明可以广泛应用于对段塞捕集器砂砾分离效果的性能测试及对段塞捕集器的优化设计中。

技术领域

本发明涉及油气集输系统多相分离技术领域，特别是关于一种段塞捕集器砂沉积及分离性能测试系统及方法。

背景技术

段塞捕集器是一种可以提供缓冲容积，收集段塞来液，并进行气液分离的设备，在油气田生产中得到广泛应用。采气过程中，由于地形起伏或凝析液析出会产生段塞流，需在段塞捕集器内进行初步气液分离。然而，随着气田的开发，部分气田陆续有出砂现象出现。产出的砂经过管道，段塞捕集器，运送至整个生产系统，对生产工艺体系及生产设备产生了严重的影响，如管道及设备的冲蚀、腐蚀，污水处理系统处理效果差等。因此，使砂砾在段塞捕集器中沉积，增强段塞捕集器对砂砾的分离性能，减少随液相流出的砂砾，确定合理的清砂周期，对于保障油田安全生产，降低成本具有重要的意义。

传统段塞捕集器主要应用于陆上油田，砂在段塞捕集器中沉积，可以定期进行清砂、排砂，清砂周期及砂的堆积状态对设备运行的影响不是很大。但在海洋平台上，受空间所限，需要分离设备占地面积小，这对段塞捕集器除砂提出了更高的要求。中国专利名称为油气混输段塞流捕集器(申请号CN200820173799.4)公开了一种油气混输段塞流捕集器，其优点是解决了混输管线段塞流对生产的影响，降低了工程造价，但是没有足够考虑来流的状况，段塞流时，巨大的段塞流能量会对分离场产生很大的扰动，影响气液分离效率。中国专利名称为一种容器式段塞流捕集器系统(申请号CN201320118057.2)公开了一种容器式段塞流捕集器系统，该发明可以减少段塞流对气液和油水分离的影响，并极大减少段塞捕集器的尺寸。但上述专利均未考虑段塞捕集器对砂砾的分离性能。中国专利名为一种多相旋流除砂装置与除砂方法(申请公布号：CN 104060977A)公开了一种多相旋流除砂装置及多相旋流除砂方法，除砂效率高，消除了气相对旋流除砂器稳定运行的扰动。该专利公开了除砂设备及除砂方法，但未能给出设备除砂效果的评价指标和评价方法。而在实际生产中，砂在段塞捕集器中的沉积规律以及段塞捕集器对砂的分离效果，是决定段塞捕集器清砂周期的重要因素，这也会对海洋平台上分离系统的正常运行产生巨大影响。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种段塞捕集器砂沉积及分离性能测试系统及方法，研究砂砾在段塞捕集器中的沉积规律，根据沉积规律确定清砂周期；测试段塞捕集器对砂砾的分离性能，并给出定量评价指标；同时，对段塞捕集器内部结构、运行参数进行优化，为分离设备的优化设计和高效运行提供依据。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种段塞捕集器砂沉积及分离性能测试系统，其特征在于：其包括气相供给系统、液相供给系统、在线定量加砂系统、段塞捕集器测试系统以及数据采集系统；所述在线定量加砂系统设置在主管路上，所述主管路前端通过三通分别与所述气相供给系统和液相供给系统的输出端相连，所述主管路后端与所述段塞捕集器测试系统相连，且所述主管路后端与所述段塞捕集器测试系统之间还设置有主流量截止球阀和主流量调节阀；所述气相供给系统、液相供给系统和在线定量加砂系统内部的气液固三种介质在所述主管路后端内汇集形成气液固三相流，所述气液固三相流进入所述段塞捕集器测试系统进行气液固相分离，并由所述数据采集系统对分离过程中的相关参数进行采集并处理，实现对段塞捕集器分离效果进行全面评价并优化。