[发明专利]一种指状段塞流耗散分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种指状段塞流耗散分离装置，用于分离气液两相流便于后续单相增压输送，其采用管式结构紧凑、分离效率高、承压能力强、抗冲击性强、成本低，属于油气集输系统多相分离技术领域。

背景技术

在深水凝析气田的开发和生产过程中，会持续有凝析液产生，这些凝析液在管线低洼处积聚，使流动状态恶化。此时，若使用多相增压技术输送井流物上岸则存在增压效率低下、可靠性差等缺点；同时，在多相混输过程中易出现严重段塞流、水合物卡堵等流动安全问题。而先水下气液分离、再单相增压输送的技术不仅能降低井口背压、减少举升能耗、提高采收率，同时也可以有效避免流动安全问题，这对保障深水气田安全开发、提高经济效益具有重要意义。

目前，水下分离技术可以分为：管式分离技术、重力分离技术、沉箱分离技术和内管分离技术。其中，沉箱分离技术包含设备多、控制复杂；内管分离技术工作范围窄；基于重力分离技术的容积式分离器受限于深水外压高，分离罐本体的壁厚值必然很大，导致其重量增大、安装难度也增大；而管式分离技术借助细长的管式结构，能在较小壁厚下承受高外压，并减小分离装置重量，降低安装难度，节约投资开发，且可以通过合理组合满足紧凑性和高效性要求，因此十分适合深水高压环境。

中国专利200680008192.4(授权专利公告号CN 101160448 A)公开了一种管式分离器入口装置，该入口装置有多根竖直向上的脱气管，并终止于上倾的集气管，入口装置的末端为扩径且下倾的输送管，使得气相收集到集气管中而液相保留在输送管中；该专利仅是一种单支分离器入口装置，没有高效处理段塞流的结构组件，且处理量有限。中国专利200680015023.3(授权专利公告号CN 101171401 A)公开了一种管式分离器，该分离器利用可微微倾斜的大管径、大长度的弯曲管式结构进行多相流分离；该专利主要依靠停留时间进行分离，功能单一且结构不够紧凑。中国专利201420080288.3(授权专利公告号CN 203796250 U)公开了一种深海水下多管式卧式气液分离器，该分离器在进口管上并联布置多组单管，且每个单管内分别设有一个导流器，多相流在此由于密度差旋流分离；该专利中多相流压力损失大，且各单管接收到的来流不相等，整体分离过程不稳定。

发明内容

本发明提供了一种指状段塞流耗散分离装置，将段塞流均匀分配到下游的多个并联指状支管内并完成液塞耗散分层和气液分离，其管式结构能承受深水的高外压，同时拥有较高的分离效率和较好的抗冲击性，能保障深水气田安全开发、提高经济效益。

本发明所采用的技术方案是：

一种指状段塞流耗散分离装置，其特征在于包括分流入口管和与分流入口管垂直连接的一级分流汇管，所述分流入口管入口端用于连接两相来流管道、出口端连接于一级分流汇管一侧的中部，一级分流汇管的另一侧对称设有两根与所述分流入口管平行的一级分流出口管，每根一级分流出口管的出口端分别连接于一根二级分流汇管一侧的中部，所述二级分流汇管与所述一级分流出口管垂直并且与所述一级分流汇管平行，每根二级分流汇管另一侧对称设有两根二级分流出口管，所述二级分流出口管与二级分流汇管垂直并且与一级分流出口管平行，所述二级分流出口管的出口端分别连接一指状支管；

所述指状支管包括轴线位于同一平面的指状入口管、上倾管、气相顶管、上倾气相出口管、下倾管、扩径管、液相底管、下倾液相出口管和立管；上倾管和下倾管共同连接于指状入口管的出口端，并与指状入口管共同连接组成Y形管结构，与指状入口管平行的气相顶管连接在上倾管的末端，气相顶管的末端为上倾气相出口管；

液相底管经扩径管与下倾管的出口端相连，且液相底管与指状入口管平行，液相底管末端连接下倾液相出口管，所述立管连接气相顶管和液相底管，且与气相顶管相连的位置靠近上倾气相出口管。

所述的指状段塞流耗散分离装置，其特征在于还包括与所述上倾气相出口管垂直的集气汇管，各个上倾气相出口管的末端均连接于集气汇管的侧面。

所述的指状段塞流耗散分离装置，其特征在于还包括与所述下倾液相出口管垂直的集液汇管，各个下倾液相出口管的末端均连接于集液汇管的侧面。

所述的指状段塞流耗散分离装置，其特征在于还包括三级或三级以上的多级分流汇管，每级分流汇管有一个分流入口和两个分流出口，相应的，指状支管的个数呈指数增加。

所述的指状段塞流耗散分离装置，其特征在于分流入口管管径与两相来流管管径一致，以避免不必要的加速；一级分流汇管、二级分流汇管管径比分流入口管管径大，以尽量均分来流。