[发明专利]一种高含液气井井口防段塞旋流脱水装置

说明书

本发明提供了一种高含液气井井口防段塞旋流脱水装置，包括脱水罐，所述脱水罐的两端分别设有第一入口和第一出口，所述脱水罐内设有隔板，所述隔板位于第一入口的一端设有段塞捕集器，所述隔板将脱水罐的内腔分割成上下两个腔室，所述隔板的上方为脱水室，所述隔板的下方为段塞捕集室，所述脱水室内设有循环旋流脱水装置，所述循环旋流脱水装置的排气口与脱水罐的第一出口连通，所述循环旋流脱水装置的排水口与第二液相捕集装置连通，所述段塞捕集室与第一液相捕集装置连通。在脱水室内设置循环旋流脱水装置，能够对首次分离后的气体进行二次气液分离，提高气液分离的效果，使气液混合物中的气体和液体分离更加彻底。

技术领域

本发明属于天然气开采设备技术领域，具体涉及一种高含液气井井口防段塞旋流脱水装置，特别适应于后期含水较多、段塞流明显且天然气产量较高的天然气井口气液两相的分离。

背景技术

常规陆上天然气开采，基于生产计量、安全输送及高效管理等方面的考虑，需要在天然气生产的上游进行气液混合物的相间分离。所采用的分离装置多是以重力分离技术为主的卧式和立式沉降罐，该类型装置占地面积大、工程造价高、处理时间长、生产效率低。

因地制宜，以旋流分离技术为关键技术的气液分离装置应用广泛，依据不同的流体流动方向，可以将分离装置分为切向逆流式、轴向逆流式和轴向直流式等；依据不同的结构形式，可以将分离装置分成柱状旋流式、柱—锥状旋流式、螺旋通道式和导流叶片式等。

这其中以气液柱状旋流分离器(GLCC)的研究与应用最为成熟，经过国内外各大院校与石油公司三十多年来的不懈努力，其在分离机理、结构设计、仪控等方面的研究取得了重要成就。从工程应用来看，GLCC主要面向低气液比、低流速的流动工况，在非设计工况试验测试及应用过程中，比如油气处于环雾状流以及气液流速较高的工况，分离性能会遭到恶化，导致分离液膜沿器壁的轴向爬升，降低分离效率。高流速下气相出流通道聚集液膜的爬升损失以及高含液量下液相冲击撕裂导致的短路流损失，也是其他气液旋流分离装置应用过程中存在的问题。

国外石油公司计划应用的气液分离装置，可以总结其在设计过程中遵循的原则：设备高效紧凑化，将离心分离技术作为气液分离装置的关键技术，满足分离设备的高效性要求；避免分离器内部存在细小的孔洞与间隙，减少设备的磨损和堵塞，延长使用寿命，满足分离设备的安全性要求；分离器附加储液空间，提供液位检测装置足够的响应时间，便于远程监控，满足分离设备的稳定性要求。

目前，气田天然气井口无相关气液分离设备，导致集气管线含液较多，管线积液严重，国内相关气液分离器研究大多集中于面向试验室中理想的气液两相混合物，实际应用情况不理想。

专利名称“一种前级分离器排气分级净化的多级旋风分离器系统”(CN103056048B)，提供了一种可应用于炼油、化工、环保等行业的气固、气液多用途旋流分离器，其特点为多级分离，但该发明未见工业应用。

专利名称“一种气液分离装置”(CN2832267Y)和专利名称“一种气液分离器”(CN100358638C)，这两项专利均保护同一种气液旋流分离设备，其特点为专门针对气液分离，且耐高压能够实现二次旋流分离，分离效率高，但入口流速要求苛刻，较多应用在工况稳定的炼厂。

专利名称“一种气液旋风分离器”(CN103240191B)，完全借鉴了原始气固分离器的结构形式，实际应用过程中难免适应性不强。

专利名称“一种气液分离器”(CN204280328U)，借鉴了重力分离设备的原理，设备本身体积较大，很难适应天然气井场高压、集约、高效的要求。

专利名称“高效气液旋风分离器”(CN103816724A)，其特点分为内外筒，且内筒包含填料，导致该设备应用过程中压降较大，且需定期清理填料，操作复杂，不利于无人值守的现场应用。

专利名称“输气管道高效旋风分离器”(CN1133504C)，开发了一种用于输气管道的高效旋风分离器，但该分离器仍然借鉴了气固分离器的结构形式，分离效率不高。