[发明专利]气液分离装置及其分离方法

说明书

本发明公开了一种气液分离装置及其分离方法，其涉及石油天然气开采领域，气液分离装置包括：罐体，罐体的下端设置有排液端口，罐体的上端设置有出气端口；伸入至罐体中的进液管；设置在进液管上的红外线发射器，红外线发射器用于对流经进液管中的气液混合液中的气体进行加热；离心机构，其包括：驱动轴，连接在驱动轴上的离心叶轮，离心叶轮设置在进液管的出口处；等离子发生器，其安装在驱动轴上；安装在罐体内的导液板，导液板由进液管的侧壁延伸至罐体的内侧壁处，导液板用于承接自离心叶轮喷射出的气液混合液；设置在导液板上的脉冲振动器。本申请能够将高温高压下的钻井液中的气体进行分离，从而降低井喷等钻井事故发生的频率。

技术领域

本发明涉及石油天然气开采领域，特别涉及一种气液分离装置及其分离方法。

背景技术

随着勘探开发的不断深入，钻井的工程地质条件越来越复杂，逐步迈向高温高压的地质环境，因此面临的技术挑战日益增多，钻井事故越来越频繁发生。在诸多事故中，气侵是最常见的事故类型之一，气侵发生是指在钻入地层时，地层中的气体侵入钻井液的现象。如果不及时对气侵后的钻井液进行除气处理，那么在多次循环后，就会引起钻井液密度变小，进而导致整个井筒内的静液柱压力下降，在高温高压地层中，容易引起井喷事故。另外，如果对钻井液除气处理不够及时、彻底，那么会使得钻井液的粘度和切力增高，原有的性能遭到破坏，使得泥浆泵效率下降等问题。

发明内容

目前，对钻井液除气的装置一般主要有四种，分别为：分流型罐式真空除气器、旋涡泵真空喷射型除气器、大气除气器、离心真空除气器。

分流型罐式真空处理器的原理主要依靠钻井液大面积的被展薄,并在翻滚前进时,大量的气泡有机会暴露到表面而破裂，进而达到对钻井液中气泡进行消除的目的，但是这种除气器要求有足够大的斜板面积，因此这种分流型罐式真空处理器的体积十分庞大、所占空间大，难以适应在高温高压环境下较为集中的作业空间。

旋涡泵真空喷射型除气器的原理是使用转速较高的旋涡泵产生一定的真空，再通过泥浆罐中的吸入管抽吸钻井液，钻井液到达吸入管顶部时，因挡板阻挡,被迫折射到喷洒罐四周,液流高速撞击罐壁时,气泡被迫挤压致表面破碎,同时在喷射过程中和顺罐壁流下时,钻井液内部的气泡不断被暴露到液体表面而破裂。但是这种旋涡泵真空喷射型除气器本身的效率低，因此单位排量所需的功率较大，因此不适合用来处理在高温高压作业时经常用到的高粘度钻井液。

大气喷射器主要依靠喷射来撞击与挤压气泡,使气泡被挤至钻井液表面而破碎。因此,喷射速度的大小直接影响除气效率。喷射速度主要受除气器沉没深度影响:沉没越深,喷射速度越大。但是，大气喷射器操作的便捷程度不够，而且叶轮容易磨损，不适宜应用于高温高压的高强度作业环境。

离心真空除气器的原理是除气器整体浸没在泥浆罐内，通过减速箱里的空心轴旋转使得底部泥浆顺着壳体的周壁泵入到壳体内上部，最终使得钻井液作圆周运动，从而形成一个离心力场，在离心力作用下气泡迅速向轴中心方向运动,到达旋转着的钻井液柱内壁时破裂，从而达到除去钻井液中气体的目的。但是这种除气器即使在停用时，筒体的一半也浸泡在钻井液内，容易引起沉砂腐蚀，增加钻井作业的非生产时间。

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种气液分离装置及其分离方法，其能够将高温高压下的钻井液中的气体进行分离，从而降低井喷等钻井事故发生的频率。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种气液分离装置，所述气液分离装置包括：

罐体，所述罐体的下端设置有排液端口，所述罐体的上端设置有出气端口；

伸入至罐体中的进液管；

设置在所述进液管上的红外线发射器，所述红外线发射器用于对流经所述进液管中的气液混合液中的气体进行加热；