[發(fā)明專利]一種礦場多相流混輸管線減阻裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210158601.6
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102661486A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設計）人: 朱紅鈞;林元華;鄭云萍;馬國光;戚興;馮光;敬加強;王其軍
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: F17D1/18
• 分類號: F17D1/18;F17D3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用物理技術減阻增輸?shù)牡V場多相流混輸管線減阻裝置及方法，屬于油氣集輸領域。

背景技術

為了節(jié)約運營成本和一定程度地降低流動阻力，現(xiàn)有礦場管路通常采用混輸形式，常呈現(xiàn)油氣水三相、油水兩相或氣水兩相等情形。然而混輸管徑相對較大，且各油田區(qū)塊的混輸組分不同，流動阻力仍然較大。現(xiàn)常用減阻方法主要是向管內添加化學減阻劑來達到減阻降粘的效果，然而大多數(shù)減阻劑在多相混輸過程中性能不穩(wěn)定且持續(xù)性差，另外化學減阻劑具有毒性，易污染環(huán)境，同時也增加了后期處理難度。

若遇高含蠟、高凝點、高粘度原油，其運輸過程中的摩擦阻力極大，嚴重影響了運輸效率，當溫度下降到析蠟點后，其中的蠟就會逐漸析出，不僅增加了管道運行的能耗，還可能造成凝管事故，影響管道的安全運營。當混輸流體為油水兩相時，可能會形成油水乳化液，增加了流動粘度，導致輸送效率嚴重下降。當混輸流體以天然氣為主，但含有少量水相時，可能會形成水合物，從而導致管道、分離設備和儀表的堵塞。因此針對這些混輸流體，有必要采用適當措施盡可能減少運輸阻力，并避免上述弊端。

發(fā)明內容

為解決背景技術所存在的問題，本發(fā)明提出一種礦場多相流混輸管線減阻裝置及方法，利用物理技術實現(xiàn)減阻增輸，無毒無污染、造價費用低廉，運行可靠，減阻效果好，并可有效防止結蠟，具有較好的推廣應用價值。

本發(fā)明包括：流量計、壓力表、閥門、漸縮管、油氣水三相混輸旋流減阻裝置、加熱爐、溫度計及旁通管線。其核心結構為油氣水三相混輸旋流減阻裝置是由裝置主體管道、切向入口管、進熱水管、熱水回流管及封頭組成。上游礦場混輸管線通過漸縮管連接至油氣水三相混輸旋流減阻裝置的切向入口管，在上游礦場混輸管線與漸縮管間安裝有流量計、壓力表及閥門；油氣水三相混輸旋流減阻裝置主體管道出口與下游混輸管線相連接，中間安裝有壓力表；油氣水三相混輸旋流減阻裝置一端連有熱水循環(huán)系統(tǒng)，進熱水管與加熱爐底部出水口相連，中間安裝有溫度計，加熱爐頂部進口與熱水回流管相連。為方便清掃或維修油氣水三相混輸旋流減阻裝置的時候給混輸流體提供過流通道，故設有一與通過油氣水三相混輸旋流減阻裝置管線并聯(lián)的旁通管線，并在其首尾連接處分別安有閥門。

本發(fā)明核心結構為油氣水三相混輸旋流減阻裝置，其切向入口管水平放置，與裝置主體管道連接為一體，切向入口管軸線與裝置主體管道軸線存有一定夾角；油氣水三相混輸旋流減阻裝置一端的進熱水管與熱水回流管均為90°彎管，由封頭將它們固定在裝置主體管道的一端，它們在油氣水三相混輸旋流減阻裝置內部的部分均與裝置主體管道同軸，但長度均比裝置主體管道稍短，且熱水回流管末端封閉；在油氣水三相混輸旋流減阻裝置外部的部分則為垂直放置，進熱水管鉛直段開口方向朝下，熱水回流管鉛直段開口方向朝上。

礦場多相流混輸管線減阻方法為：通過漸縮管連接本油氣水三相混輸旋流減阻裝置至礦場混輸管道，多相流體經(jīng)漸縮管加速后由切向入口管進入裝置主體管道，并在裝置主體管道與熱水回流管之間的環(huán)形空間形成旋流。由于密度的不同，油氣水三相在裝置主體管道內形成分層環(huán)流。水相緊貼裝置主體管道內壁，避免了油與管壁的直接接觸，大大降低了運輸阻力。氣相臨近熱水回流管，油相則在氣水兩相間，在氣水兩相的帶動下向下游運移。油氣水三相混輸旋流減阻裝置一端連有熱水循環(huán)系統(tǒng)，水經(jīng)加熱爐加熱后由進熱水管流入，由熱水回流管流出。循環(huán)水對混輸流體加熱，一方面可降低混輸管內的原油粘度，減緩石蠟析出；另一方面，可適度膨脹氣體，加快氣流速度，提高輸送速度。該礦場多相流混輸管線減阻裝置及方法不僅適用于油氣水三相混輸管線，還適用于油水兩相、氣水兩相混輸管線。

本發(fā)明的效果主要包括：

1、礦場多相流混輸管線減阻裝置有熱水循環(huán)系統(tǒng)，可對混輸管線中的流體加熱，有利于抑制天然氣水合物的形成（針對氣水兩相流），緩解原油石蠟的析出（針對含蠟、高凝、高粘原油），加快油水乳化液的破乳（針對油水兩相流），降低原油粘度，減少流動阻力，同時還可適度膨脹氣體，加快氣流速度，提高輸送效率；

2、多相流體由切向入口進入裝置主體管道，由于密度的不同，油氣水三相在裝置主體管道內形成分層環(huán)流，水相緊貼主體管道內壁，避免了油與管壁的直接接觸，大大降低了運輸阻力，而氣相臨近熱水回流管，油相則在氣水兩相之間，在氣水兩相的帶動下向下游運移，大大提高了運輸效率；