[發明專利]一種緊湊型GLCC分離增壓裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201310754954.7
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103758502A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 王守波;宋成舉;賈愛云;馮福祥;王建榮
• 申請（專利權）人: 寧波威瑞泰默賽多相流儀器設備有限公司
• 主分類號: E21B43/36
• 分類號: E21B43/36;G06F17/50
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發明涉及一種緊湊型GLCC分離增壓裝置及其制造方法。

背景技術

“2000米水深水下緊湊型分離器關鍵技術和樣機”是國家863重大項目“深水油氣資源勘探開發技術與裝備”的課題之一。寧波威瑞泰默賽多相流儀器設備有限公司承擔的課題任務是：開發制造一套適用于2000米深海水下緊湊型分離-增壓系統工程樣機。

目前深海石油開采技術方案主要是:海底開采出的氣液混合物一起通過提升泵裝置輸送到海上平臺或油氣處理站，然后再進行氣液分離處理，這樣的技術方案的缺點是：（1）氣液混合提升輸送時，在管道內會出現一段氣體，一段液體，即段塞流，發生段塞流時，氣體和液體交替在管道中流動，充滿整個管道面積的液塞會被氣團分割，氣團下方沿管道流動的是分層液膜。當管道內呈現段塞流時，管道的壓力、氣液的瞬時流量都有很大的波動，會造成管路壓降急劇增大，對設備急管道沖擊很大，容易造成設備及管道損壞。（2）提升泵裝置體積大，在海底難以吊裝及安裝，安裝維護費用昂貴，而且消耗功率大，對海底輸送電設備及電纜有較高要求，投入費用大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在海底完成氣液分離，分離后的氣體、液體分別輸出到海上平臺或油氣處理站，不會產生段塞流，結構簡單而緊湊，成本低的一種緊湊型GLCC分離增壓裝置及其制造方法，該制造方法使其具備一定的抗外壓能力，可處于2000米水深深海中工作。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：

1、一種緊湊型GLCC分離增壓裝置，包括GLCC旋流分離器，所述的GLCC旋流分離器包括斜切管和垂直管，所述的斜切管切向固定在所述的垂直管上，所述的垂直管的上端設置有氣體出口且其下端設置有液體出口，還包括一個立式增壓緩沖罐，所述的氣體出口與所述的增壓緩沖罐的上部連通，所述的液體出口與所述的增壓緩沖罐的下部連通，所述的增壓緩沖罐的上端開口設置有井口裝置，所述的增壓緩沖罐的下端密封設置，所述的增壓緩沖罐的內部設置有用于增壓的電潛泵。

所述的氣體出口與所述的增壓緩沖罐之間通過管道焊接連接或法蘭連接，所述的液體出口與所述的增壓緩沖罐的之間通過管道焊接連接或法蘭連接。

所述的垂直管和所述的增壓緩沖罐兩者之間的水平連線與所述的斜切管在水平面上呈60°且所述的垂直管和所述的增壓緩沖罐兩者之間的水平距離與所述的斜切管的水平投影距離相同。垂直管、斜切管和增壓緩沖罐三者在水平面上呈正三角形分布，具有很好的穩定性。

所述的斜切管的中心線與所述的垂直管呈63°。所述的氣液混合物由切向入口進入垂直管，在該角度下具有更好的離心力，氣液分離效果更佳。

所述的斜切管的入口處設置有進料管，所述的進料管、所述的垂直管和所述的增壓緩沖罐的底部均設置有支座。

2、一種上述緊湊型GLCC分離增壓裝置的制造方法，具體包括以下步驟：

（1）設計緊湊型GLCC分離增壓裝置的工藝尺寸大小，包括斜切管、垂直管和增壓緩沖罐的直徑，并預設斜接管、垂直管及增壓緩沖罐的壁厚t；

（2）建模與分析

a.利用三維建模軟件創建步驟（1）設計的緊湊型GLCC分離增壓裝置的三維模型，然后將三維模型導入ANSYS有限元分析軟件中，或者直接在ANSYS有限元分析軟件中創建步驟（1）設計的緊湊型GLCC分離增壓裝置的三維模型；

b.?在ANSYS有限元分析軟件中進行單元類型選擇及設置，單元類型選擇帶有中間節點六面體單元；由于該單元每個節點有三個自由度，即X、Y、Z方向上的位移；該單元帶有中間節點，單元容易變形，可處理大變形和大應變問題，能較好的反映加載過程中的塑性變形；該單元亦是節點數可變曲面塊單元，若采用一致縮減積分，可極大減少非線性分析求解時間，單元輸出結果主要包括單元（或節點）應力、應變、位移等；

c.?在ANSYS有限元分析軟件中進行材料相關參數的設置，設置的主要參數有材料的彈性模量及材料的泊松比；

d.?利用ANSYS有限元分析軟件進行有限元網格劃分，即根據三維模型的大小及求解精度的要求，在ANSYS有限元分析軟件中進行網格大小的設置，設置完成以后，三維模型自動進行網格劃分；