[發(fā)明專利]一種多起伏濕氣集輸管路積液及段塞控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610801561.0
• 申請日: 2016-09-05
• 公開（公告）號: CN106151882B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁法春;謝振強(qiáng);孫石濤;陳婧;杜麗民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: F17D3/01
• 分類號: F17D3/01;F17D1/00
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技術(shù)領(lǐng)域:

本發(fā)明公開一種積液及段塞控制裝置，特別是一種用于減少多起伏濕氣集輸管道內(nèi)積液以及控制管道中段塞流的裝置。

背景技術(shù):

在濕氣管道集輸過程中，隨著集輸系統(tǒng)操作壓力和溫度的不斷下降，原料氣的露點(diǎn)會(huì)不斷上升，從而導(dǎo)致冷凝水的析出；同時(shí)，隨著氣田開發(fā)過程的進(jìn)行，地層中的邊水和底水陸續(xù)被采出，導(dǎo)致集輸管線中液體逐漸增多。沿復(fù)雜山地敷設(shè)的集輸管道系統(tǒng)中，由于重力作用，液體會(huì)聚積在起伏管線的低洼處形成積液。積液量不斷增多會(huì)堵塞氣體通道，從而使管道上坡段含液率大幅增加，產(chǎn)生地形起伏誘發(fā)的段塞流，積液和段塞流的存在會(huì)引起如下問題：

(1)降低了氣體的有效輸送截面積，導(dǎo)致集輸系統(tǒng)輸送效率的降低；

(2)積液的存在使得管線過流面積減小，輸送阻力增加，導(dǎo)致單位長度管線壓降增大，增加了能耗；

(3)在一定壓力、溫度條件下會(huì)形成水合物，造成冰堵事故；

(4)地形誘導(dǎo)段塞流會(huì)導(dǎo)致管線末端分離器壓力和液位劇烈波動(dòng)，將給正常生產(chǎn)帶來困難，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致停產(chǎn)；

(5)當(dāng)輸送氣體為高含硫和二氧化碳酸性氣體時(shí)，積液的存在還會(huì)導(dǎo)致管線腐蝕加劇，增加泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

隨著氣田持續(xù)開采，井口產(chǎn)液量逐年增多，定期清管是解決積液的最有效途徑之一。但是，采用常規(guī)的清管器，清管過程中由于清管器下游積聚了大量的液體，將會(huì)在管道末端產(chǎn)生很長的液塞，引起終點(diǎn)壓力的急劇波動(dòng)。同時(shí)，由于終端段塞流捕集器容積有限，當(dāng)清管過程中清管器前端長液塞進(jìn)入段塞流捕集器時(shí)，末端液體流量會(huì)急劇增大，超過段塞流捕集器的處理能力，引起液位快速上升，造成段塞流捕集器溢流的風(fēng)險(xiǎn)，甚至導(dǎo)致下游短時(shí)間供氣間斷，影響油氣田的穩(wěn)定生產(chǎn)。

發(fā)明專利(申請?zhí)枺?01220475592.9)公開了一種用于天然氣開采的螺旋流排水采氣裝置，由進(jìn)氣段、收縮段、平直段以及擴(kuò)散段組成，通過產(chǎn)生螺旋流，提高天然氣的攜液能力，達(dá)到氣井排水采氣的目的。但產(chǎn)生的螺旋流持續(xù)距離有限，尤其是在氣田開采后期，氣井壓力降低，氣體流量變小，螺旋流持續(xù)距離變短，無法攜帶積液通過管道上升段，積液會(huì)在重力作用下回流至管道低洼處，從而無法從根本上解決積液清除及段塞流控制的問題。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出一種多起伏濕氣集輸管路積液及段塞控制裝置，將止回閥和旋流發(fā)生器整合為一體，能夠?qū)⒐芫€中的積液帶離低洼處并防止已被帶離的積液重新返回低洼處。同時(shí)本發(fā)明還能顯著降低液塞長度，減小段塞流危害。

如圖1所示，本發(fā)明涉及一種多起伏濕氣集輸管路積液及段塞控制裝置，主要包括止回閥、旋流發(fā)生器、直管段、上游法蘭和下游法蘭，止回閥和旋流發(fā)生器安裝于直管段內(nèi)部，且止回閥、旋流發(fā)生器、直管段三者位于同一軸線上，旋流發(fā)生器位于止回閥的下游，直管段進(jìn)、出口分別設(shè)置有上游法蘭和下游法蘭。

所述的止回閥主要由環(huán)形導(dǎo)流基座、壓蓋、十字支撐架、導(dǎo)桿、橡膠圈和緩沖彈簧組成，環(huán)形導(dǎo)流基座為環(huán)狀體，其外徑與直管段內(nèi)徑相同，環(huán)形導(dǎo)流基座的入口為漸縮結(jié)構(gòu)，出口為下寬上窄的楔形；壓蓋為有一定厚度的圓盤，圓盤的縱截面為上寬下窄的楔形，沿周向側(cè)面安裝有橡膠圈，與環(huán)形導(dǎo)流基座的楔形面能夠緊密配合，壓蓋中心設(shè)有通孔；十字支撐架由兩根交叉成十字的不銹鋼棒構(gòu)成，兩根不銹鋼棒端部焊接于直管段內(nèi)壁上，其構(gòu)成的平面與直管段軸線垂直，十字支撐架中心安裝有導(dǎo)桿，導(dǎo)桿上安裝有緩沖彈簧，導(dǎo)桿的自由端置于壓蓋中心通孔內(nèi)，壓蓋可沿導(dǎo)桿做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

所述的旋流發(fā)生器主要由旋流葉片和中心軸組成，旋流葉片沿中心軸環(huán)繞布置，且旋流葉片外緣與直管段內(nèi)壁緊密貼合，中心軸軸線與直管段的軸線重合，中心軸上游端面固定于十字支撐架的中心。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)將止回閥和旋流發(fā)生器整合為一體，有效控制了螺旋流排液過程中液體的回流；

(2)可消除地形起伏誘發(fā)的段塞流；

(3)本發(fā)明可水平、傾斜或豎直布置，可在管線不停輸前提下完成排液，運(yùn)行成本低，操作方便。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明止回閥軸向視圖；

圖3為本發(fā)明排液過程示意圖；

圖4為本發(fā)明回流控制過程示意圖；

圖5為本發(fā)明工作效果示意圖。

具體實(shí)施方式: