[發明專利]油氣井測試放噴用氣液分離器

在審

• 申請號: 201611087396.3
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN107642351A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 黨文義;張杰東;楊嬌;于安峰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: E21B43/34
• 分類號: E21B43/34
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙)31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明涉及一種油氣井測試放噴用氣液分離器。

背景技術

在頁巖氣試氣采氣安全放空燃燒系統開發中，需要開發高效的頁巖氣試氣放噴用氣液分離器。試氣過程具有放噴氣量及帶液量變化大、壓力大的特點，放噴氣帶液對后續的試氣流量計量及放噴氣安全燃燒都會造成嚴重影響?，F場一般采用的重力式氣液分離器主要是利用氣液兩相的密度(比重)差實現兩相的分離，即液體所受重力大于氣體的浮力時，液滴將從氣相中沉降出來而被分離。雖然重力分離器結構簡單，但體積較大，停留時間長，分離效果較差，需要人工監測液位情況控制排凝，安全性和可靠性較差。目前對高效氣液分離研究較多的為旋風分離技術，該技術具有分離效率高的特點，但對氣體流量有較為嚴格的要求。在頁巖氣試氣放噴時，井筒內的壓力是逐漸釋放的，氣液分離器內的壓力隨產氣量的增大而同步增大，放噴氣量在50萬立方以內時，分離器內的壓力在1.5～3.5MPa范圍內。同時，由于頁巖氣儲層特點，放噴初期含液量較大，氣量較小；當井下液體及壓力降低產生的凝析液釋放后，井下壓力逐步釋放，氣量逐漸增大，含液量也趨于穩定?？傮w來說，頁巖氣放噴氣液分離的難點是初始階段的大液量分離及變工況時分離器的高效分離能力。

趙莉等在“影響三相分離器運行效果的因素分析”(《石油化工應用》，2013年02期)一文中指出：三相分離器出口指標(分離效率)對進液量的變化較為敏感。由于上游集輸的不穩定導致分離器進口液量的波動(在實際處理能力以內)，給分離器的操作和保持恒定的氣液界面造成困難，從而嚴重影響了氣液和油水的分離效果。來液量增加，由于容器內需要處理大量氣體，因而氣體流速很快，氣體和液體水平流速相差非常大，造成油相液面波動，破壞了液面的穩定產生氣體霧沫夾帶，從而影響氣液分離和油水分離質量，會導致出口指標變差；來液量比較穩定時，能使氣液界面相對保持恒定，就保證了氣液和油水分離的效果較好。

頁巖氣放噴時氣液比例變化規律較為復雜，傳統三相分離器需要較長停留時間，分離器體積均較大，且分離器效率不高。因此，本發明旨在通過離心分離裝置內特殊設計的旋流回轉結構及兩級分離器空間，采用離心分離結合慣性分離機理，在有限空間內實現不同氣液工況條件下的緩沖及高效分離，并減小分離器的體積，并實現單個分離器內部的兩級分離過程。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中停留時間較長、分離器體積較大、分離器效率不高的問題，提供一種新的油氣井測試放噴用氣液分離器。該分離器具有停留時間較短、分離器體積較小、分離器效率高的優點。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案如下：一種油氣井測試放噴用氣液分離器，包括分離器氣液入口1、切向或蝸向入口段2、分離器分離空間3、分離器壁面4、分離器底部錐體段5、分離器下部液滴沉降空間6、分離器排液口7、分離器錐體段排液口8、分離器升氣管9、蝸殼上頂板10、分離器上部分離空間11、分離器排氣管12、分離器凈化氣排出口13、上部分離空間排液槽14、錐體段外側排液通道15、錐體段下部環形擋板16，切向或蝸向入口段2的前端有分離器氣液入口1，切向或蝸向入口段2的上方有蝸殼上頂板10，切向或蝸向入口段2的中心有分離器升氣管9，切向或蝸向入口段2的下方有分離器底部錐體段5和分離器排液口7，切向或蝸向入口段2的上方有分離器排氣管12和分離器凈化氣排出口13，蝸殼上頂板10和分離器排氣管12之間有分離器上部分離空間11，分離器升氣管9和分離器底部錐體段5之間有分離器分離空間3，分離器底部錐體段5的下端開有分離器錐體段排液口8，分離器底部錐體段5和分離器排液口7之間有分離器下部液滴沉降空間6；蝸殼上頂板10上邊緣上沿圓周方向均布有6～12條上部分離空間排液槽14，開縫寬度在2～10mm，長度在5～25mm；分離器錐體段5上部與分離器壁面4間有環形錐體段外側排液通道15。

上述技術方案中，優選地，分離器升氣管9直徑D2為分離器內徑D1的0.4～0.8之間。

上述技術方案中，優選地，分離器錐體段5上部端口直徑D3為分離器內徑D1的0.8～0.95之間。

上述技術方案中，優選地，分離器排氣管12直徑D4為分離器內徑D1的0.05～0.25之間。

上述技術方案中，優選地，分離器排氣管9插入深度H4為分離器上部分離空間11高度H1的0.5～1.5之間。

上述技術方案中，優選地，切向或蝸向入口段2為單入口或呈180°軸對稱的雙入口。