[發(fā)明專利]一種水下組合式天然氣氣液分離裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710137277.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN106731248A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉永飛;李清平;秦蕊;程兵;龐維新;姚海元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海油研究總院
• 主分類號(hào): B01D45/04
• 分類號(hào): B01D45/04;B01D45/16;B01D5/00;B01D53/00;C10L3/10
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,謝斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種天然氣氣液分離設(shè)備及方法，特別涉及一種水下組合式天然氣氣液分離裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的進(jìn)步以及國(guó)際社會(huì)對(duì)天然氣能源的需求，天然氣開發(fā)由陸上到水下，由淺水到深水。天然氣開發(fā)一般伴隨有天然氣凝析液和水，天然氣凝析液和水在天然氣的輸送過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)安全風(fēng)險(xiǎn)，特別是長(zhǎng)距離回接輸送或者立管回接深水平臺(tái)。對(duì)于產(chǎn)水較少的氣田，可以通過(guò)水下注入乙二醇等水合物抑制劑，然后輸送到平臺(tái)進(jìn)行天然氣氣液分離處理；對(duì)于高含水氣田，不但水合物抑制劑需求大，費(fèi)用高，而且還會(huì)大大增加輸送壓力，對(duì)氣田的自噴開采造成壓產(chǎn)，關(guān)井壓力高甚至無(wú)法自噴開采等不利影響。因此，對(duì)于高含水氣田需要進(jìn)行水下分離。

水下分離器相對(duì)于陸上或者平臺(tái)用分離器，要承受著很大的外壓，如果分離器腔體直徑跟陸上一樣，則壁厚就會(huì)非常厚，不但造價(jià)高，而且還會(huì)給建造、安裝等帶來(lái)很大的不便，造成整體工程費(fèi)用投資過(guò)高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠使天然氣氣液水下高效分離且處理量大的水下組合式天然氣氣液分離裝置及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種水下組合式天然氣氣液分離裝置，其特征在于：它包括進(jìn)氣管路和多個(gè)分離器單管，且所述進(jìn)氣管路的出口端具有多個(gè)進(jìn)氣支管路；每一所述分離器單管通過(guò)第一至第三隔板從上向下依次分隔成排氣室、集液室、進(jìn)氣室和排液室，并且在第一隔板和第三隔板上分別設(shè)置有閥門；在所述進(jìn)氣室內(nèi)設(shè)置有用來(lái)連通所述集液室和排液室的導(dǎo)液管，在所述集液室內(nèi)設(shè)置有用來(lái)連通所述排氣室和進(jìn)氣室的旋流芯管；所述進(jìn)氣管路上的每一所述進(jìn)氣支管路與每一所述分離器單管的所述進(jìn)氣室連接。

每一所述分離器單管的所述排氣室通過(guò)排氣支管路與排氣管路連接，每一所述分離器單管的所述排液室通過(guò)排液支管路與排液管路連接。

多個(gè)所述進(jìn)氣支管路沿圓周方向均布于所述進(jìn)氣管路的出口端，在每一所述進(jìn)氣支管路上設(shè)置控制閥，每一所述進(jìn)氣支管路伸入所述進(jìn)氣室的一端采用0～90°角的彎頭，所述彎頭方向朝向所述進(jìn)氣室的下方，所述第三隔板采用傾斜設(shè)置，所述閥門設(shè)置在所述第三隔板上的傾斜低點(diǎn)。

所述閥門采用單向閥。

在所述分離器單管的所述排氣室內(nèi)的設(shè)置絲網(wǎng)。

所述旋流芯管包括導(dǎo)管和旋流機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)管的底端內(nèi)部設(shè)置所述旋流機(jī)構(gòu)，在所述導(dǎo)管上位于所述旋流機(jī)構(gòu)上方的側(cè)壁上均布設(shè)置多條排液側(cè)縫。

所述旋流機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)流錐以及沿所述導(dǎo)流錐中部側(cè)壁的圓周方向均布多個(gè)造旋葉片。

所述導(dǎo)管包括進(jìn)氣段導(dǎo)管和排氣段導(dǎo)管，所述排氣段導(dǎo)管直徑小于所述進(jìn)氣段導(dǎo)管的直徑，所述進(jìn)氣段導(dǎo)管套接在所述排氣段導(dǎo)管的底部。

所述分離器單管的直徑為300～600mm，高度為1500～5000mm。

本發(fā)明還提供了一種基于水下組合式天然氣氣液分離裝置的分離方法，包括以下步驟：

1)水下氣田含液天然氣進(jìn)入進(jìn)氣管路，遠(yuǎn)程操作打開控制閥，含液天然氣經(jīng)進(jìn)氣支管路分流到多個(gè)分離器單管的進(jìn)氣室，含液天然氣在分離器單管的進(jìn)氣室的管壁和第三隔板上凝結(jié)出液相，最終液相匯聚到第三隔板上并經(jīng)第三隔板上的閥門排至排液室，排液室內(nèi)的液相經(jīng)排液支管路匯聚到排液管路排出；

2)經(jīng)步驟1)未分離下來(lái)的液相隨天然氣進(jìn)入旋流芯管，未分離下來(lái)的液相在造旋葉片的離心作用下經(jīng)排液側(cè)縫匯聚到集液室，經(jīng)過(guò)導(dǎo)液管排至排液室，氣相進(jìn)入排氣室；

3)進(jìn)入排氣室內(nèi)的天然氣仍然有少量未能分離下來(lái)的液相，液相遇到絲網(wǎng)后聚結(jié)變?yōu)榇笠旱危缓蟮温洌?dāng)落下來(lái)的液滴足夠多時(shí)第一隔板上的閥門打開，液相進(jìn)入集液室經(jīng)導(dǎo)液管排至排液室，排液室內(nèi)的液相經(jīng)過(guò)排液支管路匯聚到排液管路排出；分離器單管的排氣室中的氣相經(jīng)排氣支管路匯聚到排氣管路后轉(zhuǎn)移到外部。