[發明專利]一種氣液分離裝置及應用

有效

• 申請號: 201711290169.5
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108031148B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 林黎明;鐘興福;張軍;史仕熒;吳應湘
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明提供了一種氣液分離裝置及段塞流捕集器，能夠高效處理氣液混合物。包括：沿縱向依次層疊水平間隔設置的排氣管、進液管和排液管；所述進液管的出口端同時與位于同一方向的所述排氣管和所述排液管的端口連通；在所述進液管、排氣管和排液管的兩端端口內分別水平安裝有抑制氣液混合物的擾動幅度以及分隔已經析出氣體的波紋板；其中，所述進液管的出口端由波紋板隔開的上部與排氣管端口的波紋板隔開的下部連通，而由波紋板隔開的下部與排液管端口的波紋板隔開的上部連通。

技術領域

本發明涉及氣液分離設備領域，具體涉及一種通過逐層處理氣液混合液實現快速分離的氣液分離裝置及應用。

背景技術

隨著多相流技術在現代石油工業中越來越普遍的應用，深入研究其流動規律對指導油田生產的意義也越來越重大。多相流是一種非常復雜的流動現象，其流動的不均勻性、狀態的非平衡性和多值性增加了對它的研究難度。而大規模的陸地及海上油氣田開發項目在長距離管道集輸過程中典型地采用多相流混輸技術；其中最為常見的就是氣液混輸工藝及對應的氣液兩相流。

一般地，在重力作用下，液體趨向于在管道底部流動；而氣體則在管道頂部區域。在特定的操作條件下，氣體和液體在管道中分布和流速不均勻，容易出現氣體推動著液體像活塞一樣交替流動的現象，稱之為段塞流。段塞流是一種常見的不利于管道輸送的流動狀態，對于管道下游設備的壓力波動影響十分嚴重：氣液瞬時流量波動大，并伴有強烈結構振動，導致下游設備的運行不穩定，進而對系統安全產生破壞性的影響。

常見的段塞流捕集器分為容器(積)式和管(指)式兩種形式。這兩種形式的捕集器在結構形式上區別較大，實際應用中各有優勢。

容器式段塞流捕集器結構及工作原理類似于兩相分離器。當氣液混合物進入捕集器后，通過緩沖擋板減速，分離出的氣體進入上方集氣室，液體進入下方集液室，達到氣液分離的效果。常被用于易起泡的油氣介質，因其有較大容積空間和停留時間，使氣液分離和泡沫破碎，便于保溫且能保持流體的流動性。容器式段塞流捕集器占地面積小，但由于安裝和運輸條件的限制，常用于段塞量小于100m³的小體積段塞流，多安裝在具有狹小空間限制的海上平臺。

管式段塞流捕集器由若干根下傾的平行管段構成，一般由分流器、段塞分離段、段塞收集段和段塞儲液段、立管和沉(集)液管以及平衡管束等組成。在對于接收海上氣液混輸管線或路上管線較長、地形起伏變化復雜的工況下應用廣泛，具有吸收段塞波動量大、處理量大的特點。缺點是占地面積較大，且對來液分配均勻性要求較高，不均勻的分配會導致分離效果顯著降低。通常運用于段塞量大于100m³的段塞流，設置為海管終端的陸上處理廠入口的第一件設備。

然而，當海上平臺面臨日益增大的處理量時，面臨的矛盾顯而易見：占地面積小的容積式段塞流捕集器處理量較低，而管式段塞流捕集器占地面積超出海上平臺的容許。因此亟需找到一種新型高效的段塞流捕集器，既能滿足面積受限的海上平臺，又能顯著提升氣液分離與段塞流的處理量。

發明內容

本發明的一個目的是要提供一種氣液分離裝置，能夠高效處理氣液混合物。

本發明的另一個目的在于提供所述氣液分離裝置在段塞流捕集中的應用。

為了達到上述目的，本發明的具體技術方案如下：

一種氣液分離裝置，包括：沿縱向依次層疊水平間隔設置的排氣管、進液管和排液管；所述進液管的出口端同時與位于同一方向的所述排氣管和所述排液管的端口連通；

在所述進液管、排氣管和排液管的兩端端口內分別水平安裝有抑制氣液混合物的擾動幅度以及分隔已經析出氣體的波紋板；其中，所述進液管的出口端由波紋板隔開的上部與排氣管端口的波紋板隔開的下部連通，而由波紋板隔開的下部與排液管端口的波紋板隔開的上部連通。

進一步地，所述進液管、排氣管和排液管內部的中間位置間隔水平設有一個或多個所述波紋板。