[發(fā)明專利]氣-液分離的裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810179995.0
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN108404455A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·J·埃爾姆斯;G·A·赫德斯佩斯
• 申請（專利權(quán)）人: 哈文技術(shù)解決方案有限公司
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00;E21B21/06
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 浦易文

提供了一種多相分離裝置，該多相分離裝置在具有多個環(huán)的流成型管線中使流成型，該多個環(huán)具有遞減直徑。離心力驅(qū)使兩相流中的較重、較稠液體到流成型管線的外壁，而允許較輕、較稀蒸汽或氣體占據(jù)流成型管線的內(nèi)壁。借助位于流成型管線的內(nèi)壁上的氣體，內(nèi)壁上的離開端口將允許大部分氣體連同少量液體被送到常規(guī)分離器。剩余的液體隨后被引入可調(diào)節(jié)分相器以將不同液體組分彼此分離開。

本申請是申請?zhí)枮?01480027075.7(PCT/US2014/024367)，申請日為2014年03月12日，發(fā)明名稱為“氣-液分離的裝置及方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明總的涉及多相流體流中的組分分離。更具體地說，其涉及通過流成型裝置的重建流態(tài)，使得流體股中的大多數(shù)特定流體組分位于流體流體流的某一區(qū)域中，這允許各種流體組分有效分離。

發(fā)明背景

氣-液兩相流體流包括具有不同相的不同流體的混合物，諸如空氣和水，蒸汽和水或石油和天然氣。此外，流體流的液相還可包括諸如油和水的不同液體組分。氣-液兩相流采用很多不同的形式并且可分類成液體內(nèi)的不同類型的氣體分布。這些分類通常被稱為流態(tài)或流型并在圖1A-1E中示出。如圖1A所示的氣泡流通常是具有氣泡在液體中的完全均勻分散的液體的連續(xù)分布。如圖1B所示的活塞流或栓塞流是從氣泡流的過渡，其中，氣泡已經(jīng)合并成具有接近管徑的大小的較大氣泡。如圖1C所示的攪動流是其中活塞流氣泡已經(jīng)彼此連接的模型。在如圖1D所示的環(huán)狀流中，液體作為薄膜在管壁上流動而氣體沿管的中心流動。最后，在如圖1E所示的纖細環(huán)狀流中，隨著增大液體流量，氣體核心中的液滴濃度增大，從而導(dǎo)致液體大塊或大條紋形成。

通常要求將流體的氣體組分和液體組分彼此分離以使諸如某些類型的液泵的系統(tǒng)能夠正確運行。常規(guī)的立式氣-液分離器或臥式氣-液分離器可用于將氣體與液體分離。常規(guī)分離器通常采用機械結(jié)構(gòu)，其中，進入流體撞擊啟動氣體組分和液體組分之間的初級分離的導(dǎo)流擋板。網(wǎng)孔墊或除霧墊接著用于進一步去除懸浮液體。分離器的大小設(shè)置以及分離器的具體性質(zhì)依賴于很多因素，因素包括液體流量、液體密度、蒸汽密度、蒸汽速度和入口壓力。當蒸汽/液體比高或者總流量低時，選擇立式分離器。臥式分離器通常優(yōu)選地用于低蒸汽/液體比或者用于大總流體量。

這些類型的分離器的一個應(yīng)用是在石油和天然氣鉆井作業(yè)中。具體地說，當在鉆井作業(yè)過程中經(jīng)歷井涌時，使用泥漿-氣體分離器。井涌是在鉆井作業(yè)過程中進入井眼的流體地層流。如果井涌不能被快速控制，則其可能導(dǎo)致井噴。作為控制井涌的過程的部分，防噴裝置被觸發(fā)以關(guān)閉井眼并且井眼流體緩慢地循環(huán)離開井眼同時較重的鉆井液被泵入井眼。泥漿氣體分離器用于當井眼流體循環(huán)離開井眼時將天然氣與鉆井液分離開。經(jīng)常地，然而，現(xiàn)有技術(shù)的分離器具有處理具有諸如井眼的那些特性的高容量和/高流量的流體流的有限能力。

當然，分離器還用于石油和天然氣的生產(chǎn)中以將天然氣與正在生產(chǎn)的石油分離。此外，有很多需要使用氣-液分離器的其它應(yīng)用。例如，當被稱為船舶加油的給船舶提供燃料時，空氣通常夾帶在燃料中，從而導(dǎo)致所轉(zhuǎn)移的燃料測量不準確。類似地，在石油生產(chǎn)中或者其它液體的生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)移或輸送液體可導(dǎo)致在該過程期間液體獲取所夾帶的氣體。在這方面，所夾帶的氣體可阻礙液體產(chǎn)物的準確測量，不管其是在船舶加油過程中的所轉(zhuǎn)移的燃料還是管道中流動的液體。

發(fā)明內(nèi)容