[發(fā)明專(zhuān)利]一種氣井井口管式外循環(huán)旋流脫水裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810546254.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108999605A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 封子艷;崔銘偉;楊仲年;謝彥;封飛;王成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濱州學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/34
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/34;C10K1/00;B01D45/16
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 王茜

本發(fā)明涉及天然氣開(kāi)采領(lǐng)域，尤其涉及一種氣井井口管式外循環(huán)旋流脫水裝置。本發(fā)明一種氣井井口管式外循環(huán)旋流脫水裝置，包括外循環(huán)旋流脫水機(jī)構(gòu)，外循環(huán)脫水機(jī)構(gòu)包括分離室和位于分離室內(nèi)的軸向?qū)Я鳈C(jī)構(gòu)；分離室的外層套設(shè)有二次分離導(dǎo)流室，分離室和二次分離導(dǎo)流室通過(guò)環(huán)形縫隙連通，二次分離導(dǎo)流室的下端連通有液相捕集裝置，二次分離導(dǎo)流室下端靠近入口一端連通外循環(huán)管的入口。本發(fā)明采用分離室和二次分離導(dǎo)流室結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)2次循環(huán)分離，提高了氣液兩相分離效率；適應(yīng)于后期含水較多、分離精度要求較高的天然氣井口氣液兩相的分離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣開(kāi)采領(lǐng)域，尤其涉及一種氣井井口管式外循環(huán)旋流脫水裝置。

背景技術(shù)

常規(guī)陸上天然氣開(kāi)采領(lǐng)域，基于生產(chǎn)計(jì)量、安全輸送及高效管理等方面的考慮，需要在天然氣生產(chǎn)的上游進(jìn)行氣液混合物的相間分離。所采用的分離裝置多是以重力分離技術(shù)為主的臥式和立式沉降罐，該類(lèi)型裝置占地面積大、工程造價(jià)高、處理時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低。因地制宜，以旋流分離技術(shù)為關(guān)鍵技術(shù)的氣液分離裝置應(yīng)用廣泛，依據(jù)不同的流體流動(dòng)方向，可以將分離裝置分為切向逆流式、軸向逆流式和軸向直流式等；依據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式，可以將分離裝置分成柱狀旋流式、柱—錐狀旋流式、螺旋通道式和導(dǎo)流葉片式等。這其中以氣液柱狀旋流分離器（GLCC）的研究與應(yīng)用最為成熟，經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外各大院校與石油公司三十多年來(lái)的不懈努力，其在分離機(jī)理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、儀控等方面的研究取得了重要成就。從工程應(yīng)用來(lái)看，GLCC主要面向低氣液比、低流速的流動(dòng)工況，在非設(shè)計(jì)工況試驗(yàn)測(cè)試及應(yīng)用過(guò)程中，比如油氣處于環(huán)霧狀流以及氣液流速較高的工況，分離性能會(huì)遭到惡化，導(dǎo)致分離液膜沿器壁的軸向爬升，降低分離效率。高流速下氣相出流通道聚集液膜的爬升損失以及高含液量下液相沖擊撕裂導(dǎo)致的短路流損失，也是其他氣液旋流分離裝置應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題。

國(guó)外石油公司計(jì)劃應(yīng)用的氣液分離裝置，可以總結(jié)其在設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循的原則：設(shè)備高效緊湊化，將離心分離技術(shù)作為氣液分離裝置的關(guān)鍵技術(shù)，滿足分離設(shè)備的高效性要求；避免分離器內(nèi)部存在細(xì)小的孔洞與間隙，減少設(shè)備的磨損和堵塞，延長(zhǎng)使用壽命，滿足分離設(shè)備的安全性要求；分離器附加儲(chǔ)液空間，提供液位檢測(cè)裝置足夠的響應(yīng)時(shí)間，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控，滿足分離設(shè)備的穩(wěn)定性要求。

目前，氣田天然氣井口無(wú)相關(guān)氣液分離設(shè)備，導(dǎo)致集氣管線含液較多，管線積液嚴(yán)重，國(guó)內(nèi)相關(guān)氣液分離器研究大多集中于面向試驗(yàn)室中理想的氣液兩相混合物，實(shí)際應(yīng)用情況不理想，專(zhuān)利技術(shù)主要是對(duì)傳統(tǒng)工藝或設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。中國(guó)石油大學(xué)（北京）孫國(guó)剛教授“一種前級(jí)分離器排氣分級(jí)凈化的多級(jí)旋風(fēng)分離器系統(tǒng)（CN103056048B）專(zhuān)利提供了一種可應(yīng)用于煉油、化工、環(huán)保等行業(yè)的氣固、氣液多用途旋流分離器，其特點(diǎn)為多級(jí)分離，但該發(fā)明未見(jiàn)工業(yè)應(yīng)用；為增強(qiáng)旋流分離器應(yīng)用的目標(biāo)性、高效性申請(qǐng)了專(zhuān)利“一種氣液分離裝置”（ CN2832267Y）和“一種氣液分離器” （CN100358638C），這兩項(xiàng)專(zhuān)利均保護(hù)同一種氣液旋流分離設(shè)備，其特點(diǎn)為專(zhuān)門(mén)針對(duì)氣液分離，且耐高壓能夠?qū)崿F(xiàn)二次旋流分離，分離效率高，但入口流速要求苛刻，較多應(yīng)用在工況穩(wěn)定的煉廠；天津曌宇環(huán)保科技發(fā)展有限公司杜紅斌的發(fā)明專(zhuān)利“一種氣液旋風(fēng)分離器”（ CN103240191 B）完全借鑒了原始?xì)夤谭蛛x器的結(jié)構(gòu)形式，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中難免適應(yīng)性不強(qiáng)；河北科技大學(xué)董金華的發(fā)明專(zhuān)利“一種氣液分離器”（CN204380328 U）借鑒了重力分離設(shè)備的原理，設(shè)備本身體積較大，很難適應(yīng)天然氣井場(chǎng)高壓、集約、高效的要求；中石化上海工程有限公司陳愈安的發(fā)明專(zhuān)利“高效氣液旋風(fēng)分離器”（CN103816724 A）為了解決現(xiàn)有技術(shù)中氣液分離器設(shè)備直徑較大、使用效率較低的問(wèn)題，提出了該專(zhuān)利，其特點(diǎn)分為內(nèi)外筒，且內(nèi)筒包含填料，導(dǎo)致該設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中壓降較大，且需定期清理填料，操作復(fù)雜，不利于無(wú)人值守的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。中國(guó)石油大學(xué)（北京）劉躠人的發(fā)明專(zhuān)利“輸氣管道高效旋風(fēng)分離器”（CN1133504C）開(kāi)發(fā)了一種用于輸氣管道的高效旋風(fēng)分離器，但該分離器仍然借鑒了氣固分離器的結(jié)構(gòu)形式，分離效率有待進(jìn)一步提高。

上述專(zhuān)利或現(xiàn)有設(shè)備均重點(diǎn)考慮可設(shè)備的氣液分離能力，較少考慮分離后液相的處理方式，或處理周期，導(dǎo)致上述分離設(shè)備適應(yīng)性仍有待提高。

發(fā)明內(nèi)容