[發明專利]一種高含液氣井井口防段塞旋流脫水裝置

有效

• 申請號: 201810547548.6
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108707480B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 封子艷;崔銘偉;封飛;張麗;張紅紅
• 申請（專利權）人: 濱州學院
• 主分類號: E21B43/34
• 分類號: E21B43/34
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 張亮

本發明提供了一種高含液氣井井口防段塞旋流脫水裝置，包括脫水罐，所述脫水罐的兩端分別設有第一入口和第一出口，所述脫水罐內設有隔板，所述隔板位于第一入口的一端設有段塞捕集器，所述隔板將脫水罐的內腔分割成上下兩個腔室，所述隔板的上方為脫水室，所述隔板的下方為段塞捕集室，所述脫水室內設有循環旋流脫水裝置，所述循環旋流脫水裝置的排氣口與脫水罐的第一出口連通，所述循環旋流脫水裝置的排水口與第二液相捕集裝置連通，所述段塞捕集室與第一液相捕集裝置連通。在脫水室內設置循環旋流脫水裝置，能夠對首次分離后的氣體進行二次氣液分離，提高氣液分離的效果，使氣液混合物中的氣體和液體分離更加徹底。

技術領域

本發明屬于天然氣開采設備技術領域，具體涉及一種高含液氣井井口防段塞旋流脫水裝置，特別適應于后期含水較多、段塞流明顯且天然氣產量較高的天然氣井口氣液兩相的分離。

背景技術

常規陸上天然氣開采，基于生產計量、安全輸送及高效管理等方面的考慮，需要在天然氣生產的上游進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為主的臥式和立式沉降罐，該類型裝置占地面積大、工程造價高、處理時間長、生產效率低。

因地制宜，以旋流分離技術為關鍵技術的氣液分離裝置應用廣泛，依據不同的流體流動方向，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；依據不同的結構形式，可以將分離裝置分成柱狀旋流式、柱—錐狀旋流式、螺旋通道式和導流葉片式等。

這其中以氣液柱狀旋流分離器(GLCC)的研究與應用最為成熟，經過國內外各大院校與石油公司三十多年來的不懈努力，其在分離機理、結構設計、儀控等方面的研究取得了重要成就。從工程應用來看，GLCC主要面向低氣液比、低流速的流動工況，在非設計工況試驗測試及應用過程中，比如油氣處于環霧狀流以及氣液流速較高的工況，分離性能會遭到惡化，導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致的短路流損失，也是其他氣液旋流分離裝置應用過程中存在的問題。

國外石油公司計劃應用的氣液分離裝置，可以總結其在設計過程中遵循的原則：設備高效緊湊化，將離心分離技術作為氣液分離裝置的關鍵技術，滿足分離設備的高效性要求；避免分離器內部存在細小的孔洞與間隙，減少設備的磨損和堵塞，延長使用壽命，滿足分離設備的安全性要求；分離器附加儲液空間，提供液位檢測裝置足夠的響應時間，便于遠程監控，滿足分離設備的穩定性要求。

目前，氣田天然氣井口無相關氣液分離設備，導致集氣管線含液較多，管線積液嚴重，國內相關氣液分離器研究大多集中于面向試驗室中理想的氣液兩相混合物，實際應用情況不理想。

專利名稱“一種前級分離器排氣分級凈化的多級旋風分離器系統”(CN103056048B)，提供了一種可應用于煉油、化工、環保等行業的氣固、氣液多用途旋流分離器，其特點為多級分離，但該發明未見工業應用。

專利名稱“一種氣液分離裝置”(CN2832267Y)和專利名稱“一種氣液分離器”(CN100358638C)，這兩項專利均保護同一種氣液旋流分離設備，其特點為專門針對氣液分離，且耐高壓能夠實現二次旋流分離，分離效率高，但入口流速要求苛刻，較多應用在工況穩定的煉廠。

專利名稱“一種氣液旋風分離器”(CN103240191B)，完全借鑒了原始氣固分離器的結構形式，實際應用過程中難免適應性不強。

專利名稱“一種氣液分離器”(CN204280328U)，借鑒了重力分離設備的原理，設備本身體積較大，很難適應天然氣井場高壓、集約、高效的要求。

專利名稱“高效氣液旋風分離器”(CN103816724A)，其特點分為內外筒，且內筒包含填料，導致該設備應用過程中壓降較大，且需定期清理填料，操作復雜，不利于無人值守的現場應用。

專利名稱“輸氣管道高效旋風分離器”(CN1133504C)，開發了一種用于輸氣管道的高效旋風分離器，但該分離器仍然借鑒了氣固分離器的結構形式，分離效率不高。