[發明專利]微氣泡軸流和旋流雙場三級管式T型脫氣裝置

有效

• 申請號: 202110040894.7
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112892001B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 劉新福;郝忠獻;陳基;余潮泳;于廣海;郝愛剛;吳曉明;王建峰;邢雯;石永軍;王筱磊;張瑞強
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00;E21B43/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種微氣泡軸流和旋流雙場三級管式T型脫氣裝置，應用于氣液兩相流快速脫氣。該三級管式T型脫氣裝置采用微氣泡均混旋轉軸流場和螺旋流道錐狀旋流場與分層射流碰撞換向深度脫氣相結合的快速脫氣技術，微氣泡均混器將含有大氣泡的氣液兩相流調整為微氣泡均混軸流，微氣泡造旋器將微氣泡均混軸流調整為含有微氣泡的分股旋轉軸流，旋轉軸流脫氣器實施臥式微氣泡均混分股旋轉軸流脫氣作業，脫除大部分微氣泡而形成軸流氣體和軸流液體，錐狀旋流脫氣器實施立式螺旋流道單股錐狀旋流脫氣作業，脫除剩余少量微氣泡而形成旋流氣體和旋流液體，射流換向脫氣器實施立式分層射流碰撞換向脫氣作業，脫除小粒徑液滴而形成換向氣體和換向液體。

技術領域

本發明涉及一種油氣田開發與開采工程領域管式快速脫氣裝置，特別是涉及一種微氣泡均混旋轉軸流場和螺旋流道錐狀旋流場組合的雙場三級管式T型脫氣裝置及其作業流程。

背景技術

氣液兩相流高效分離技術對油氣田開發與開采工程具有非常重要的現實意義，其主要原因一是由于高效脫氣技術可以有效防止氣液兩相混輸過程中產生段塞流并避免段塞流對輸送管道及其沿程設備造成沖擊，二是由于高效脫氣技術可以有效降低油氣田開采過程中的井底回壓，從而提升油氣采收率。

常規氣液分離技術是采用容器式分離器或者容器式凝析液捕集器，容器式分離器主要依靠氣液兩相密度差進行重力分離，分離時的停留時間較長，設備體積和占地面積較大，且分離效率較低，已不能滿足當前較高油氣分離效率的需求。

Fliance等設計了有螺旋型壁面的氣液分離水力旋流器，氣液分離水力旋流器與傳統容積式分離器相比，具有結構簡單緊湊、能耗較低、設備體積小和重量輕、操作簡便等優點，且從環境和安全等方面考慮，可以明顯降低烴的殘留量。其中，英國石油公司研制的油氣分離用水力旋流器具有極高的除氣效率，且大大高于常規的重力分離器，氣體體積含量占64％的原油經該水力旋流器一次分離，含氣量可降至5％，且排出的氣體中含油量較低。

Movafaghian等開展了有關柱狀氣液分離器的幾何結構、物料特性、壓力因素等研究工作，柱狀氣液分離器(GLCC)屬于旋流式氣液分離器，且其研究和應用最為成熟，柱狀旋流氣液分離器的工作機理主要是通過入口的流型轉換和筒體內的旋流進行氣液分離，其適用工況以氣相為連續相的低流速、低氣液比的氣液兩相流為主，然而應用于高氣液比以及高氣速的霧狀流和段塞流工況時，液相會以高速旋轉的液滴或者液膜的形式沿著分離器壁面爬升，最終旋出升氣管，造成分離性能的惡化。最后需要指出的是，目前國內對緊湊高效氣液分離技術的研究尚處于試驗階段。

發明內容

為了克服現有油氣田開發與開采工程容器式、柱狀和水力旋流氣液分離處理設施存在的缺陷和不足，并改善國內緊湊型高效氣液分離技術尚處于試驗階段的研究現狀，本發明的目的是提供一種適合油氣田開發與開采工程領域氣液兩相流快速脫氣用的微氣泡軸流和旋流雙場三級管式T型脫氣裝置。該三級管式T型脫氣裝置采用微氣泡均混旋轉軸流場和螺旋流道錐狀旋流場與分層射流碰撞換向深度脫氣相結合的快速脫氣技術，依次實施臥式微氣泡均混分股旋轉軸流脫氣作業、立式螺旋流道單股錐狀旋流脫氣作業和立式分層射流碰撞換向脫氣作業，具備快速脫氣、氣中含液率低、設備占地面積小和重量輕等特點，有效解決氣液兩相流的快速脫氣問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是開發一種微氣泡軸流和旋流雙場三級管式T型脫氣裝置，主要由微氣泡均混器、微氣泡造旋器、旋轉軸流脫氣器、錐狀旋流脫氣器和射流換向脫氣器組成，旋轉軸流脫氣器、錐狀旋流脫氣器和射流換向脫氣器的材質選用超級雙向不銹鋼且內襯金屬陶瓷，微氣泡均混器、微氣泡造旋器和旋轉軸流脫氣器通過法蘭連接由左至右依次同軸心布置，射流換向脫氣器和錐狀旋流脫氣器自上而下同軸心布置，同時依據軸流排液三通管的三個管段端部的法蘭盤將旋轉軸流脫氣器、錐狀旋流脫氣器和射流換向脫氣器連為一體，且旋轉軸流脫氣器同時與錐狀旋流脫氣器和射流換向脫氣器垂直相交布置，使得整個三級管式T型脫氣裝置呈現T型管式構造。