CN103397873B - 天然气气田井口气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种天然气气田井口气净化装置，涉及天然气技术领域，本发明提供的一种天然气气田井口气净化装置，包括进气管路、斜管净化器、滤芯式过滤器、螺旋管净化器、排污系统以及系统安装支架；其中，所述进气管路的出气口与所述斜管进化器的进气口连接，所述斜管净化器的出气口与所述滤芯式过滤器的进气口连接，所述滤芯式过滤器的出气口与所述螺旋管净化器的进气口连接，所述螺旋管净化器的出气口与所述排污系统连接；通过所述系统安装支架搭建所述进气管路、所述斜管净化器、所述滤芯式过滤器、所述螺旋管净化器以及所述排污系统。

Description

天然气气田井口气净化装置

技术领域

本发明涉及天然气技术领域，尤其涉及一种天然气气田井口气净化装置。

技术背景

在目前的国内疏松岩气藏开发过程中，由于疏松砂岩气藏埋藏较浅、岩石胶结性差，并且粘土和杂基含量高，在开采过程中容易出砂。气井出砂之后易造成地面设备、油管管线的腐蚀和堵塞，这将增加开采成本。同时，多数气田天然气内含有液态水，在开采和输送过程中如果温度控制不好，容易形成天然气水合物，堵塞管道，造成生产甚至安全事故。

目前国内对含砂天然气处理大多通过集输管网输送至处理站内，先进行注醇或多井式天然气炉加热防冻，然后再经过通过大型三相分离器进行气、液、固三相分离。这样处理有一定的局限性。首先，由于井口产出气含有地层砂，在集输管线输送和加热炉加热过程中已经对管线和加热设备造成了一定的破坏。其次，天然气水合物防治必须要严格控制管线输送气的温度，而注醇防冻工业甲醇又是毒性极强的工业原料，对人体和环境均有很大危害。

发明内容

本发明提供了一种天然气气田井口气净化装置，本发明目的是要提供一种在天然气井口使用的高效井口气净化处理装置，在进入集输管线前就对天然气中的地层砂、水进行有效的分离，防止地层砂对地面设备、油管管线的腐蚀和堵塞，同时去除绝大部分的液态水，大大降低天然气水合物的产生几率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种天然气气田井口气净化装置，包括进气管路、斜管净化器、滤芯式过滤器、螺旋管净化器、排污系统以及系统安装支架；其中，所述进气管路的出气口与所述斜管净化器的进气口连接，所述斜管净化器的出气口与所述滤芯式过滤器的进气口连接，所述滤芯式过滤器的出气口与所述螺旋管净化器的进气口连接，所述螺旋管净化器的出气口与所述排污系统连接；通过所述系统安装支架搭建所述进气管路、所述斜管净化器、所述滤芯式过滤器、所述螺旋管净化器以及所述排污系统。

其中，所述斜管净化器包括储液管、斜管填料以及丝网捕雾器；工艺气进入斜管净化器，气流由斜管净化器进口进入分离器，冲击储液管下部液面，在斜管填料对气流进行导向分流的同时，部分气流夹带液滴和地层砂撞击填料壁板；斜管填料上部安装有丝网捕雾器，丝网捕雾器快速捕捉到沉降下来的液滴，桥接汇集形成混杂地层砂的细流薄膜，通过斜管填料汇聚至储液管。

其中，所述螺旋管净化器，包括储液管、螺旋管填料、流速调整阀以及外层捕液网；工艺气进入螺旋管净化器，从进口进入到螺旋填料的螺旋流道内，细水雾和地层砂被甩到外壳壁上并形成混合地层砂的液膜，液膜沿内筒和外器壁的间隙流到储水部分；螺旋体外层设置有外层捕液网，外层捕液网在管壳体和螺旋填料间形成吸收吸附层，在外壁与螺旋板之间形成隔离层，在流量变化范围大的工况下，通过开关流速调整阀来满足对设备的螺旋分离流速的控制要求。

本发明目的是要提供一种在天然气井口使用的高效井口气净化处理装置，在进入集输管线前就对天然气中的地层砂、水进行有效的分离，防止地层砂对地面设备、油管管线的腐蚀和堵塞，同时去除绝大部分的液态水，大大降低天然气水合物的产生几率。

附图说明

图1a为本发明实施例提供的天然气气田井口气净化装置的结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的天然气气田井口气净化装置

图2所示为本发明实施例提供的天然气气田井口气净化装置中的斜管净化器的结构示意图；

图3所示为本发明实施例提供的天然气气田井口气净化装置中螺旋管净化器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的描述。

本发明目的是要提供一种在天然气井口使用的高效井口气净化处理装置，在进入集输管线前就对天然气中的地层砂、水进行有效的分离，防止地层砂对地面设备、油管管线的腐蚀和堵塞，同时去除绝大部分的液态水，大大降低天然气水合物的产生几率。

本发明的目的是这样实现的：通过斜管净化器、螺旋管净化器、滤芯式过滤器、T形管净化器的有效组合实现对>1μ的地层砂和液态水进行分离。

系统工艺流程是：首先，工艺气通过斜管净化器，在斜管净化器内填料的作用下调整工艺气的流形和流速，对地层砂和液态水进行初步分离；然后工艺气进入螺旋管分离器，通过螺旋填料进行离心分离；最后，工艺气进入滤芯式过滤器对残余地层砂和液态水进行分离；同时在三级净化器间的连接管路设计上应用了T形管筛选原理，有效提高了分离效率。

本发明最大的关键是几种净化系统及原理的有效组合和对重力分离器、离心分离器的优化改进。传统的净化装置在处理含砂、水天然气的三相混合物均具有其局限性。传统的重力分离器的特点是体积大、笨重、投资高、分离效果较差，主要用于分离直径100μm以上的液滴或地层砂，如要处理更小的液滴或地层砂，性价比较低。而国内的大多数天然气田的地层砂平均粒径在0.04-0.07mm。

传统的气液离心分离利用旋转流体中液滴的离心力进行分离，其离心力能达到重力的数十倍，有很高的分离效率。离心分离设备具有体积小、易安装、运行稳定连续、无易损件、维护方便等优点。但是由于离心分离需要高速旋转流体以达到分离的离心力，所以需要高进气流速以维持离心力，而含有地层砂的气体在高速流动状态下会对设备有很大冲击腐蚀。

传统的滤芯式过滤器容污量有限，疏松岩气藏开发过程中，天然气含砂量不定，滤芯式过滤器不能满足天然气田连续性生产的要求。

本装置合理安排处理工序，在斜管是分离器上的优化利用了重力原理，在螺旋管分离器上优化利用螺旋离心原理，并使设备小型化、模块化，可实现井口气在井场出口处即能进行高效的分离处理，大大降低地层砂对地面设备、油管管线的腐蚀和堵塞，降低天然气水合物的产生几率。

图1a、图1b为本发明实施例提供的天然气气田井口气净化装置，包括：进气管路1、斜管净化器2、滤芯式过滤器3、螺旋管净化器4、排污系统5以及系统安装支架6。

其中，进气管路1的出气口与斜管净化器2的进气口连接，斜管净化器2的出气口与滤芯式过滤器3的进气口连接，滤芯式过滤器3的出气口与螺旋管净化器4的进气口连接，螺旋管净化器4的出气口与排污系统5连接。通过系统安装支架6搭建上述的进气管路1，斜管净化器2，滤芯式过滤器3、螺旋管净化器4以及排污系统5。

图2所示为本发明实施例提供的天然气气田井口气净化装置中的斜管净化器的结构示意图。

在本发明一实施例中，如图2所示，所述斜管净化器包括储液管21，斜管填料22，丝网捕雾器23。工艺气进入斜管净化器，气流由斜管净化器进口进入分离器，冲击储液管1下部液面实现水洗固体颗粒功能，在斜管填料22对气流进行导向分流的同时，部分气流夹带液滴和地层砂撞击填料壁板，利用惯性分离部分地层砂和液滴。气流经过填料分层室，实现重力沉降。由于斜管填料22使流形呈现分层流，大大减小了固体颗粒和液滴的沉降距离，缩短沉降时间。斜管填料22上部安装有丝网捕雾器23，丝网捕雾器23快速捕捉到沉降下来的液滴，桥接汇集形成混杂地层砂的细流薄膜，通过斜管填料22汇聚至储液管21。经过斜管填料22处理的气流，最后通过出口的丝网捕雾器23再次过滤除水，最终除去绝大部分的液滴。

图3所示为本发明实施例提供的天然气气田井口气净化装置中螺旋管净化器的结构示意图。

如图3所示，在本发明一实施例中，所述螺旋管净化器，包括储液管41，螺旋管填料42，流速调整阀43、外层捕液网44。工艺气进入螺旋管净化器，从进口进入到螺旋填料42的螺旋流道内，流形被分配为高速螺旋流，由于离心力的作用，细水雾和地层砂被甩到外壳壁上并形成混合地层砂的液膜，液膜沿内筒和外器壁的间隙流到储水部分，去除了工艺气内的大部分水和固体颗粒。同时在螺旋体外层设置外层捕液网44来解决气体夹带液滴的问题，外层捕液网44在管壳体和螺旋填料42间形成吸收吸附层，吸收吸附层是弹性良好的孔网，可有效吸收离心力作用下外甩的液滴，同时在外壁与螺旋板之间形成隔离层，降低器壁对液滴的反作用力的飞溅效果，减轻了液滴离散作用，使聚合的液膜快速下行流入储液管41，有效防止了气流夹带液滴。在流量变化范围大的工况下，通过开关流速调整阀43来满足对设备的螺旋分离流速的控制要求，克服离心式过滤器客服处理流量范围小的缺点。

Claims (2)

1.一种天然气气田井口气净化装置，其特征在于，包括进气管路、斜管净化器、滤芯式过滤器、螺旋管净化器、排污系统以及系统安装支架；

其中，所述进气管路的出气口与所述斜管净化器的进气口连接，所述斜管净化器的出气口与所述滤芯式过滤器的进气口连接，所述滤芯式过滤器的出气口与所述螺旋管净化器的进气口连接，所述螺旋管净化器的出气口与所述排污系统连接；通过所述系统安装支架搭建所述进气管路、所述斜管净化器、所述滤芯式过滤器、所述螺旋管净化器以及所述排污系统；

所述斜管净化器包括储液管、斜管填料以及丝网捕雾器；

工艺气进入斜管净化器，气流由斜管净化器进口进入分离器，冲击储液管下部液面，在斜管填料对气流进行导向分流的同时，部分气流夹带液滴和地层砂撞击填料壁板；斜管填料上部安装有丝网捕雾器，丝网捕雾器快速捕捉到沉降下来的液滴，桥接汇集形成混杂地层砂的细流薄膜，通过斜管填料汇聚至储液管。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述螺旋管净化器，包括储液管、螺旋管填料、流速调整阀以及外层捕液网；

工艺气进入螺旋管净化器，从进口进入到螺旋填料的螺旋流道内，细水雾和地层砂被甩到外壳壁上并形成混合地层砂的液膜，液膜沿内筒和外器壁的间隙流到储水部分；螺旋体外层设置有外层捕液网，外层捕液网在管壳体和螺旋填料间形成吸收吸附层，在外壁与螺旋板之间形成隔离层，在流量变化范围大的工况下，通过开关流速调整阀来满足对设备的螺旋分离流速的控制要求。