CN104524871B - 一种立式气液分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种立式气液分离装置，包括罐筒，罐筒上部设置有入口，罐筒内部入口的下方设置有导流板，所述罐筒内部下方设置有内衬，内衬下方设置有集砂罐，所述集砂罐与罐筒连通，所述集砂罐下方固定连接有罐底；罐底上设置的出液口连接有下直角弯头，所述罐筒上方固定连接有罐盖，所述罐筒上部出气口设置有上直角弯头。本发明可以解决放喷气液混合体压力高，分离困难、冲蚀严重等技术难题。该立式气液分离装置具有均匀进气(液)结构，进气（液）管线采用加强直角弯头、抵御直冲带来的冲蚀，纯工作寿命大于1000小时。立式气液分离装置上出气管线为3＂无缝加厚管，并由壬1502连接，下出液管线为3＂无缝加厚管，并由壬1502连接，便于拆卸、维修。
Description
技术领域
本发明属于油气田污水处理、地面测试、试气作业领域，特别涉及一种立式气液分离装置。
背景技术
在气井试气与压裂作业中，大排量的气携带地层砂及压裂返排砂进入管线，此时气体不仅由于排量大而导致管内的线速度大，而且处于高压状态下，因而不可避免地会造成地面管汇及仪器、装置的磨蚀。
目前比较普遍的方法是在井下安装油嘴进入节流降压，使得井口压力降压至20MPa以下，以便在地面时，在中、低压状况下对气流进行处理。
此种方法带来的问题是容易造成井下的砂堵，乃至最终影响气井的产能；也容易造成在试气作业中井下地层工艺的数据的不准确，影响对井产能的判断；而且井口压力的降低，也不利于通过井下的装置控制回压来控制井内流体，以及调节地面气流压力。
现场情况使用分离装置来除去砂等颗粒，避免对管汇造成磨损。目前使用的是离心旋流分离器，但该设备也有许多不足，其体积庞大、壁厚，制作复杂。然而离心旋流式装置适合小型化、且分离作用时间短、也适于进行自动化控制，故是新分离器的选择。
发明内容
为了克服目前离心旋流分离器，体积庞大、壁厚、制作复杂的问题，本发明的提供一种在油气井压裂返排液中的一种立式气液分离装置，可承压35 MPa，将气体与液体（含砂）进行分离，能实现工作时气管线无液体返出，排液管线无气体返出，气体去除率达到98%以上，为进一步的固液分离奠定基础。
本发明的技术方案为：
一种立式气液分离装置，包括罐筒，罐筒上部设置有入口，罐筒内部入口的下方设置有导流板，所述罐筒内部下方设置有内衬，内衬下方设置有集砂罐，所述集砂罐与罐筒连通，所述集砂罐下方固定连接有罐底；罐筒的下部出液口连接有下直角弯头，下直角弯头穿过罐底3与集砂罐连通；所述罐筒上方固定连接有罐盖，所述罐筒上部出气口设置有上直角弯头，上直角弯头穿过罐盖与罐筒连通。
所述上直角弯头与下直角弯头结构相同，且位于同一垂直线上。
所述上直角弯头通过由壬与上出气管线连接，下直角弯头通过由壬与下出液管线连接。
所述由壬为由壬1502。
所述内衬为锥型。
所述罐筒与罐盖通过螺栓固定连接。
所述罐筒与罐底通过螺栓固定连接。
所述上出气口的管线上设置有上开关阀和下出液口的管线上设置有下开关阀。
本发明的有益效果为：
本发明可以解决放喷气液混合体压力高，分离困难、冲蚀严重等技术难题。该立式气液分离装置进气（液）管线采用加强直角弯头、抵御直冲带来的冲蚀，纯工作寿命大于1000小时。立式气液分离装置上出气管线为3＂无缝加厚管，并由由壬1502连接，下出液管线为3＂无缝加厚管，并由由壬1502连接，便于拆卸、维修。
以下将结合附图进行详细的说明。
附图说明
图1 立式气液分离装置结构示意图。
附图中， 1、罐盖；2、罐筒；3、罐底；4、螺栓；5、上直角弯头；501、下直角弯头；6、上出气管线；7、积砂罐；8、下出液管线，9入口；10、内衬；11、上开关阀；12下开关阀；13导流板。
具体实施方式
实施例1：
为了克服目前离心旋流分离器，体积庞大、壁厚、制作复杂的问题，本发明的提供如图1所示的一种立式气液分离装置，在油气井压裂返排液中可承压35 MPa，将气体与液体进行分离，液体为含砂液体，能实现工作时气管线无液体返出，排液管线无气体返出，气体去除率达到98%以上。
一种立式气液分离装置，包括罐筒2，罐筒2上部设置有入口9，罐筒2内部入口9的下方设置有导流板13，所述罐筒2内部下方设置有内衬10，内衬10下方设置有集砂罐7，所述集砂罐7与罐筒2连通，所述集砂罐7下方固定连接有罐底3；罐底3上设置的的出液口连接有下直角弯头501，下直角弯头501穿过罐底3与集砂罐7连通；所述罐筒2上方固定连接有罐盖1，所述罐筒2上部出气口设置有上直角弯头5，上直角弯头5穿过罐盖1与罐筒2连通。
所述上直角弯头5与下直角弯头501结构相同，且位于同一垂直线上。
上直角弯头5与下直角弯头501的增加，抵御直冲带来的冲蚀，使得其纯工作寿命大于1000小时。
在本发明运行时，返排混合液体通过管线进入立式气液分离装置，气液旋流前行，经过导流板13的摩擦碰撞实现气液分离，在导流板13和内衬10的双重作用下，实现流体的旋转作用，将砂、液抛出，砂、液向下沉淀，由于砂粒密度大，沉淀过程中将液挤出，液体又被带前行，直至砂粒充满下面的积砂罐7。下方出液口上设置的开关阀12，能定时排放砂粒，本实施例中设置定时1h排放砂粒。
所述上出气口的管线上设置有上开关阀11和下出液口的管线上设置有下开关阀12。
气液分离后的气体从上出口排出，液体从下出液口排出。
所述内衬10为锥型。
所述罐筒2与罐盖1通过螺栓4固定连接。
所述罐筒2与罐底3通过螺栓4固定连接。
所述的一种立式气液分离装置承压为35 MPa。
所述上直角弯头5通过由壬与上出气管线6连接，下直角弯头501通过由壬与下出液管线8连接。
上出气管线6出口可以安装捕雾器、除泡沫装置，便于对分离出的气体进行下一步的处理，上出气管线6和下出液管线8为3＂无缝加厚管，并由由壬1502连接，便于拆卸、维修。
所述由壬为由壬1502。
本发明所述的立式气液分离装置采用 35铬钼合金钢材质，进气口冲击面敷焊耐磨材料；内置放锥型内衬10，便于更换。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本发明所述气液分离装置为撬装式结构。
所述撬装框架尺寸为宽≦2300㎜，高≦2800㎜，长≦8000㎜。
所述立式气液分离装置设计为撬装结构，满足油田内卡车在公路上托运的要求，撬装框架尺寸不超过：宽≦2300㎜，高≦2800㎜，长≦8000㎜。
作业环境为适合含硫0-2000PPm、PH值3-9的地层产出的单向或多相流体。环境温度为适合-20℃～50℃的室外工作环境温度，不受雨雪风沙天气影响；适合0℃～60℃的流体工作温度。
连接方式：本发明装置的入口、出气口、出液口连接为标准API规定2-7/8＂外加厚油管公扣；
主要技术指标：额定工作压力35MPa；最大气处理量10×104m3/d；最大液（含砂）处理量1 m3/min，液体（含砂）出口压力可控，不高于2.0Mpa，可连续工作时间72小时以上，能实现工作时气管线无液体返出，排液管线无气体返出，气液分离率达到98%以上。
实施例3：
基于上述两个实施例，本发明的应用方式为：
1．油气井压裂后放喷排液，本实施例提供的立式气液分离装置入口9通过27/8＂TBG内螺纹转3＂1502由壬直接与井口相连，出气口也27/8＂TBG内螺纹转3＂1502由壬与后续的气体收集器相连。出液口也27/8＂TBG内螺纹转3＂1502由壬与后续的液体收集器相连，即与储液罐相连。
2．本发明装置运行时，返排混合液体进入通过管线进入本实施例提供的立式气液分离装置中，气液旋流前行，由于导流板13和内衬10的双重作用下，实现流体的旋转作用将砂、液抛出，砂、液向下沉淀，由于砂粒密度大，沉淀过程中将液挤出，液体又被带前行，直至砂粒充满下面的积砂罐7。
上出气口与下出液口上均设置有开关阀，打开下出液口上的下开关阀12的闸门实现排砂，定时排放砂粒，并从液路下开关阀12后引出冲砂管线，在砂粒排放时实施冲砂作业。
关闭闸门保证砂漏不下去，液和砂不分离，一起排出去。整个设备的入口9在罐筒2的中间，整个装置操作简单，从中间入口9进入，经过气液分离装置后，气液分离后的气体从上出气口排出，液体（含砂）从下出液口排出。
3．气液分离后的液体进入储液罐，起着隔离上部高压气流的作用；由于实际进液量是不稳定的，再设置排液管线上的液位控制阀，并与气出口管线上的压力控制阀联动，形成液位控制系统，以控制液位在安全范围内上下浮动，不使气流下冲，也不使液流上窜。
4．气体管线收集天然气集中处理或者燃烧。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (6)
1.一种立式气液分离装置，其特征在于 ：包括罐筒（2），罐筒（2）上部设置有入口（9），罐筒（2）内部入口（9）的下方设置有导流板（13），所述罐筒（2）内部下方设置有内衬（10），所述内衬（10）为锥型，内衬（10）下方设置有集砂罐（7），所述集砂罐（7）与罐筒（2）连通，所述集砂罐（7）下方固定连接有罐底（3）；罐底（3）上设置的出液口连接有下直角弯头（501），下直角弯头（501）穿过罐底（3）与集砂罐（7）连通 ；所述罐筒（2）上方固定连接有罐盖（1），所述罐筒（2）上部出气口设置有上直角弯头（5），上直角弯头（5）穿过罐盖（1）与罐筒（2）连通。
2.根据权利要求1所述的一种立式气液分离装置，其特征在于 ：所述上直角弯头（5）与下直角弯头（501）结构相同，且位于同一垂直线上。
3.根据权利要求1所述的一种立式气液分离装置，其特征在于 ：所述上直角弯头（5）的出口通过由壬连接有上出气管线（6），下直角弯头（501）的出口通过由壬连接有下出液管线（8）。
4.根据权利要求3所述的一种立式气液分离装置，其特征在于 ：所述由壬为由壬1502。
5.根据权利要求 1 所述的一种立式气液分离装置，其特征在于 ：所述罐筒（2）与罐盖（1）通过螺栓（4）固定连接。
6.根据权利要求 1 所述的一种立式气液分离装置，其特征在于 ：所述罐筒（2）与罐底（3）通过螺栓（4）固定连接。
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