CN104711059A - 火驱尾气除湿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火驱尾气除湿装置，包括：密闭的中空壳体，其沿着重力方向自下而上依次包括相互连通的：沉降区、第一分离区、第二分离区、第三分离区，所述第一分离区对应的壳体上设置有切向入口，所述第三分离区对应的壳体上设置有第一出口；所述沉降区对应的壳体上设置有第二出口；设置在所述第一分离区对应壳体内的第一分离件；设置在所述第二分离区对应壳体内的第二分离件；设置在所述第三分离区对应壳体内的第三分离件。本发明所述火驱尾气除湿装置，能够有效降低尾气湿度，为火驱开发的顺利进行，特别是能够为实现尾气冬季集输提供有力保障。

Description

火驱尾气除湿装置

技术领域

本发明涉及火驱尾气地面集输领域，特别涉及一种火驱尾气除湿装置。

背景技术

火驱采油是将空气或氧气通过注入井注入到油层，并通过电的、化学的等方式实施点火，加热到可以点燃原油的温度，使油层在地下燃烧。在地下燃烧过程中，一部分原油被燃烧后产生热量，并将其产生的热量传递给其他原油，其他原油受热后在重力作用下，迅速下降和高温燃烧气体一起沿阻力最小的通道进入生产井，继而从生产井中采出，实现火驱采油。

火驱开发具有增产效果显著、吨油成本低，开发效果显著等优势，因而得到了大规模的开发应用。随着火驱开发规模的增大，在火驱开发中随着原油一起采出的尾气量也大幅增加。

所述尾气中除含有烃类天然气之外还含有有毒且腐蚀性强的H₂S以及大量的水蒸汽，尾气整体湿度较大。尾气湿度大对尾气集输影响如下：

1、尾气湿度大容易造成支线、干线积液严重，特别是冬季容易造成集输管线发生冻堵，另外尾气湿度大支线、干线积液严重，使得H₂S溶于集输管线的积液中，进而腐蚀集输管线；

2、尾气湿度大容易造成尾气进入脱硫塔进行脱硫处理时，大量水汽被脱硫剂吸收，容易破坏脱硫药剂，降低脱硫药剂的使用寿命，从而造成药剂更换频繁及甚至H₂S处理不合格。

因此，针对上述问题有必要提供一种能够提高尾气除湿效率的装置，为火驱开发的顺利进行，特别是能够为实现尾气冬季集输提供有力保障。

发明内容

本发明的目的是提供一种火驱尾气除湿装置，能够有效降低尾气湿度，为火驱开发的顺利进行，特别是能够为实现尾气冬季集输提供有力保障。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种火驱尾气除湿装置，包括：密闭的中空壳体，其沿着重力方向自下而上依次包括相互连通的：沉降区、第一分离区、第二分离区、第三分离区，所述第一分离区对应的壳体上设置有切向入口，所述第三分离区对应的壳体上设置有第一出口；所述沉降区对应的壳体上设置有第二出口；设置在所述第一分离区对应壳体内的第一分离件；设置在所述第二分离区对应壳体内的第二分离件；设置在所述第三分离区对应壳体内的第三分离件。

在优选的实施方式中，所述第一分离件和/或第二分离件为具有锥形伞体的分离伞，所述壳体上设置有第一支撑件，用于支撑所述分离伞，所述第一分离件、第二分离件与所述壳体的壳壁间形成有间隙。

在优选的实施方式中，所述分离伞为多级分离伞。

在优选的实施方式中，所述多级分离伞为二级分离伞，其沿着重力方向自下而上依次包括第一分离伞、第二分离伞，所述第一分离伞的顶部具有开口。

在优选的实施方式中，所述第三分离件为波纹板，所述壳体上设置有第二支撑件，用于支撑所述波纹板，所述波纹板与所述第二支撑件接触的一端设置连接有导流管。

在优选的实施方式中，所述第一分离区与所述沉降区交界的位置设置有阻挡件。

在优选的实施方式中，所述第二出口包括出水口和出油口，所述出水口的位置低于所述出油口的位置。

在优选的实施方式中，所述壳体的底部还设置有第三出口，用于排污。

在优选的实施方式中，所述壳体的底部还设置有冲洗口，用于加入热水，以辅助排污。

在优选的实施方式中，所述壳体顶端设置有安全阀口，用于安装安全阀。

本发明的特点和优点是：本发明所述火驱尾气除湿装置分为沉降区、第一分离区、第二分离区、第三分离区四个区域，四个区域组合应用了离心分离、重力分离及模式分离的原理，使气液分离更彻底，能够有效降低尾气湿度，为火驱开发的顺利进行，特别是能够为实现尾气冬季集输提供有力保障，特别适用于湿度较大的天然气。

同时本发明所述火驱尾气除湿装置将出水口和出油口、用于排污的第三出口分开设置，不仅能够减少排污污染，而且能够提高排污系统中烃类组分有效回收。

此外本发明所述火驱尾气除湿装置采用抗硫腐蚀的材质及内防腐处理，提高了设备施工寿命及安全性。

附图说明

图1是本发明实施例中一种火驱尾气除湿装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

本发明提供一种火驱尾气除湿装置，能够有效降低尾气湿度，为火驱开发的顺利进行，特别是能够为实现尾气冬季集输提供有力保障。

请参阅图1，本发明实施例中一种火驱尾气除湿装置的结构示意图。所述火驱尾气除湿装置包括：密闭的中空壳体1，其沿着重力方向自下而上依次包括相互连通的：沉降区1A、第一分离区1B、第二分离区1C、第三分离区1D，所述第一分离区1B对应的壳体1上设置有切向入口11，所述第三分离区1D对应的壳体1上设置有第一出口12；所述沉降区1A对应的壳体1上设置有第二出口；设置在所述第一分离区1B对应壳体内的第一分离件2；设置在所述第二分离区1C对应壳体内的第二分离件3；设置在所述第三分离区1D对应壳体内的第三分离件4。

所述壳体1可呈中空的圆柱型，其顶端和底端分别封闭。所述入口11具体为含有油、水和天然气的气液两相混合物的尾气的介质入口。由于所述入口11为切向入口，所述尾气在进入所述壳体1时，沿着所述壳体1的内壁作旋流运动，尾气中气液两相混合物依靠旋流转动产生的离心力以及气液自身重力作用，相互碰撞，进行一次分离。

所述第一出口12用于放出尾气中分离出的气体；所述第二出口用于放出尾气中分离出的液体。在优选的实施方式中，所述第二出口包括出水口131和出油口132，所述出水口131的位置低于所述出油口132的位置，分离出的油水混合物在所述沉降区1A沉积，密度较大的水位于下层，密度较小的油位于上层。在所述沉降区1A对应的壳体1上还可以设置有液位计口135，用于设置液位计，从而观测沉降区1A内液位的变化，以便及时将内部的水、油放出。

在所述壳体1的底部难免会沉积一些密度大于水的固体，例如沥青等重质油，以及夹杂在尾气中的固体颗粒等污物，因此所述壳体1的底部还可设置有第三出口133，用于排污。另外在所述壳体1的底部还设置有冲洗口134，用于加入热水，以辅助排污，从而能够将所述壳体1底部沉积的污物更好地排出。

在优选的实施方式中，所述第一分离件2和/或第二分离件3为具有锥形伞体的分离伞，所述壳体1上设置有第一支撑件21，用于支撑所述分离伞，所述第一分离件2、第二分离件3与所述壳体1的壳壁间形成有间隙。

所述第一支撑件21具体可为具有一定长度的支撑板，其一端通过焊接等固定连接的方式固定在所述壳体1的内侧壳壁上，另一端向壳体内部延伸。所述第一支撑件21的个数为多个，例如可为3个、4个、6个等，多个所述第一支撑件21可沿着所述壳体1的周向均匀布置。

进一步地，所述分离伞可为多级分离伞或者可为一级分离伞。如图1所示，在所述第一分离区1B，所述分离伞为一级分离伞。另外所述第一分离区1B与所述沉降区1A交界的位置设置有阻挡件22。所述阻挡件22具体也可为分离伞的结构，所述阻挡件22可用于阻挡从所述入口11内进入的尾气，不经未经分离，在重力作用下过早沉降。

在所述第二分离区1C，所述第二分离件3可为多级分离伞，例如所述多级分离伞为二级分离伞，其沿着重力方向自下而上依次包括第一分离伞3a、第二分离伞3b，所述第一分离伞3a的顶部具有开口30。当气液混合物经过所述第一分离伞3a分离后，可从所述开口30上升至所述第二分离伞3b，从而得到多次分离的机会，所述多级分离伞相对于一级分离伞而言，具有更加的分离效果。所述第一分离伞3a、第二分离伞3b之间可通过设置支撑杆31固定。所述支撑杆31一端与所述第一分离伞3a的上表面相固定，另一端与所述第二分离伞3b的下表面相固定。所述支撑杆31的个数为多个，例如可为3个、4个等，多个所述支撑杆31可沿着所述壳体1的周向均匀布置。

在优选的实施方式中，所述第三分离件4为波纹板，所述波纹板的填料选用陶瓷规整填料，其具有比表面积大，通量大，阻力小，效率高，耐高温(可达1000℃以上)等优点，特别适用于高温腐蚀性物料的精馏，吸收等分离过程。所述壳体1上设置有第二支撑件41，用于支撑所述波纹板，所述波纹板与所述第二支撑件41接触的一端设置连接有导流管42。所述导流管42一端与所述第三分离件4相连通，另外一端沿着壳体1的壳壁向下延伸，使得经过第三分离件4分离后的液体能够被引流至壳体1底部。

在优选的实施方式中，所述壳体1顶端设置有安全阀口14，用于安装安全阀。当所述火驱尾气除湿装置内压力超过安全值时，可通过所述安全阀口14上的安全阀泄压。

本发明所述火驱尾气除湿装置具体工作原理如下：

含油、水和天然气的气液两相混合物，从所述入口11沿切线方向进入壳体1内的第一分离区1B，气液两相混合物依靠旋流转动产生的离心力以及气液自身重力作用，相互碰撞，进行一次分离。在所述一次分离过程中，油水颗粒较大的，在壳体1内壁、第一分离件2、阻挡件22上表面上不断附着，凝结成液滴，直接滴入到壳体1底部；颗粒较小的由于重力作用，下降到沉降区1A，在离心和重力的作用下，继续相互碰撞，结成颗粒更大的颗粒，在壳体1内壁和阻挡件22下表面上不断附着，凝结成液滴，滴入到壳体1底部；气体和颗粒更小的一部分油水颗粒旋流运动到了漩涡的中央，形成一个倒圆锥的涡流面，从第一分离伞2与壳体1内壁之间的间隙，上升至第二分离区1C；所述颗粒更小的一部分进入第二分离区1C的油水颗粒在多层分离伞的阻挡下，依靠离心和重力的作用，得到二次分离，继续不断附着在壳体1内壁和分离伞表面上凝结成液滴，滴入至壳体1底部，只有更小的油水颗粒和天然气能继续上升至第三分离区1D；更小的油水颗粒和天然气到达第三分离区1D，当通过第三分离件4时，更小的油水颗粒在分子间作用力和表面张力的共同作用下，得到三次分离，不断附着在第三分离件4表面上，最终形成液滴，沿导流管42流入壳体1底部；经过三次分离后的洁净的天然气沿第一出口12排出，进入到生产系统中；沉降区1A内的原油和水，由于密度不同，在重力作用下，水下沉至壳体1底部，原油上浮，通过上述工作过程，达到油、气、水的分离效果。

本发明所述火驱尾气除湿装置分为沉降区1A、第一分离区1B、第二分离区1C、第三分离区1D四个区域，四个区域组合应用了离心分离、重力分离及模式分离的原理，使气液分离更彻底，能够有效降低尾气湿度，为火驱开发的顺利进行，特别是能够为实现尾气冬季集输提供有力保障，特别适用于湿度较大的天然气。

同时本发明所述火驱尾气除湿装置将出水口131和出油口132、用于排污的第三出口133分开设置，不仅能够减少排污污染，而且能够提高排污系统中烃类组分有效回收。

此外本发明所述火驱尾气除湿装置采用抗硫腐蚀的材质及内防腐处理，提高了设备施工寿命及安全性。

以上所述仅为本发明的几个实施例，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种火驱尾气除湿装置，其特征在于，包括：

密闭的中空壳体，其沿着重力方向自下而上依次包括相互连通的：沉降区、第一分离区、第二分离区、第三分离区，所述第一分离区对应的壳体上设置有切向入口，所述第三分离区对应的壳体上设置有第一出口；所述沉降区对应的壳体上设置有第二出口；

设置在所述第一分离区对应壳体内用于气液分离的第一分离件；

设置在所述第二分离区对应壳体内用于气液分离的第二分离件；

设置在所述第三分离区对应壳体内用于气液分离的第三分离件。

2.如权利要求1所述的火驱尾气除湿装置，其特征在于：所述第一分离件和/或第二分离件为具有锥形伞体的分离伞，所述壳体上设置有第一支撑件，用于支撑所述分离伞，所述第一分离件、第二分离件与所述壳体的壳壁间形成有间隙。

3.如权利要求2所述的火驱尾气除湿装置，其特征在于：所述分离伞为多级分离伞。

4.如权利要求3所述的火驱尾气除湿装置，其特征在于：所述多级分离伞为二级分离伞，其沿着重力方向自下而上依次包括第一分离伞、第二分离伞，所述第一分离伞的顶部具有开口。

5.如权利要求1所述的火驱尾气除湿装置，其特征在于：所述第三分离件为波纹板，所述壳体上设置有第二支撑件，用于支撑所述波纹板，所述波纹板与所述第二支撑件接触的一端设置连接有导流管。

6.如权利要求1所述的火驱尾气除湿装置，其特征在于：所述第一分离区与所述沉降区交界的位置设置有阻挡件。

7.如权利要求1所述的火驱尾气除湿装置，其特征在于：所述第二出口包括出水口和出油口，所述出水口的位置低于所述出油口的位置。

8.如权利要求1所述的火驱尾气除湿装置，其特征在于：所述壳体的底部还设置有第三出口，用于排污。

9.如权利要求8所述的火驱尾气除湿装置，其特征在于：所述壳体的底部还设置有冲洗口，用于加入热水，以辅助排污。

10.如权利要求1所述的火驱尾气除湿装置，其特征在于：所述壳体顶端设置有安全阀口，用于安装安全阀。