CN105545276B - 一种单翼振动式消泡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种单翼振动式消泡装置，包括管状的壳体，隔板将壳体内的空间分为缓冲腔和反应腔，反应腔内安装有与壳体同轴的滤网，隔板开设有与壳体同轴的通孔一，通孔的内径小于滤网的内径，通孔的内壁上固定有与通孔同轴的弹簧；壳体的管壁上沿径向开有入口管道和出口管道。本发明提供的单翼振动式消泡装置实现气水混合物的减速和药剂随进气量的循环振动以及药剂的充分隔离反应，促使药剂消泡完全，加强药剂的利用和气水混合物的充分反应，提高了分离器的工作效率，且保证了脱水撬输气管道的输送效率，延长了脱水撬和管道的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于油气田采气生产技术领域，具体涉及一种单翼振动式消泡装置，用于油气田采气生产或者其他涉及消泡作业的设备和生产场所。
背景技术
泡沫的形成可描述为气体(空气、氮气等)分散在含有少量起泡剂的化学试剂的液体中，被液膜包围起来而形成相互隔离的非均相体系。其中，液体为连续相、气体为离散相。
所谓消泡，就是使液体中的气饱上升，集中于液面，将泡沫破坏。根据消泡机理可分为自然消泡、化学消泡和物理消泡：
1）自然消泡法主要通过泡沫间液膜的排液和气泡间的气体扩散作用使泡沫破裂。通过合理控制泡沫的半衰期，使泡沫流体在钻进过程中保持稳定状态，上返到地面时能够迅速破裂。
2）化学消泡法是目前应用最广泛、消泡效率最高的一种消泡方法，其主要机理是：消泡剂通过与起泡剂发生反应或者直接改变液膜的物理性质，从而改变液膜的状态，降低泡沫稳定性，达到使泡沫破裂的目的。化学消泡的最大优点在于消泡效率高、使用方便，因此在生物发酵、食品、污水处理等工业得到了广泛的应用。消泡剂的种类繁多，国内常用的消泡剂主要包括聚醚类、有机硅类、聚醚改性硅油消泡剂等。
3）物理消泡法有机械式、热式、超声波式、电离式等,主要通过调节泡沫流体的温度、压力或者利用机械装置对泡沫产生剪切力、压缩力和冲击力等方式来破坏泡沫液膜的强度以达到消泡目的。对装置的要求为结构简单、坚固、维修容易、操作管理方便等。
消泡过程：1）要加速泡沫气泡间的气体扩散作用。在重力和压力差存在的条件下泡沫的液膜会不均衡地流动排液，气泡中的气体也会因为液膜两边压力差不同的原因而不断地发生扩散渗透，压力高的气泡中的气体向压力低的气泡中扩散，导致大气泡体积不断扩大、小气泡体积不断缩小以至破灭。
2）通过特定装置产生剪切力、压缩力和冲击力等方式破坏泡沫液膜的强度，或者通过加入消泡剂破坏液膜弹性降低液膜黏度使液膜失去自修复作用，增加液膜的排液速率而达到消泡的目的。
现有的气田开发场所消泡存在的问题：1#脱水橇自2012年4月运行以来多次出现脱水撬贫液精馏柱和循环管路被结晶盐堵塞现象，导致脱水撬内的TEG溶液无法进行正常循环，形成局部受热过高或Kimary泵损坏而被迫停车的现象，出现脱水露点不合格的问题。但通过检修后投入运行发现，由于分离效果不佳，由部分高矿化度的地层水又陆续进入脱水撬三甘醇再生系统，继而再次生成的结晶盐，使新三甘醇溶液被污染、发泡。根据全年该脱水撬运行情况来看，该撬停撬11次，大型检修3次。其主要原因为结晶盐堵塞管路。
据相关资料证明，实验室内配制各类盐溶液与三甘醇混合，待加热蒸发完水后，能生成大量结晶物的盐类有：钠盐、钙盐、镁盐等金属盐类，这些物质都是天然气产出水中的主要成份。由于每个矿离子（Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋）可以和5-10个三甘醇（TEG）离子结合形成结晶盐。当这些矿离子随着游离水进入脱水撬后，遇TEG溶液生成结晶盐（白色盐状晶体颗粒），引起TEG循环管线及贫液精馏柱堵塞，还会导致Kimary泵损坏，致使脱水撬停运。高矿化度的地层水被天然气携带进入脱水撬后，与吸收塔内的三甘醇贫液充分接触并混合。三甘醇的再生造成高矿化度水中盐类的累积，累积的盐与三甘醇反应生成大量的盐结晶物。如此日积月累，结晶盐晶体颗粒就会越来越严重的堵塞脱水撬三甘醇的再生流程。且单井及干管瞬间间歇性携液造成集气站分离器发生段塞流现象，分离器排液不及时，也会使游离水进入脱水系统。
消泡现状：针对集气站脱水撬生产存在问题，以及泡排剂对三甘醇、压缩机运行、排污等造成的影响，通过调研得知2种消泡方法：一是站内消泡，即：隔膜单泵头通过井口注醇管线向套管内注入泡排剂，单泵头经雾化器向站内设备注入消泡剂；二是井口消泡，即：井口地面流程增设消泡旁通，通过旁通内添加药剂进行消泡。从交流结果分析，站内消泡由于距离设备较近、反应时间较短效果劣于井口消泡。
发明内容
本发明的目的是对采出水进行消泡处理，避免分离器内采出水因泡沫影响分离器分离效率，从而导致分离器下游气体带液造成脱水橇三甘醇污染，并缩短脱水撬使用寿命的现象。
为此，本发明提供了一种单翼振动式消泡装置，包括管状的壳体，壳体的一端封闭，另外一端通过丝堵密封，壳体内沿径向设有隔板，隔板将壳体内的空间分为缓冲腔和反应腔，反应腔内安装有圆柱状的滤网，滤网表面均匀分布有网孔，滤网的一端固定在隔板上，另外一端固定在丝堵的内壁上，所述隔板开设有与通孔一，通孔一的内径小于滤网的内径，通孔一的内壁上固定有弹簧，所述弹簧、通孔一、滤网的轴向中心线与壳体的轴向中心线重合；
所述壳体的管壁上沿径向开有入口和出口，入口处连接有入口管道，入口管道与反应腔连通，出口处连接有出口管道，出口管道与缓冲腔连通。
所述缓冲腔内沿径向设有整流板一，整流板一位于出口管道与隔板之间，整流板一上开设有多个小孔，小孔均匀间隔排列，且所有小孔与壳体的轴向中心线平行。
所述缓冲腔内沿径向还设有整流板二，整流板二位于整流板一与隔板之间，整流板二上开设有多个相互平行的长条状通孔。
所述入口管道内沿径向设有缓冲板，缓冲板上开设有与入口管道同轴的通孔二，通孔二的内壁呈锯齿状。
所述缓冲腔的腔体上设有压力表接口。
本发明的有益效果：本发明提供的单翼振动式消泡装置实现气水混合物的减速和药剂随进气量的循环振动以及药剂的充分隔离反应，促使药剂消泡完全，加强药剂的利用和气水混合物的充分反应，提高了分离器的工作效率，且保证了脱水撬输气管道的输送效率，延长了脱水撬和管道的使用寿命。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是单翼振动式消泡装置的结构示意图。
图2是整流板一的结构示意图。
图3是整流板二的结构示意图。
图4是缓冲板的结构示意图。
图5是压力表接口示意图。
附图标记说明：1、壳体；2、丝堵；3、隔板；4、缓冲腔；5、反应腔；6、滤网；7、通孔一；8、弹簧；9、入口；10、出口；11、入口管道；12、出口管道；13、整流板一；14、小孔；15、整流板二；16、长条状通孔；17、缓冲板；18、通孔二；19、压力表接口。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，本实施例提供了一种单翼振动式消泡装置，包括管状的壳体1，壳体1的一端封闭，另外一端通过丝堵2密封，壳体1内沿径向设有隔板3，隔板3将壳体1内的空间分为缓冲腔4和反应腔5，反应腔5内安装有圆柱状的滤网6，滤网6表面均匀分布有网孔，滤网6的一端固定在隔板3上，另外一端固定在丝堵2的内壁上，所述隔板3开设有与通孔一7，通孔一7的内径小于滤网6的内径，通孔一7的内壁上固定有弹簧8，所述弹簧8、通孔一7、滤网6的轴向中心线与壳体1的轴向中心线重合；
所述壳体1的管壁上沿径向开有入口9和出口10，入口9处连接有入口管道11，入口管道11与反应腔5连通，出口10处连接有出口管道12，出口管道12与缓冲腔4连通。
单翼振动式消泡装置的工作过程是：含泡排剂气液混合物经由入口管道11进入反应腔5，与滤网6内的固体的消泡剂进行反应，反应腔5的作用是实现气水混合物的减速和药剂随进气量的循环振动以及药剂的充分隔离反应，含泡排剂的气液混合物在弹簧8的作用下，消泡剂随减速的混合物循环振动，反应后通过隔板3上的通孔一7进入缓冲腔4，与残留的药渣或者药剂进行二次反应消泡，然后由出口管道12流出。
本发明提供的单翼振动式消泡装置在气井采出水进入分离器前对采出水进行消泡处理，避免分离器内采出水因泡沫影响分离器分离效率，从而导致分离器下游气体带液造成脱水橇三甘醇污染，并缩短脱水撬使用寿命的现象。实现气水混合物的减速和药剂随进气量的循环振动以及药剂的充分隔离反应，促使药剂消泡完全，加强药剂的利用和气水混合物的充分反应，提高了分离器的工作效率，且保证了脱水撬输气管道的输送效率，延长了脱水撬和管道的使用寿命。
实施例2：
在实施例1的基础上，如图2和图3所示，所述缓冲腔4内沿径向设有整流板一13，整流板一13位于出口管道12与隔板3之间，整流板一13上开设有多个小孔14，小孔14均匀间隔排列，且所有小孔14与壳体1的轴向中心线平行。
所述缓冲腔4内沿径向还设有整流板二15，整流板二15位于整流板一13与隔板3之间，整流板二15上开设有多个相互平行的长条状通孔16。
缓冲腔4的作用是再次加强药剂的利用和气水混合物的充分反应，含泡排剂气液混合物经过在反应腔5内循环振动消泡后，由通孔一7进入缓冲腔4，进行整流，首先通过栅状的整流板二15，整流板二15上的长条状通孔16为二次反应整流减速，促使药剂消泡完全，然后通过整流板一13，整流板一13上的小孔14可以实现气水混合物的再次整流减速，确保药剂消泡完全。
实施例3：
在实施例1的基础上，如图4所示，所述入口管道11内沿径向设有缓冲板17，缓冲板17上开设有与入口管道11同轴的通孔二18，通孔二18的内壁呈锯齿状，缓冲板17即是均衡板式节流雾化件，可以实现单井段塞流的雾化和气水的均匀进腔。
如图5所示，所述缓冲腔4的腔体上设有压力表接口19。压力表接口19上可以连接压力表，检测气液混合物的压力。
本发明提供的单翼振动式消泡装置在气井采出水进入分离器前对采出水进行消泡处理，避免分离器内采出水因泡沫影响分离器分离效率，从而导致分离器下游气体带液造成脱水橇三甘醇污染，并缩短脱水撬使用寿命的现象。实现气水混合物的减速和药剂随进气量的循环振动以及药剂的充分隔离反应，促使药剂消泡完全，加强药剂的利用和气水混合物的充分反应，提高了分离器的工作效率，且保证了脱水撬输气管道的输送效率，延长了脱水撬和管道的使用寿命。
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 (4)
1.一种单翼振动式消泡装置，包括管状的壳体（1），壳体（1）的一端封闭，另外一端通过丝堵（2）密封，其特征在于：壳体（1）内沿径向设有隔板（3），隔板（3）将壳体（1）内的空间分为缓冲腔（4）和反应腔（5），反应腔（5）内安装有圆柱状的滤网（6），滤网（6）表面均匀分布有网孔，滤网（6）的一端固定在隔板（3）上，另外一端固定在丝堵（2）的内壁上，所述隔板（3）开设有通孔一（7），通孔一（7）的内径小于滤网（6）的内径，通孔一（7）的内壁上固定有弹簧（8），所述弹簧（8）、通孔一（7）、滤网（6）的轴向中心线与壳体（1）的轴向中心线重合；
所述壳体（1）的管壁上沿径向开有入口（9）和出口（10），入口（9）处连接有入口管道（11），入口管道（11）与反应腔（5）连通，出口（10）处连接有出口管道（12），出口管道（12）与缓冲腔（4）连通；
所述缓冲腔（4）内沿径向设有整流板一（13），整流板一（13）位于出口管道（12）与隔板（3）之间，整流板一（13）上开设有多个小孔（14），小孔（14）均匀间隔排列，且所有小孔（14）与壳体（1）的轴向中心线平行。
2.如权利要求1所述的单翼振动式消泡装置，其特征在于：所述缓冲腔（4）内沿径向还设有整流板二（15），整流板二（15）位于整流板一（13）与隔板（3）之间，整流板二（15）上开设有多个相互平行的长条状通孔（16）。
3.如权利要求1所述的单翼振动式消泡装置，其特征在于：所述入口管道（11）内沿径向设有缓冲板（17），缓冲板（17）上开设有与入口管道（11）同轴的通孔二（18），通孔二（18）的内壁呈锯齿状。
4.如权利要求1所述的单翼振动式消泡装置，其特征在于：所述缓冲腔（4）的腔体上设有压力表接口（19）。
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2015
- 2015-12-31 CN CN201511013566.9A patent/CN105545276B/zh active Active
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