CN112280606A - 一种卧式分离计量橇及其分离计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流体的筛分计量设备，具体涉及一种卧式分离计量橇及其分离计量方法，该卧式分离计量橇包括分离器，分离器一侧的上端设有天然气进口管，另一侧的上端设有天然气出口管，分离器内部包括沿天然气流动的方向依次连通的重力分离段、折板式分离段、滤芯式分离段，折板式分离段和滤芯式分离段中分别设有折板分离元件和滤芯分离元件，天然气出口管内设有丝网捕集器；分离器内设有用于对分离器底部滤芯分离元件进行清洁的冲洗管，冲洗管与分离器外部的供水装置相连通；分离器的底部设有集污槽和排液管，排液管的上端在分离器内连接有L型弯管，以减少重质污垢进入排液管；天然气出口管通过计量装置连通至下游管线。

Description

一种卧式分离计量橇及其分离计量方法

技术领域

本发明涉及一种流体的筛分计量设备，具体涉及一种卧式分离计量橇及其分离计量方法。

背景技术

天然气从井口采出后，一般需要经过集气站初步处理后再输往净化厂集中处理，目前集气站中通常采用标准化橇装，有立式分离计量橇和卧式分离计量橇，但现有的分离计量橇均存在以下问题：1、分离计量橇内的分离器主要靠旋风离心力来分离杂质，使分离计量橇对流速、流量的波动敏感；2、天然气井在采出过程中往往产量和气质会存在差别，通常开采初期气质较差，产气量较大，后期含水量含砂量均减小，产气量较小，因此也需要分离计量橇能够适应气井的这种产出波动；3、分离计量橇在长期使用后，内部污垢（液、砂、油等）附着无法清理，导致分离效果差，甚至堵塞管路，因此需要一种卧式分离计量橇，来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卧式分离计量橇及其分离计量方法，解决目前所使用的分离计量橇对天然气进行杂质分离时，对天然气流速流量的波动十分敏感，且分离器内部难以进行清洁，导致分离效果差、堵塞管路的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用的第一种技术方案如下：

一种卧式分离计量橇，包括分离器，所述分离器一侧的上端设有天然气进口管，另一侧的上端设有天然气出口管，分离器内部包括沿天然气流动的方向依次连通的重力分离段、折板式分离段和滤芯式分离段，所述折板式分离段和滤芯式分离段中分别设有折板分离元件和滤芯分离元件，所述天然气出口管内设有丝网捕集器；

所述分离器内设有用于对分离器底部、折板分离元件和滤芯分离元件进行清洁的冲洗管，所述冲洗管与分离器外部的供水装置相连通；

所述分离器的底部设有集污槽和排液管，所述排液管的上端在分离器内连接有L型弯管，以减少重质污垢进入排液管；

所述天然气出口管通过计量装置连通至下游管线。

进一步的技术方案是，所述分离器通过上游原料气管线输入天然气，上游原料气管线连通有第一支管和第二支管，所述第一支管通过第一平板闸阀与天然气进口管相连通，所述第二支管通过第二平板闸阀与计量装置相连通。

更进一步的技术方案是，所述分离器的上端设有放空口，所述放空口通过放空管路与放空总管相连通。

更进一步的技术方案是，所述放空管路包括第三支管和第四支管，所述第三支管的一端与放空口相连，另一端依次通过第三平板闸阀和弹簧安全阀与放空总管相连通，所述第四支管的一端与放空口相连，另一端依次通过第四平板闸阀和节流截止放空阀与放空总管相连通。

更进一步的技术方案是，所述集污槽通过第五支管连通至排污总管，所述第五支管上设有第五平板闸阀，且第五支管上在第五平板闸阀的前段设有用于取样的截止阀。

更进一步的技术方案是，所述排液管通过第六支管连通至排污总管，所述第六支管上沿排液方向依次设有气动截断阀、电磁计量阀、第六平板闸阀、气动调节阀和第七平板闸阀，且第六支管在第六平板闸阀、气动调节阀和第七平板闸阀之间并联有第七支管，所述第七支管上沿排液方向依次设有阀套式排污阀和第八平板闸阀。

更进一步的技术方案是，所述分离器内设有用于可拆卸固定折板分离元件和滤芯分离元件的支撑架。

更进一步的技术方案是，所述滤芯分离元件从支撑架的上侧拆装，所述分离器的顶部设有手孔，所述手孔与滤芯分离元件的位置相对应，且手孔通过法兰盖控制开合。

更进一步的技术方案是，所述折板分离元件可从天然气出口管拆出。

更进一步的技术方案是，所述计量装置为高级孔板阀。

本发明采用的第二种技术方案如下：

一种卧式分离计量橇的分离计量方法，包括如下步骤：

S1、将原料天然气从天然气进口管输送进入分离器中；

S2、在分离器中进行重力分离；

S3、在分离器中进行折板分离元件式分离，以分离10μm以上的液滴和固体颗粒；

S4、在分离器中进行滤芯分离元件式分离，以分离5μm以上的液滴和固体颗粒；

S5、在天然气出口管内进行丝网捕集分离，以分离3μm以上的液滴；

S6、利用计量装置对经S5分离后的天然气进行计量，而后输送至下游管线。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果之一：

1、分离器采用卧式结构，并在分离器内部依次进行重力分离、折板分离元件分离、滤芯分离元件分离和丝网捕集分离，形成多级分离形式，从分离原理上便对流速、流量不再敏感，因此能够很好的适应流量、压力、含水量、气质情况波动，在各种状况下均有很好的分离效果；

2、通过设置冲洗管对分离器内部进行分离器底部和滤芯分离元件进行清洁，可在线冲洗容器及分离组件，大幅减少内部污垢附着；

3、滤芯分离元件可以从手孔抽出更换，年检时折板分离元件可以从天然气出口管拆出清洗，进一步保证分离效果；

4、集污槽和排液管可使分离出来的液滴和固体颗粒以及冲洗后的污水及时排出。

附图说明

图1为本发明卧式分离计量橇的结构框图。

图2为本发明中分离器的主视图。

图3为本发明图2中A-A截面的剖视图。

图4为本发明中分离器的结构示意图。

图标：1-分离器，2-天然气进口管，3-天然气出口管，4-折板分离元件，5-滤芯分离元件，6-丝网捕集器，7-冲洗管，8-供水装置，9-集污槽，10-排液管，11-L型弯管，12-计量装置，13-下游管线，14-上游原料气管线，15-第一支管，16-第二支管，17-第一平板闸阀，18-第二平板闸阀，19-放空口，20-放空总管，21-第三支管，22-第四支管，23-第三平板闸阀，24-弹簧安全阀，25-第四平板闸阀，26-节流截止放空阀，27-第五支管，28-排污总管，29-第五平板闸阀，30-截止阀，31-第六支管，32-气动截断阀，33-电磁计量阀，34-第六平板闸阀，35-气动调节阀，36-第七平板闸阀，37-第七支管，38-阀套式排污阀，39-第八平板闸阀，40-支撑架，41-手孔，101-重力分离段，102-折板式分离段，103-滤芯式分离段。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1-4示出了本发明卧式分离计量橇及其分离计量方法的实施例。

实施例1：

一种卧式分离计量橇，包括分离器1，分离器1一侧的上端设有天然气进口管2，另一侧的上端设有天然气出口管3，分离器1内部包括沿天然气流动的方向依次连通的重力分离段101、折板式分离段102和滤芯式分离段103，折板式分离段102和滤芯式分离段103中分别设有折板分离元件4和滤芯分离元件5，天然气出口管3内设有丝网捕集器6；分离器1内设有用于对分离器1内壁、折板分离元件4和滤芯分离元件5进行清洁的冲洗管7，冲洗管7与分离器1外部的供水装置8相连通；分离器1的底部设有集污槽9和排液管10，排液管10的上端在分离器1内连接有L型弯管11，以减少重质污垢进入排液管10；天然气出口管3通过计量装置12连通至下游管线13。

如图2和图3所示，原料天然气从天然气进口管2进入到分离器1内后，先在重力分离段101进行重力分离，重力分离段101内设置有与天然气进口管2连通的弯管，弯管的下端水平设置且背向折板分离元件4，在弯管内实现天然气的重力分离，从而分离出大固体颗粒和液滴，然后进入折板式分离段102，利用折板分离元件4分离出10μm以上的固体颗粒和液滴，之后进入滤芯式分离段103，利用滤芯分离元件5分离出5μm以上的固体颗粒和液滴，而后在天然气出口管3中通过丝网捕集器6进行丝网捕集分离，从而分离出3μm以上的液滴，然后再经计量装置12计量后输入到下游管线13进行使用，以实现分离和计量。

L型弯管11提升排液管10进液口的高度，以减少油泥、砂等重质污垢进入排液管10而影响堵塞等。

本卧式分离计量橇中的分离器1采用卧式结构，并在分离器1内部依次进行重力分离、折板分离元件4分离、滤芯分离元件5分离和丝网捕集分离，形成多级分离形式，从分离原理上便对流速、流量不再敏感，因此能够很好的适应流量、压力、含水量、气质情况波动，在各种状况下均有很好的分离效果。

而冲洗管7则用于进行在线清洁，冲洗管7对分离器1内部进行分离器1底部和滤芯分离元件5进行清洁，可在线冲洗容器及分离组件，大幅减少内部污垢附着，且集污槽9和排液管10可使分离出来的液滴和固体颗粒以及冲洗后的污水及时排出。

如图1所示，分离器1通过上游原料气管线14输入天然气，上游原料气管线14连通有第一支管15和第二支管16，第一支管15通过第一平板闸阀17与天然气进口管2相连通，第二支管16通过第二平板闸阀18与计量装置12相连通。在分离过程中，第一平板闸阀17打开，第二平板闸阀18关闭，从而使原料天然气进入到分离器1中进行分离处理；而在对分离器1内部进行在线清洁的过程中，第一平板闸阀17关闭，第二平板闸阀18打开，以保证天然气的正常供应，由于在线清洗的时间较短，且原料天然气均是经过除砂器初步处理后的，同时下游净化厂还会对集中过来的原料天然气进一步净化，因此短时间少量不处理直接输送去下游管线13不会造成影响。

如图2和图4所示，分离器1的上端设有放空口19，放空口19通过放空管路与放空总管20相连通。放空管路包括第三支管21和第四支管22，第三支管21的一端与放空口19相连，另一端依次通过第三平板闸阀23和弹簧安全阀24与放空总管20相连通，第四支管22的一端与放空口19相连，另一端依次通过第四平板闸阀25和节流截止放空阀26与放空总管20相连通。第三支管21上的第三平板闸阀23和弹簧安全阀24以及第四支管22上的第四平板闸阀25和节流截止放空阀26相配合，以形成安全阀组，用于对分离器1进行保护，以防止分离器1内超压。在分离器1使用过程中，第三平板闸阀23处于打开状态，第四平板闸阀25和节流截止放空阀26处于关闭状态，从而形成超压保护。

如图1所示，集污槽9通过第五支管27连通至排污总管28，第五支管27上设有第五平板闸阀29，且第五支管27上在第五平板闸阀29的前段设有用于取样的截止阀30，截止阀30处用于进行取样，以根据取样结果决定冲洗频率。

如图1所示，排液管10通过第六支管31连通至排污总管28，第六支管31上沿排液方向依次设有气动截断阀32、电磁计量阀33、第六平板闸阀34、气动调节阀35和第七平板闸阀36，且第六支管31在第六平板闸阀34、气动调节阀35和第七平板闸阀36之间并联有第七支管37，第七支管37上沿排液方向依次设有阀套式排污阀38和第八平板闸阀39。

在进行在线清洁时，排液管10排液至最低液位，然后使第一平板闸阀17关闭，使第二平板闸阀18打开，以确保天然气正常供应，然后打开第五平板闸阀29，进行排污，排空残液后可使分离器1内部降为常压，供水装置8供水以使冲洗管7对分离器1内部进行冲洗，冲洗5-10分钟，冲洗完后关闭第五平板闸阀29使集污槽9封闭，待冲洗水的水位达到最低液位时停止冲洗，然后排出污水，完成冲洗后使第一平板闸阀17打开，使第二平板闸阀18关闭，以继续进行液滴和固体杂质的分离，冲洗全过程约30分钟。

分离器1内设有用于可拆卸固定折板分离元件4和滤芯分离元件5的支撑架40。滤芯分离元件5从支撑架40的上侧拆装，分离器1的顶部设有手孔41，手孔41与滤芯分离元件5的位置相对应，且手孔41通过法兰盖控制开合。

如图2所示，作业人员通过将手从手孔41处伸入到分离器1内部，便可对滤芯分离元件5进行拆装，方便滤芯分离元件5的更换（安装和抽出），其中滤芯分离元件5的尺寸约为直径150mm，长度400mm，手孔41为DN200手孔。

前述的折板分离元件4可以设置为3块，长宽高分别为250mm、100mm和400mm，其中天然气出口管3处为DN450工艺口，作业人员可以从天然气出口管3进入到分离器1内部，便可对折板分离元件4进行拆卸，然后将折板分离元件4从天然气出口管3抽出，以便于对折板分离元件4进行更好的清洗。

计量装置12为高级孔板阀，以实现其计量功能。

其中本发明中的供水装置8设置于分离器1外，可以采用水箱、水桶或直接连通水管，通过水泵、快速接头、平板闸阀和止回阀等连通至清洗管。

实施例2：

在前述实施例1的基础上，本实施例提供该卧式分离计量橇的分离计量方法，包括如下步骤：

S1、将原料天然气从天然气进口管2输送进入分离器1中；

S2、在分离器1中进行重力分离，以分离大固体颗粒和液滴；

S3、在分离器1中进行折板分离元件式分离，以分离10μm以上的液滴和固体颗粒；

S4、在分离器1中进行滤芯分离元件式分离，以分离5μm以上的液滴和固体颗粒；

S5、在天然气出口管3内进行丝网捕集分离，以分离3μm以上的液滴；

S6、利用计量装置12对经S5分离后的天然气进行计量，而后输送至下游管线13。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种卧式分离计量橇，其特征在于：包括分离器（1），所述分离器（1）一侧的上端设有天然气进口管（2），另一侧的上端设有天然气出口管（3），分离器（1）内部包括沿天然气流动的方向依次连通的重力分离段（101）、折板式分离段（102）和滤芯式分离段（103），所述折板式分离段（102）和滤芯式分离段（103）中分别设有折板分离元件（4）和滤芯分离元件（5），所述天然气出口管（3）内设有丝网捕集器（6）；

所述分离器（1）内设有用于对分离器（1）底部和滤芯分离元件（5）进行清洁的冲洗管（7），所述冲洗管（7）与分离器（1）外部的供水装置（8）相连通；

所述分离器（1）的底部设有集污槽（9）和排液管（10），所述排液管（10）的上端在分离器（1）内连接有L型弯管（11），以减少重质污垢进入排液管（10）；

所述天然气出口管（3）通过计量装置（12）连通至下游管线（13）。

2.根据权利要求1所述的卧式分离计量橇，其特征在于：所述分离器（1）通过上游原料气管线（14）输入天然气，上游原料气管线（14）连通有第一支管（15）和第二支管（16），所述第一支管（15）通过第一平板闸阀（17）与天然气进口管（2）相连通，所述第二支管（16）通过第二平板闸阀（18）与计量装置（12）相连通。

3.根据权利要求1所述的卧式分离计量橇，其特征在于：所述分离器（1）的上端设有放空口（19），所述放空口（19）通过放空管路与放空总管（20）相连通。

4.根据权利要求3所述的卧式分离计量橇，其特征在于：所述放空管路包括第三支管（21）和第四支管（22），所述第三支管（21）的一端与放空口（19）相连，另一端依次通过第三平板闸阀（23）和弹簧安全阀（24）与放空总管（20）相连通，所述第四支管（22）的一端与放空口（19）相连，另一端依次通过第四平板闸阀（25）和节流截止放空阀（26）与放空总管（20）相连通。

5.根据权利要求1所述的卧式分离计量橇，其特征在于：所述集污槽（9）通过第五支管（27）连通至排污总管（28），所述第五支管（27）上设有第五平板闸阀（29），且第五支管（27）上在第五平板闸阀（29）的前段设有用于取样的截止阀（30）。

6.根据权利要求5所述的卧式分离计量橇，其特征在于：所述排液管（10）通过第六支管（31）连通至排污总管（28），所述第六支管（31）上沿排液方向依次设有气动截断阀（32）、电磁计量阀（33）、第六平板闸阀（34）、气动调节阀（35）和第七平板闸阀（36），且第六支管（31）在第六平板闸阀（34）、气动调节阀（35）和第七平板闸阀（36）之间并联有第七支管（37），所述第七支管（37）上沿排液方向依次设有阀套式排污阀（38）和第八平板闸阀（39）。

7.根据权利要求1所述的卧式分离计量橇，其特征在于：所述分离器（1）内设有用于可拆卸固定折板分离元件（4）和滤芯分离元件（5）的支撑架（40）。

8.根据权利要求7所述的卧式分离计量橇，其特征在于：所述滤芯分离元件（5）从支撑架（40）的上侧拆装，所述分离器（1）的顶部设有手孔（41），所述手孔（41）与滤芯分离元件（5）的位置相对应，且手孔（41）通过法兰盖控制开合。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的卧式分离计量橇，其特征在于：所述计量装置（12）为高级孔板阀。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述的卧式分离计量橇的分离计量方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、将原料天然气从天然气进口管（2）输送进入分离器（1）中；

S2、在分离器（1）中进行重力分离；

S3、在分离器（1）中进行折板式分离，以分离10μm以上的液滴和固体颗粒；

S4、在分离器（1）中进行滤芯式分离，以分离5μm以上的液滴和固体颗粒；

S5、在天然气出口管（3）内进行丝网捕集分离，以分离3μm以上的液滴；

S6、利用计量装置（12）对经S5分离后的天然气进行计量，而后输送至下游管线（13）。

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