CN201008761Y - 石油工程用气/液/固混相流分离设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于气、液、固三相分离设备的技术领域，针对目前国内外在气体钻井施工中，作为循环流体的氮气、天然气、二氧化碳气还不能循环利用的问题，本实用新型提出将气、液、固三相(或气液、气固两相)流体经管线送入装有专用分离液的装置，经絮凝、沉降后，使气体迅速与液相、固相分离，经分离后的气体经除湿后，可直接通过压缩机进行循环使用。该设备具有气、液、固分离速度快，气体纯净度高，处理工艺简单，气体处理成本低，气体处理效率高，有利于环境保护，使用范围广等特点。

Description

石油工程用气/液/固混相流分离设备

技术领域

本实用新型属于气体分离器技术领域设备，更具体地说，本实用新型涉及一种用于从气/液/固三相流体或气/液、气/固两相流体中除去液、固相，从而分离净化气体的技术。

背景技术

气体钻井、完井及气举采油等增产措施是近几年国内外得到普遍重视和应用的一项新技术。它采用氮气、空气、天然气、二氧化碳气及柴油机尾气等气体作为流体介质，携带钻屑、液体等，极大地降低了井筒液柱压力，实现了真正意义上的欠平衡钻井、完井等施工。气体钻井与常规钻井相比，钻井速度提高5～10倍，气体钻井中，由于气体压力小于地层孔隙压力，有利于发现和保护油气层，提高油气产量。

气体钻井施工中，当钻近储层或有油气泄漏时，为避免空气与地层烃类气体易引起井下着火、爆炸等恶性事故，要改用氮气、天然气、二氧化碳气、尾气等气体作为循环流体。但是这些气体生产成本高，目前气体钻井施工中，气体还不能循环利用，而是将气体放掉或燃烧掉，不仅造成环境污染，而且导致气体资源的浪费，成本升高，设备投资高，生产运行费用高，极大的制约该项技术的应用。研究气体钻井用气/液/固混相流体分离设备，将氮气、天然气等处理再生、循环使用，有十分重要的意义。

国内外气体钻井从装备配套到施工工艺已经形成比较成熟的技术，气体钻井数量逐年增加，但是到目前国内外还没有将气体钻井中的气体经处理再循环利用的设备。开展氮气、天然气等处理再生循环使用设备具有广阔的应用前景。

实用新型内容

针对目前国内外在气体钻井施工中，作为循环流体的氮气、天然气、二氧化碳气还不能循环利用的问题，本实用新型提供了一种可用于石油工程施工过程中循环气体处理再利用的设备。

一种用于石油工程的气、液、固三相迅速分离的设备，主要包括储液罐1、固液分离器2、油水分离器3、冷凝器4、混合器5和气体干燥装置6，储液罐1的底端通过管道与固液分离器2的上端连接，并且固液分离器2上端低于储液罐1的底端，储液罐1的顶端通过管道与气体干燥装置6连接，气体干燥装置6上设有气体排出口，固液分离器2的下端设有固体排放口，固液分离器2的中上部通过管道与油水分离器3连接，油水分离器3的中上部设有油相排放口，下端与冷凝器4连接，冷凝器4通过管道与混合器5连接，混合器5上设有气液固多相流的入口和气液固多相流与处理液混合后的混合物的排出口。

所述的储液罐1的内下部设有多相流体分配板。

所述的固液分离器2优选为离心分离器或过滤器，分离出的液相进入油水分离器3。

在冷凝器(4)与混合器(5)的连接管道上设有化学剂的补加口。

本实用新型的设备适用于石油钻井、完井作业、增产措施、试油、试气、注气采油等施工过程中气体循环再生处理。循环气体可以是氮气、天然气、二氧化碳气等。

本实用新型的设备可以采用下述方法回收石油工程用的循环气体，所述方法例如包括步骤：

(1)三相分离并降温：使从井筒返出的高温气液固的混合相通过处理液，气体从处理液中逸出，液体和固体留在处理液中得到混合液，逸出的气体被处理液降温；从井筒返出的混合相流量：0.2～80m³/秒·处理液，环空出口的混合相流速：3～30m/s，环空出口的混合相温度：20～150℃，处理液温度：10～70℃；

(2)干燥：将步骤(1)逸出的气体送入干燥装置进行干燥，干燥后的气体循环使用；

(3)液固分离：将步骤(1)得到的混合液进行液固分离，分离出其中的固体，液体循环使用。

对所述的循环气体没有特别的限定，只要能够用在石油钻井、完井作业、试油、试气、增产措施及气举采油、注气采油等石油工程中就可以，例如为氮气、空气、天然气、二氧化碳气或采油机尾气。

对所述的处理液也没有特别的限定，只要能将气体从井筒返出的气体/液体/固体的混合相分中的气体离出去就可以，例如满足这种要求的处理液可以是水溶液、油溶液、水包油乳液、油包水乳液。

对步骤(2)中的干燥装置即气体干燥装置6没有特别的限定，只要能将气体中的水分除去就可以，例如使用分子筛的装置。

对于步骤(3)的液固分离方法所使用的装置即固液分离器2没有特别的限定，只要能将固体从混合液中分离出来就可以，例如离心分离或过滤等方法。

经过本实用新型的气体分离净化，从而循环再利用，可降低惰性气体的生产成本，提高油气田整体开发效益。

本实用新型的设备具有气、液、固分离速度快，气体纯净度高，处理工艺简单，气体处理成本低，气体处理效率高，有利于环境保护，使用范围广等特点。

附图说明

图1是表示本实用新型的气液固多相分离设备的示意图。

具体实施方式

下面结合附图1更详细地解释本实用新型的气液固多相分离设备。

如图1所示，本实用新型的设备主要包括储液罐1、固液分离器2、油水分离器3、冷凝器4、混合器5和气体干燥装置6，在储液罐1的内下部设有多相流体分配板，储液罐1的底端通过管道与固液分离器2的上端连接，并且固液分离器2上端低于储液罐1的底端，固液分离器2优选为离心分离器或过滤器，储液罐1的顶端通过管道与气体干燥装置6连接，气体干燥装置6上设有气体排出口，固液分离器2的下端设有固体排放口，固液分离器2的中上部通过管道与油水分离器3连接，油水分离器3的中上部设有油相排放口，下端与冷凝器4连接，冷凝器4通过管道与混合器5连接，在该管道上设有化学剂的补加口，混合器5上设有气液固多相流的入口和气液固多相流与处理液混合后的混合物的排出口。

将从井口返出的氮气、天然气、二氧化碳气等气体与钻屑、油(水)等的混合流体进入在混合器5中与处理液混合，一起进入储液罐1，与处理液充分混合，多相流体中的固相、液相被分离液吸收、絮凝，从而与气相分离，这时气体的温度也降低，逸出处理液，经干燥装置6除去水分后循环利用。被处理液吸收、絮凝的液相和固相与处理液一起进入固液分离器2，将固液分离，固相从下端排出，液相进入油水分离器3，分出油相，水相经过冷凝器4降温，根据需要补充化学剂，进入混合器5重复利用。

Claims (4)

1.一种用于石油工程的气、液、固三相分离设备，其特征在于，所述设备主要包括储液罐(1)、固液分离器(2)、油水分离器(3)、冷凝器(4)、混合器(5)和气体干燥装置(6)，储液罐(1)的底端通过管道与固液分离器(2)的上端连接，并且固液分离器(2)上端低于储液罐(1)的底端，储液罐(1)的顶端通过管道与气体干燥装置(6)连接，气体干燥装置(6)上设有气体排出口，固液分离器(2)的下端设有固体排放口，固液分离器(2)的中上部通过管道与油水分离器(3)连接，油水分离器(3)的中上部设有油相排放口，下端与冷凝器(4)连接，冷凝器(4)通过管道与混合器(5)连接，混合器(5)上设有气液固多相流的入口和气液固多相流与处理液混合后的混合物的排出口。

2.如权利要求1所述的气、液、固三相分离设备，其特征在于，所述储液罐(1)的内下部设有多相流体分配板。

3.如权利要求1所述的气、液、固三相分离设备，其特征在于，所述固液分离器(2)优选为离心分离器或过滤器，分离出的液相进入油水分离器(3)。

4.如权利要求1所述的气、液、固三相分离设备，其特征在于，在冷凝器(4)与混合器(5)的连接管道上设有化学剂的补加口。

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