CN203239312U

CN203239312U - 一种容器式段塞流捕集器系统

Info

Publication number: CN203239312U
Application number: CN 201320118057
Authority: CN
Inventors: 仇晨; 周声结; 宋成举; 方再新; 周中平; 井元彬
Original assignee: VERITAS-MSI; China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC China Ltd Zhanjiang Branch
Current assignee: VERITAS-MSI; China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC China Ltd Zhanjiang Branch
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2023-03-14

Abstract

本实用新型公开了一种容器式段塞流捕集器系统，包括卧式圆筒形的段塞流捕集器和竖直设置的圆筒形的段塞流气液预分离器，特点是段塞流气液预分离器内上端设置有段塞流缓冲器，段塞流气液预分离器的侧壁设置有向下一定倾角的进料管路，段塞流气液预分离器的上端与段塞流捕集器的上端通过气相连接管路连通，段塞流气液预分离器的下端与所述的段塞流捕集器的下端通过液相连接管路连通，段塞流捕集器的上端设置有气相出口管路，段塞流捕集器的下端设置有液相出口管路，优点是能够在保证收集段塞流来液的同时，减少段塞流对气液和油水分离的影响，并极大减少段塞流捕集器尺寸，不影响油气田的正常生产。

Description

一种容器式段塞流捕集器系统

技术领域

本实用新型涉及一种段塞流捕集，尤其是涉及在油气田采用的一种容器式段塞流捕集器系统。

背景技术

在油气田中，在很多操作条件下，油气混输的管道会由于地形、清管作业、以及流体动力产生段塞流。发生段塞流时，气体和液体交替在管道中流动，充满整个管道面积的液塞会被气团分割，气团下方沿管道流动的是分层液膜。当管道内呈现段塞流时，管道的压力、气液的瞬时流量都有很大的波动，会造成管路压降急剧增大，影响站内正常生产和安全，对下游的操作及设备造成较大的影响。段塞流捕集器是解决该问题的主要方法。段塞流捕集器是一种用于缓冲段塞流的能量、收集段塞流时的来液、并进行气液分离的设备。

中国专利名称为油气混输段塞流捕集器（申请号CN200820173799.4）公开了一种油气混输段塞流捕集器，由壳体、油气旋流预分离器、出液均布器、溢流堰板、减冲板、集沙斗、冲砂管组、出油口、排污口、出水口、安全阀接口、压力传感器接口、油水界面检测仪接口、气体除雾器和人孔组成，特点是壳体设为卧式圆筒形，在壳体上部从左向右逐序设有油气旋流预分离器、人孔、安全阀接口、油水界面检测仪接口、压力变送器接口和气体除雾器；在壳体底内部从左向右逐序设有出液均布器、液溢流堰板、冲砂管组和油溢流堰板；在壳体底外部从左向右逐序设有集沙斗、出水口、排污口和出油口，优点是解决了混输管线段塞流对生产的影响，降低了工程造价，但是该段塞流捕集器在设计过程中没有足够考虑来流的状况（当清管段塞在达到最大气液流量时，如果没有很好的液位控制，将会产生冒顶现象，同时，预分离器的处理能力计算应该按照最大段塞流流量进行设计），因此，会当发生段塞流时，巨大的段塞流能量会对分离场产生很大的扰动，影响气液分离效率，并最终导致气相出口的液相夹带量增大和油水分离不彻底。发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够在保证收集段塞流来液的同时，减少段塞流对气液和油水分离的影响，并极大减少段塞流捕集器尺寸的容器式段塞流捕集器系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种容器式段塞流捕集器系统，包括卧式圆筒形的段塞流捕集器和竖直设置的圆筒形的段塞流气液预分离器，所述的段塞流气液预分离器内上端设置有段塞流缓冲器，所述的段塞流气液预分离器的侧壁设置有向下一定倾角的进料管路，所述的段塞流气液预分离器的上端与所述的段塞流捕集器的上端通过气相连接管路连通，所述的段塞流气液预分离器的下端与所述的段塞流捕集器的下端通过液相连接管路连通，所述的段塞流捕集器的上端设置有气相出口管路，所述的段塞流捕集器的下端设置有液相出口管路。

所述的段塞流捕集器与所述的气相连接管路的连接处设置有捕雾器，所述的气相出口管路与所述的捕雾器连通。

所述的段塞流捕集器上设置有段塞流捕集器液位传感器。

所述的液相出口管路上并联设置有捕集器第一控制阀和捕集器第二控制阀，所述的捕集器第一控制阀和所述的捕集器第二控制阀分别与所述的段塞流捕集器液位传感器连接。

所述的段塞流气液预分离器上设置有预分离器第一液位传感器和预分离器第二液位传感器，所述的预分离器第二液位传感器的监测高度高于所述的预分离器第一液位传感器的监测高度。

所述的气相连接管路上设置有压力控制阀，所述的压力控制阀与所述的预分离器第二液位传感器连接，所述的压力控制阀上连接有连锁电磁阀，所述的连锁电磁阀与所述的预分离器第一液位传感器连接。

所述的段塞流捕集器的长径比为5～10:1。

所述的气液预分离器采用气液柱状旋流分离器，所述的段塞流缓冲器为用于气液分层和降低液体流速的堰板。

所述的段塞流捕集器系统通过计算机自动控制。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型一种容器式段塞流捕集器系统，包括卧式圆筒形的段塞流捕集器和竖直设置的圆筒形的段塞流气液预分离器，的段塞流气液预分离器内上端设置有段塞流缓冲器，段塞流气液预分离器的侧壁设置有上下两个一定倾角的进料管路段塞流气液预分离器的上端与段塞流捕集器的上端通过气相连接管路连通，段塞流气液预分离器的下端与段塞流捕集器的下端通过液相连接管路连通，段塞流捕集器的上端设置有气相出口管路，段塞流捕集器的下端设置有液相出口管路，通过段塞流缓冲器的作用减少段塞流对段塞流捕集器气油分离的影响，提高气液分离效率，使油水分离彻底，从而减少段塞流对下游系统的冲击；将段塞流捕集器与段塞流气液预分离器分开设置极大减少段塞流捕集器尺寸。

综上所述，本实用新型一种容器式段塞流捕集器系统能够在保证收集段塞流来液的同时，减少段塞流对气液和油水分离的影响，并极大减少段塞流捕集器尺寸，不影响油气田的正常生产。

附图说明

图1为本实用新型容器式段塞流捕集器系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

具体实施例

本实用新型一种容器式段塞流捕集器系统，如图1所示，包括卧式圆筒形的段塞流捕集器1和竖直设置的圆筒形的段塞流气液预分离器2（采用气液柱状旋流分离器），段塞流气液预分离器2内上端设置有段塞流缓冲器3，段塞流气液预分离器2的侧壁设置有向下一定倾角的进料管路4，段塞流气液预分离器2的上端与段塞流捕集器1的上端通过气相连接管路5连通，段塞流气液预分离器2的下端与段塞流捕集器1的下端通过液相连接管路6连通，段塞流捕集器1的上端设置有气相出口管路7，段塞流捕集器1的下端设置有液相出口管路8。

在此具体实施例中，段塞流捕集器1与气相连接管路5的连接处设置有捕雾器9（内部采用丝网结构），气相出口管路7与捕雾器9连通。段塞流捕集器1上还设置有段塞流捕集器液位传感器10，液相出口管路8上并联设置有捕集器第一控制阀11和捕集器第二控制阀12，捕集器第一控制11和捕集器第二控制阀12分别与段塞流捕集器液位传感器10连接。

在此具体实施例中，段塞流气液预分离器2上设置有预分离器第一液位传感器13和预分离器第二液位传感器14，预分离器第二液位传感器14的监测高度高于预分离器第一液位传感器13的监测高度。气相连接管路5上设置有压力控制阀15，压力控制阀15与预分离器第二液位传感器14连接，压力控制阀15上连接有连锁电磁阀16，连锁电磁阀16与预分离器第一液位传感器13连接。

在此具体实施例中，气液预分离器2采用气液柱状旋流分离器，段塞流缓冲器3为用于气液分层和降低液体流速的堰板。上述段塞流捕集器系统通过计算机自动控制。

工作过程及原理说明：

气液混合物料由入口17进入段塞流气液预分离器2，经段塞流缓冲器3达到气液分层并降低液体流速，再由一定倾角的进料管路4将气液混合物料引入段塞流气液预分离器2内部，气液两相在重力的作用下流动状态重新分布，气团推动的液塞将会产生分层，来流液体进入进料管时，驱出气体，形成逆向流动，此时液注的动量将会大大降低。进入段塞流气液预分离器2的混合物料将会在旋流的作用下进行分离。为了保证高效的分离效率，将段塞流气液预分离器2的液位控制在合理范围之内，其中预分离器第一液位传感器13和预分离器第二液位传感器14用于检测分离器的液位，预分离器第二液位传感器13的监测高度大于预分离器第一液位传感器14，当段塞流气液预分离器2内的液位低于预设的高位点液位时，压力控制阀15启动通过调整管路的压差而使液位下降，当段塞流气液预分离器2内的液位低于预设的低位点液位时，通过连锁电磁阀16将压力控制阀15迅速关闭至一个限定点，从而将液位快速稳定。

分离后的液相进入段塞流捕集器1，段塞流捕集器1采用两个液位控制阀捕集器第一控制阀10和捕集器第二控制阀11联合控制段塞流捕集器1的液位。在正常工况下，段塞流捕集器将工作在较低的液位上，通过较小的控制阀捕集器第一控制阀11来控制液位，当产生段塞流（如清管作业）时，此时液相流量较大，则通过捕集器第一控制阀11和捕集器第二控制阀12两个调节阀联合控制，这种分程控制是通过计算机控制。

段塞流捕集器1是用于收集段塞流来液的容器，由于气液已经完全分离，因此，需要对容器的容积予以确认。

1) 有效容积的计算方法：

V ₁ =(Q _slug +Q _normal -Q _dis )/t

V ₁:段塞流捕集器1的有效容积（容器的高设定点与低设定点之差）

Q _slug：最大的段塞流来流体积流量（由用户提供）;

Q_normal：最大正常工况下的液相体积流量（由用户提供）;

T:段塞流的持续时间（由用户提供）;

2) 实际容积的计算方法：

V=V1/((LAH-LAL)/D)

LAH：按照体积比例折算的容器的高设定点

LAL：按照体积比例折算的容器的低设定点

一般来说，按照85%作为容积系数，段塞流捕集器1的长径比选择5:1，最大10:1。

上述实施例是对本实用新型的进一步说明，但本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.一种容器式段塞流捕集器系统，包括卧式圆筒形的段塞流捕集器和竖直设置的圆筒形的段塞流气液预分离器，其特征在于：所述的段塞流气液预分离器内上端设置有段塞流缓冲器，所述的段塞流气液预分离器的侧壁设置有向下一定倾角的进料管路，所述的段塞流气液预分离器的上端与所述的段塞流捕集器的上端通过气相连接管路连通，所述的段塞流气液预分离器的下端与所述的段塞流捕集器的下端通过液相连接管路连通，所述的段塞流捕集器的上端设置有气相出口管路，所述的段塞流捕集器的下端设置有液相出口管路。

2.根据权利要求1所述的一种容器式段塞流捕集器系统，其特征在于：所述的段塞流捕集器与所述的气相连接管路的连接处设置有捕雾器，所述的气相出口管路与所述的捕雾器连通。

3.根据权利要求1所述的一种容器式段塞流捕集器系统，其特征在于：所述的段塞流捕集器上设置有段塞流捕集器液位传感器。

4.根据权利要求3所述的一种容器式段塞流捕集器系统，其特征在于：所述的液相出口管路上并联设置有捕集器第一控制阀和捕集器第二控制阀，所述的捕集器第一控制阀和所述的捕集器第二控制阀分别与所述的段塞流捕集器液位传感器连接。

5.根据权利要求1所述的一种容器式段塞流捕集器系统，其特征在于：所述的段塞流气液预分离器上设置有预分离器第一液位传感器和预分离器第二液位传感器，所述的预分离器第二液位传感器的监测高度高于所述的预分离器第一液位传感器的监测高度。

6.根据权利要求5所述的一种容器式段塞流捕集器系统，其特征在于：所述的气相连接管路上设置有压力控制阀，所述的压力控制阀与所述的预分离器第二液位传感器连接，所述的压力控制阀上连接有连锁电磁阀，所述的连锁电磁阀与所述的预分离器第一液位传感器连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种容器式段塞流捕集器系统，其特征在于：所述的段塞流捕集器的长径比为5～10:1。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的一种容器式段塞流捕集器系统，其特征在于：所述的气液预分离器采用气液柱状旋流分离器，所述的段塞流缓冲器为用于气液分层和降低液体流速的堰板。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的一种容器式段塞流捕集器系统，其特征在于：所述的段塞流捕集器系统通过计算机自动控制。