CN204877430U - 一种地面计量与天然气回收一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地面计量与天然气回收一体化装置，加热分离器通过节流阀接入油嘴管汇来的原油、天然气、水低温三相流体。加热分离器分离柱气相出口、干气洗涤过滤器、一级冷却器壳程、二级冷却器壳程、污水冷冻槽盘管、干气复热器管程与天然气计量装置通过管道顺序连通，回收到天然气同时冷冻淡化污水。加热分离器蒸发柱气相出口与原油缓冲罐气相出口汇总后与一级冷却器管程、过滤分离器、富气洗涤过滤器、二级冷却器管程和混烃储罐通过管道顺序连通，回收到混烃。本装置集地面计量、天然气回收和污水处理功能与一体，设备少，能在油气井快速移动实施地面计量和天然气回收作业，同时冷冻淡化污水，运行能耗低，成本小收益快。

Description

一种地面计量与天然气回收一体化装置

技术领域

本实用新型涉及油气采收设备领域，具体是一种地面计量与天然气回收一体化装置。

背景技术

高压油气井喷出的油、气、水经地面油嘴管汇节流降压后往往温度较低，为避免形成天然气水合物堵塞下游管线及设备，传统地面计量装置一般将节流后流体加热升温至水合物形成温度以上，再通过地面计量分离器进行气液分离、天然气产量录取、原油产量录取和污水产量录取。其中分离出的天然气因未净化处理直接放空燃烧，原油在原油缓冲罐内闪蒸稳定挥发出的含重烃富气也直接放空燃烧，造成能源浪费及环境污染，污水因含盐量高无法就地排放，只能通过拉运集中处理。一般的天然气回收装置因设备较多，安装调试复杂，无法与要求快速移动作业的地面计量装置一起使用回收该部分放空天然气，应用和发展受到局限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种地面计量与天然气回收一体化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种地面计量与天然气回收一体化装置，包括加热分离器、干气洗涤过滤器、一级冷却器、过滤分离器、富气洗涤过滤器、二级冷却器、污水冷冻槽、干气复热器、天然气计量装置、混烃储罐和原油缓冲罐；所述加热分离器的进口管装有节流阀，加热分离器包括分离柱和蒸发柱，分离柱的气相出口通过管道依次连通干气洗涤过滤器、一级冷却器的壳程、二级冷却器的壳程、污水冷冻槽的盘管、干气复热器的管程和天然气计量装置，分离柱的气相出口与干气洗涤过滤器之间的管道上设有一支路放空管道，且该放空管道上设有一压力调节阀，一级冷却器的壳程进口管道与其壳程出口管道相连通，且连通两者的管道上装有一阀门，一级冷却器壳程进口管道上装有一阀门，二级冷却器的壳程进口管道和其壳程出口管道上分别装有一自动开关阀门，二级冷却器的壳程进口管道与其壳程出口管道相连通，且连通两者的管道上装有一阀门；

所述加热分离器液相出口与原油缓冲罐进口通过管道连通，蒸发柱的气相出口与原油缓冲罐气相出口通过管道汇总并通过管道依次连通一级冷却器的管程、过滤分离器、富气洗涤过滤器、二级冷却器的管程以及混烃储罐的进口，所述蒸发柱的气相出口管道上装有一压力调节阀，过滤分离器的液相出口与混烃储罐的进口通过管道连通，富气洗涤过滤器操作液位下部位置通过管道与其气相出口连通，该管道上设置有一阀门，二级冷却器的管程进口管道和其管程出口管道上分别装有一自动开关阀门；

所述原油缓冲罐的液相出口连接原油及水出口管道，混烃储罐的排污出口连接排污出口管道，混烃储罐的混烃出口连接混烃出口管道，混烃储罐的闪蒸气出口连接闪蒸气出口管道，天然气计量装置的出口连接干气出口管道；所述加热分离器的加热蒸汽进口、二级冷却器的管程进口和干气复热器的壳程进口分别通过一阀门与蒸汽进口管道连通，加热分离器的凝结水出口和干气复热器壳程出口分别与凝结水出口管道连通，二级冷却器的管程出口通过一阀门与凝结水出口管道连通。

作为本实用新型进一步的方案：所述二级冷却器共有两台，且并联设置。

作为本实用新型再进一步的方案：所述加热分离器包括分离柱、蒸发柱和卧式加热器，分离柱顶部与蒸发柱顶部分别装有一压力变送器，分离柱底部装有一防回气挡板和液相预热盘管，分离柱内进口位置装有一缓冲挡板，蒸发柱上部装有一聚结捕雾器，卧式加热器内装有U型蒸汽加热管，且卧式加热器与蒸发柱连接部分的筒体形成气相蒸发空间。

作为本实用新型再进一步的方案：所述干气洗涤过滤器包括筒体，所述筒体底部内装有一进气分布器，顶部装有一精密滤芯，筒体内装有洗涤液，顶部外装有一加液阀，底部外装有一排液阀，中部装有一排污阀；所述富气洗涤过滤器与干气洗涤过滤器结构相同。

作为本实用新型再进一步的方案：所述过滤分离器顶部内装有一精密滤芯，在精密滤芯下面的上部筒体区域装有吸附过滤层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、该地面计量与天然气回收一体化装置，由于经油嘴管汇节流降压后流体不经过加热直接进入到加热分离器的分离柱进行低温气、液分离，分离出的低温液体原油、水再在加热分离器的卧式加热器、蒸发柱内加热蒸发，这样分离柱气相出口为低温干气，无需另外脱水脱烃，可直接回收，同时具有冷量可利用。

2、该地面计量与天然气回收一体化装置，无需外加冷源，可利用低温干气的冷量回收加热分离器蒸发柱和原油缓冲罐内挥发的重烃富气中高经济价值的混烃组分。

3、该地面计量与天然气回收一体化装置，在低温干气冷量足够的情况下，还可以冷冻淡化油井污水，淡化水可直接就地排放，提浓的小部分高含盐污水再通过拉运集中处理，节省了拉运费用的投入。

4、该地面计量与天然气回收一体化装置可通过将不同设备集成不同的可移动橇块单元，与传统地面计量装置相比，在增加少量单体设备，不增加橇块数量和安装时间的情况下，实现油、气产量作业的同时，回收天然气和处理油井污水，节约能源，保护环境，提高经济效益。

附图说明

图1为地面计量与天然气回收一体化装置的结构示意图。

图2为地面计量与天然气回收一体化装置中加热分离器的结构示意图。

图3为地面计量与天然气回收一体化装置中干气洗涤过滤器的结构示意图。

图4为地面计量与天然气回收一体化装置中过滤分离器的结构示意图。

图中：1、加热分离器，2、阀门，3、节流阀，4、干气洗涤过滤器，5、压力调节阀，6、放空管道，7、蒸汽进口管道，8、一级冷却器，9、过滤分离器，10、富气洗涤过滤器，11、自动开关阀门，12、二级冷却器，13、污水冷冻槽，14、干气复热器，15、天然气计量装置，16、干气出口管道，17、闪蒸气出口管道，18、混烃储罐，19、混烃出口管道，20、排污出口管道，21、原油及水出口管道，22、凝结水出口管道，23、原油缓冲罐，1-1、液相预热盘管，1-2、缓冲挡板，1-3、分离柱，1-4、压力变送器，1-5、蒸发柱，1-6、聚结捕雾器，1-7、防回气挡板，1-8、气相蒸发空间，1-9、卧式加热器，1-10、U型蒸汽加热管，4-1、进气分布器，4-2、精密滤芯，4-3、加液阀，4-4、排污阀，4-5、洗涤液，4-6、筒体，4-7、排液阀，9-1、吸附过滤层，9-2、精密滤芯，9-3、筒体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～4，本实用新型实施例中，一种地面计量与天然气回收一体化装置，包括加热分离器1、干气洗涤过滤器4、一级冷却器8、过滤分离器9、富气洗涤过滤器10、二级冷却器12、污水冷冻槽13、干气复热器14、天然气计量装置15、混烃储罐18和原油缓冲罐23；所述加热分离器1的进口管装有节流阀3，加热分离器1包括分离柱1-3和蒸发柱1-5，分离柱1-3的气相出口通过管道依次连通干气洗涤过滤器4、一级冷却器8的壳程、二级冷却器12的壳程、污水冷冻槽13的盘管、干气复热器14的管程和天然气计量装置15，分离柱1-3的气相出口与干气洗涤过滤器4之间的管道上设有一支路放空管道6，且该放空管道6上设有一压力调节阀5，一级冷却器8的壳程进口管道与其壳程出口管道相连通，且连通两者的管道上装有一阀门2，一级冷却器8壳程进口管道上装有一阀门2，所述二级冷却器12共有两台，且并联设置，二级冷却器12的壳程进口管道和其壳程出口管道上分别装有一自动开关阀门11，二级冷却器12的壳程进口管道与其壳程出口管道相连通，且连通两者的管道上装有一阀门2；

所述加热分离器1液相出口与原油缓冲罐23进口通过管道连通，蒸发柱1-5的气相出口与原油缓冲罐23气相出口通过管道汇总并通过管道依次连通一级冷却器8的管程、过滤分离器9、富气洗涤过滤器10、二级冷却器12的管程以及混烃储罐18的进口，所述蒸发柱1-5的气相出口管道上装有一压力调节阀5，过滤分离器9的液相出口与混烃储罐18的进口通过管道连通，富气洗涤过滤器10操作液位下部位置通过管道与其气相出口连通，该管道上设置有一阀门2，二级冷却器12的管程进口管道和其管程出口管道上分别装有一自动开关阀门11；

所述原油缓冲罐23的液相出口连接原油及水出口管道21，混烃储罐18的排污出口连接排污出口管道20，混烃储罐18的混烃出口连接混烃出口管道19，混烃储罐18的闪蒸气出口连接闪蒸气出口管道17，天然气计量装置15的出口连接干气出口管道16；同时装置需要蒸汽为装置加热使用，加热分离器1的加热蒸汽进口、二级冷却器12的管程进口和干气复热器14的壳程进口分别通过一阀门2与蒸汽进口管道7连通，加热分离器1的凝结水出口和干气复热器14壳程出口分别与凝结水出口管道22连通，二级冷却器12的管程出口通过一阀门2与凝结水出口管道22连通。

所述加热分离器1包括分离柱1-3、蒸发柱1-5和卧式加热器1-9，分离柱1-3顶部与蒸发柱1-5顶部分别装有一压力变送器1-4，分离柱1-3底部装有一防回气挡板1-7和液相预热盘管1-1，分离柱1-3内进口位置装有一缓冲挡板1-2，蒸发柱1-5上部装有一聚结捕雾器1-6，卧式加热器1-9内装有U型蒸汽加热管1-10，且卧式加热器1-9与蒸发柱1-5连接部分的筒体形成气相蒸发空间1-8。

所述干气洗涤过滤器4包括筒体4-6，所述筒体4-6底部内装有一进气分布器4-1，顶部装有一精密滤芯4-2，筒体4-6内装有洗涤液4-5，顶部外装有一加液阀4-3，底部外装有一排液阀4-7，中部装有一排污阀4-4。

所述富气洗涤过滤器10与干气洗涤过滤器4结构相同。

所述过滤分离器9顶部内装有一精密滤芯9-2，在精密滤芯9-2下面的上部筒体9-3区域装有吸附过滤层9-1。

本实用新型的工作原理是：所述地面计量与天然气回收一体化装置，由地面油嘴管汇节流降压后的原油、天然气、水低温三相流体经过节流阀3进行二级节流至达到压力和温度要求后，直接进入加热分离器1的分离柱1-3内进行气液分离，分离柱1-3内的缓冲挡板1-2起到缓冲进口流体对分离柱1-3的液面冲击，和减少对气流的扰动。分离柱1-3底部的液相预热盘管1-1起到预热分离下来的低温原油、水，使低温液体顺利流入卧式加热器1-9内，防止天然气水合物和固体重烃堵塞通道，防回气挡板1-7起到防止卧式加热器1-9内大量高温闪蒸气返流入分离柱1-3，降低其气相出口气体的温度。分离柱1-3分离出来的低温天然气进入到干气洗涤过滤器4内，在放空管道6安装的压力调节阀5起到调节分离柱1-3内压力的作用，进入到干气洗涤过滤器4内的低温天然气通过进气分布器4-1进行气流分散分布，然后进入到干气洗涤过滤器4筒体4-6内的洗涤液4-5中进行洗涤，将低温天然气携带的低温液滴、细微的固态水合物或重烃固体捕捉下来，然后经过精密滤芯4-2进行进一步过滤，洗涤下来的重烃与洗涤液不互溶，且比洗涤液密度小可通过排污阀4-4排出。在运行过程中根据洗涤液4-5的清洁状况可通过加液阀4-3加注新的洗涤液，排液阀4-7排出脏污的洗涤液。经洗涤过滤后的低温天然气进入到一级冷却器8壳程将管程内的重烃富气进行一级降温，一级冷却器8壳程进口管道上的阀门2和连通其壳程进、出口的阀门2起到调节重烃富气一级冷却后温度的作用。一级冷却器8壳程出来的低温天然气经过二级冷却器12壳程进、出口的自动开关阀门11的选择切换进入到两台二级冷却器12的其中一台，对重烃富气进行二级降温，连通二级冷却器12壳程进、出口的阀门2起到调节重烃富气二级冷却后温度的作用。二级冷却器12壳程出来的低温天然气进入到污水冷冻槽13的盘管内将污水冷冻槽13内的油井污水进行冷冻，使其盐分从冷冻成冰晶的水中析出然后将浓缩的污水分离，从而得到淡化的水。经过一级冷却器8、二级冷却器12和污水冷冻槽13升温的低温天然气，由于温度还比较低需进入到干气复热器14管程中进一步升温，干气复热器14壳程的加热介质为蒸汽进口管道7送来的饱和蒸汽。因为低温天然气是在低温条件下进行分离和洗涤过滤，其含水量和烃露点都很低，因此无需另外进行脱水脱烃可满足相关天然气产品标准，可直接回收该部分天然气。

加热分离器1中的卧式加热器1-9将低温原油、水加热，被加热的原油在气相蒸发空间1-8及蒸发柱1-5内闪蒸出重烃富气，该部分气体经蒸发柱1-5气相出口管道上的压力调节阀5调压后与原油缓冲罐23内闪蒸出的重烃富气一起进入一级冷却器8的管程进行一级冷却。卧式加热器1-9加热后的原油、水通过管道进入到原油缓冲罐23内进行闪蒸稳定,闪蒸后的原油、水通过原油及水出口管道21外输至下游原油储存计量设备。在一级冷却器8管程内冷却后的重烃富气进入到过滤分离器9进行分离和过滤，分离过滤下来的混烃液体进入到混烃储罐18，分离过滤后的重烃富气进入到富气洗涤过滤器10内进行洗涤和过滤，其工作过程与干气洗涤过滤器4工作过程一致，但在富气洗涤过滤器10操作液位下设置有一阀门2，通过阀门2可调节混入重烃富气内的洗涤液4-5，其组成可为乙二醇水溶液、甲醇水溶液或其他能起到抑制水合物形成的溶液，混入的洗涤液4-5起到防止重烃富气在二级冷却器12内发生水合物堵塞的作用。经洗涤过滤的重烃富气经过二级冷却器12管程进、出口的自动开关阀门11的选择切换进入到两台二级冷却器12的其中一台进行二级冷却，若运行的二级冷却器12发生水合物堵塞，自动开关阀门11将另一台二级冷却器12切换至工作状态，堵塞的二级冷却器12的可通过阀门2使用蒸汽进行解堵，清洗，解堵清洗后的冷却器处于备用状态等待下一次切换，这样可防止重烃富气在二级冷却至低温时，由于形成的少量水合物长时间积累堵塞管道及设备，造成设备停产。经二级冷却的重烃富气进入到混烃储罐18进行气液分离，并将分离下来的混烃液体储存。混烃储罐18闪蒸出的闪蒸气可作为蒸汽锅炉燃料，混烃通过LPG车外运销售，污水排入污水池。

蒸汽加热管道7为加热分离器1、二级冷却器12和干气复热器14提供蒸汽锅炉出来的加热蒸汽，在以上设备内冷凝成凝结水的蒸汽经过凝结水出口管道22汇总，再返回至蒸汽锅炉内发生蒸汽。

所述地面计量与天然气回收一体化装置，由于经油嘴管汇节流降压后流体不经过加热直接进入到加热分离器的分离柱进行低温气、液分离，分离出的低温液体原油、水再在加热分离器的卧式加热器、蒸发柱内加热蒸发，这样分离柱气相出口为低温干气，无需另外脱水脱烃，可直接回收，同时具有冷量可利用。

所述地面计量与天然气回收一体化装置，无需外加冷源，可利用低温干气的冷量回收加热分离器蒸发柱和原油缓冲罐内挥发的重烃富气中高经济价值的混烃组分。

所述地面计量与天然气回收一体化装置，在低温干气冷量足够的情况下，还可以冷冻淡化油井污水，淡化水可直接就地排放，提浓的小部分高含盐污水再通过拉运集中处理，节省了拉运费用的投入。

所述地面计量与天然气回收一体化装置可通过将不同设备集成不同的可移动橇块单元，与传统地面计量装置相比，在增加少量单体设备，不增加橇块数量和安装时间的情况下，实现油、气产量作业的同时，回收天然气和处理油井污水，节约能源，保护环境，提高经济效益。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种地面计量与天然气回收一体化装置，其特征在于，包括加热分离器（1）、干气洗涤过滤器（4）、一级冷却器（8）、过滤分离器（9）、富气洗涤过滤器（10）、二级冷却器（12）、污水冷冻槽（13）、干气复热器（14）、天然气计量装置（15）、混烃储罐（18）和原油缓冲罐（23）；所述加热分离器（1）的进口管装有节流阀（3），加热分离器（1）包括分离柱（1-3）和蒸发柱（1-5），分离柱（1-3）的气相出口通过管道依次连通干气洗涤过滤器（4）、一级冷却器（8）的壳程、二级冷却器（12）的壳程、污水冷冻槽（13）的盘管、干气复热器（14）的管程和天然气计量装置（15），分离柱（1-3）的气相出口与干气洗涤过滤器（4）之间的管道上设有一支路放空管道（6），且该放空管道（6）上设有一压力调节阀（5），一级冷却器（8）的壳程进口管道与其壳程出口管道相连通，且连通两者的管道上装有一阀门（2），一级冷却器（8）壳程进口管道上装有一阀门（2），二级冷却器（12）的壳程进口管道和其壳程出口管道上分别装有一自动开关阀门（11），二级冷却器（12）的壳程进口管道与其壳程出口管道相连通，且连通两者的管道上装有一阀门（2）；

所述加热分离器（1）液相出口与原油缓冲罐（23）进口通过管道连通，蒸发柱（1-5）的气相出口与原油缓冲罐（23）气相出口通过管道汇总并通过管道依次连通一级冷却器（8）的管程、过滤分离器（9）、富气洗涤过滤器（10）、二级冷却器（12）的管程以及混烃储罐（18）的进口，所述蒸发柱（1-5）的气相出口管道上装有一压力调节阀（5），过滤分离器（9）的液相出口与混烃储罐（18）的进口通过管道连通，富气洗涤过滤器（10）操作液位下部位置通过管道与其气相出口连通，该管道上设置有一阀门（2），二级冷却器（12）的管程进口管道和其管程出口管道上分别装有一自动开关阀门（11）；

所述原油缓冲罐（23）的液相出口连接原油及水出口管道（21），混烃储罐（18）的排污出口连接排污出口管道（20），混烃储罐（18）的混烃出口连接混烃出口管道（19），混烃储罐（18）的闪蒸气出口连接闪蒸气出口管道（17），天然气计量装置（15）的出口连接干气出口管道（16）；所述加热分离器（1）的加热蒸汽进口、二级冷却器（12）的管程进口和干气复热器（14）的壳程进口分别通过一阀门（2）与蒸汽进口管道（7）连通，加热分离器（1）的凝结水出口和干气复热器（14）壳程出口分别与凝结水出口管道（22）连通，二级冷却器（12）的管程出口通过一阀门（2）与凝结水出口管道（22）连通。

2.根据权利要求1所述的地面计量与天然气回收一体化装置，其特征在于，所述二级冷却器（12）共有两台，且并联设置。

3.根据权利要求1或2所述的地面计量与天然气回收一体化装置，其特征在于，所述加热分离器（1）包括分离柱（1-3）、蒸发柱（1-5）和卧式加热器（1-9），分离柱（1-3）顶部与蒸发柱（1-5）顶部分别装有一压力变送器（1-4），分离柱（1-3）底部装有一防回气挡板（1-7）和液相预热盘管（1-1），分离柱（1-3）内进口位置装有一缓冲挡板（1-2），蒸发柱（1-5）上部装有一聚结捕雾器（1-6），卧式加热器（1-9）内装有U型蒸汽加热管（1-10），且卧式加热器（1-9）与蒸发柱（1-5）连接部分的筒体形成气相蒸发空间（1-8）。

4.根据权利要求3所述的地面计量与天然气回收一体化装置，其特征在于，所述干气洗涤过滤器（4）包括筒体（4-6），所述筒体（4-6）底部内装有一进气分布器（4-1），顶部装有一精密滤芯（4-2），筒体（4-6）内装有洗涤液（4-5），顶部外装有一加液阀（4-3），底部外装有一排液阀（4-7），中部装有一排污阀（4-4）；所述富气洗涤过滤器（10）与干气洗涤过滤器（4）结构相同。

5.根据权利要求1或2或4所述的地面计量与天然气回收一体化装置，其特征在于，所述过滤分离器（9）顶部内装有一精密滤芯（9-2），在精密滤芯（9-2）下面的上部筒体（9-3）区域装有吸附过滤层（9-1）。