CN205277395U - 一种海底管道气液段塞流捕集分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种海底管道气液段塞流捕集分离装置，由壳体、来流管、承压波纹管、连杆、连通球阀、隔板、浮动球阀、限位筛筒、喇叭口、出气管和出液管组成。装置外壳为L型中空壳体，壳体左侧顶部设承压波纹管，其底部依次连接连杆和连通球阀；壳体左侧中部连接下倾式来流管；壳体右侧顶部安有倒置喇叭口，喇叭口下方连接限位筛筒，限位筛筒中安放浮动球阀，喇叭口上方连接出气管；壳体下部设水平隔板，隔板上开有正对连通球阀的通孔；壳体右侧下部接出液管。本实用新型可循环地排气、排液，从而达到消除段塞流和有序分离的目的。

Description

一种海底管道气液段塞流捕集分离装置

技术领域

本实用新型属于气液两相流混输与分离技术领域，具体涉及一种海底管道气液段塞流捕集分离装置。

背景技术

油气伴生矿藏十分普遍，油气田开发时绝大多数矿场集输管路采用气液混输方式，一方面避免早期分离增加作业成本，另一方面油气两相流的压降损失小于单相油流，可实现节能降耗的目的。气液两相在集输管路内会形成分层、泡状、波浪、环雾、段塞等多种流型，其中段塞流输送速度相对较快。但在地形起伏和大落差的海底集输管路中，气液段塞流会引发管路振动、严重段塞和憋压等不良影响。尤其是在海底管道与海洋立管转接处，往往会出现液体回落至底部聚集形成液塞，造成气体无法进入立管，从而在海管内不断憋压，直至拥有足够的压力将液塞推出立管。此时，液塞在立管出口会迅速喷发，对海洋平台带来极大的安全隐患；同时，气液段塞会诱导立管发生振动，致使立管疲劳失效。因此，在海底气液段塞流管路的合适位置安装段塞流捕集分离装置十分必要。

现有的段塞流捕集装置大多结构复杂、需要消耗额外的能量、成本相对较高，包括泵控、旋流、增加回压、多支管路等，且它们中的大多数不适用于海底集输管路。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是针对现有段塞流捕集装置存在的不足，提供一种结构简单、安装方便、成本低廉的海底管道气液段塞流捕集分离装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种海底管道气液段塞流捕集分离装置由壳体、来流管、承压波纹管、连杆、连通球阀、隔板、浮动球阀、限位筛筒、喇叭口、出气管和出液管组成。整个装置的外壳为L型的中空壳体，壳体内左侧顶部布置有承压波纹管，承压波纹管底部连接一连杆，连杆下部接有一连通球阀，承压波纹管压缩和拉伸时会带动连杆及连通球阀一起上下移动；壳体左侧中部连接一向下倾斜的来流管；壳体右侧顶部安有一倒置喇叭口，喇叭口上方连接出气管；在喇叭口下方连接有伸入壳体内部的圆柱形限位筛筒，限位筛筒筒壁与筒底开有筛孔；限位筛筒中安放一浮动球阀，浮动球阀的运动范围受限位筛筒所限；壳体内下部设有一水平隔板，隔板上开有正对连通球阀的通孔；壳体右侧下部接出液管。

所述的承压波纹管底部始终高于来流管入口；所述的壳体右侧顶部低于来流管入口高度。

所述的喇叭口与出气管连接处的口径小于浮动球阀的直径；所述的隔板通孔孔径小于连通球阀的直径。

所述的浮动球阀密度介于液相密度与气相密度之间。

所述的连通球阀在装置未通流体时封堵隔板上的通孔。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型出气管被堵后的憋压工作状态；

图3为本实用新型连通球阀提升后的排液工作状态；

图4为本实用新型连通球阀封堵、出气管畅通时的工作状态；

其中：1、壳体；2、来流管；3、承压波纹管；4、连杆；5、连通球阀；6、浮动球阀；7、限位筛筒；8、喇叭口；9、出气管；10、隔板；11、出液管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述。

如图1所示，一种海底管道气液段塞流捕集分离装置由壳体1、来流管2、承压波纹管3、连杆4、连通球阀5、隔板10、浮动球阀6、限位筛筒7、喇叭口8、出气管9和出液管11组成。整个装置的外壳为L型的中空壳体1，壳体1内左侧顶部布置有承压波纹管3，承压波纹管3底部连接一连杆4，连杆4下部接有一连通球阀5，承压波纹管3压缩和拉伸时会带动连杆4及连通球阀5一起上下移动；壳体1左侧中部连接一向下倾斜的来流管2；壳体1右侧顶部安有一倒置喇叭口8，喇叭口8上方连接出气管9；在喇叭口8下方连接有伸入壳体1内部的圆柱形限位筛筒7，限位筛筒7筒壁与筒底开有筛孔；限位筛筒7中安放一浮动球阀6，浮动球阀6的运动范围受限位筛筒7所限；壳体1内下部设有一水平隔板10，隔板10上开有正对连通球阀5的通孔；壳体1右侧下部接出液管11。

所述的承压波纹管3底部始终高于来流管2入口；所述的壳体1右侧顶部低于来流管2入口高度。

所述的喇叭口8与出气管9连接处的口径小于浮动球阀6的直径；所述的隔板10通孔孔径小于连通球阀5的直径。

所述的浮动球阀6密度介于液相密度与气相密度之间。

所述的连通球阀5在装置未通流体时封堵隔板10上的通孔。

实施例：

使用时，先将气液两相流集输管道连接来流管2，将出气管9和出液管11分别连接输气和输液管，保持整个装置直立安置于海床上。

装置安装完成后的初始状态如图1所示，连通球阀5封堵着隔板10上的通孔。气液两相流经来流管2进入壳体1后，由于来流管2向下倾斜，流体在惯性的作用下会俯冲至壳体1右部。由于隔板10通孔被封堵，此时液体只能在隔板10上部聚集，而气体可以穿过限位筛筒7，经喇叭口8和出气管9流出壳体1。随着壳体1内液体越积越多，液位将逐渐升高。如图2所示，当液体托着浮动球阀6将喇叭口8处的出气管9封堵后，气体只能在壳体1左侧承压波纹管3下方聚集。随着气体的不断聚集，承压波纹管3下方的气体压力逐渐升高，致使承压波纹管3被压缩。如图3所示，承压波纹管3压缩后，将带动连杆4及连通球阀5一起向上移动，从而打开隔板10上的通孔，使液体能够经通孔流入出液管11被排出。如图4所示，随着壳体1内液位的下降，承压波纹管3下方的气体压力逐渐减小，连杆4及连通球阀5将向下移动，直至连通球阀5再次封堵隔板10通孔；同时浮动球阀6也随液面下降，从而打开出气管通道，气体可以从出气管9流出。此后，整个装置将重复上述过程，进入循环的排气、排液阶段，实现段塞流的消除和气液两相的有序分离。

Claims (5)

1.一种海底管道气液段塞流捕集分离装置，其特征在于：由壳体(1)、来流管(2)、承压波纹管(3)、连杆(4)、连通球阀(5)、隔板(10)、浮动球阀(6)、限位筛筒(7)、喇叭口(8)、出气管(9)和出液管(11)组成；整个装置的外壳为L型的中空壳体(1)，壳体(1)内左侧顶部布置有承压波纹管(3)，承压波纹管(3)底部连接一连杆(4)，连杆(4)下部接有一连通球阀(5)，承压波纹管(3)压缩和拉伸时会带动连杆(4)及连通球阀(5)一起上下移动；壳体(1)左侧中部连接一向下倾斜的来流管(2)；壳体(1)右侧顶部安有一倒置喇叭口(8)，喇叭口(8)上方连接出气管(9)；在喇叭口(8)下方连接有伸入壳体(1)内部的圆柱形限位筛筒(7)，限位筛筒(7)筒壁与筒底开有筛孔；限位筛筒(7)中安放一浮动球阀(6)，浮动球阀(6)的运动范围受限位筛筒(7)所限；壳体(1)内下部设有一水平隔板(10)，隔板(10)上开有正对连通球阀(5)的通孔；壳体(1)右侧下部接出液管(11)。

2.如权利要求1所述的海底管道气液段塞流捕集分离装置，其特征在于：承压波纹管(3)底部始终高于来流管(2)入口；壳体(1)右侧顶部低于来流管(2)入口高度。

3.如权利要求1所述的海底管道气液段塞流捕集分离装置，其特征在于：喇叭口(8)与出气管(9)连接处的口径小于浮动球阀(6)的直径；隔板(10)通孔孔径小于连通球阀(5)的直径。

4.如权利要求1所述的海底管道气液段塞流捕集分离装置，其特征在于：浮动球阀(6)密度介于液相密度与气相密度之间。

5.如权利要求1所述的海底管道气液段塞流捕集分离装置，其特征在于：连通球阀(5)在装置未通流体时封堵隔板(10)上的通孔。