CN210145555U - 一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置 - Google Patents

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李涛
李海荣
耿业军
唐泽兰
王海
朱伟
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CNPC International Exploration and Production Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,包括汇气管、汇液管和分离缓冲罐,所述汇气管和所述汇液管上下布置且通过若干连通管连通,所述汇气管的出气口和所述汇液管的出液口分别与所述分离缓冲罐连通,所述汇液管的进液口输入液体。本实用新型是利用上下设置两组回转管,利用汇液管输入液体,使液体在汇液管内流动的时候,利用气液回转产生的离心力和气液密度差来进行气液强制分层,直至分离,分离后的液体依然沿汇液管流入到分离缓冲罐内,分离后的气体通过连通管进入汇气管,再由汇气管输入到分离缓冲罐内,达到段塞流流型转换和气液粗分离的效果,减小了液塞对分离缓冲罐的冲击。

Description

一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置
技术领域
本实用新型涉及油气处理技术领域,具体涉及一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置。
背景技术
对于大型高产量或高气油比油田,在油气集输的过程中,由于井下流体提升,产量变化,含气率大一级地形起伏等因素影响,在集输管道内会形成高速流动的段塞流,高速运动的段塞流会导致进站气液流量和压力急剧波动,对站内处理设施平稳运行会造成很大影响。通常设计会经过水力计算确定段塞流长度,据此在进站设置体积较大的容积式或指状段塞流捕集器,段塞流捕集器的主要作用是通过增加溶剂降低气液流速,强制改变流型,从而平稳压力抑制段塞。
容积式段塞流捕集器通常和一级分离器联合设置,缓冲段塞流对下游设施的影响;指状段塞流捕集器通常用于天然气处理站,捕集集气管线清管产生的液塞。在油田生产中,指状段塞流捕集器基本不适用,容积式段塞流捕集器捕集液塞效果较好,但存在气液分离能力不足,分离的气体继续进入下一级分离器继续气液分离的问题,这也加大了下一级分离器的尺寸;另外由于段塞流中液塞段流速通常是气液混合流速的1.2~1.3倍,在设计时段塞流捕集器入口管嘴通常会较大。这些问题均是液塞在进入段塞流捕集器之前气液没有提前分离造成的。
现有的一些管式分离液塞捕集装置,一般利用下倾管易于多相流分层的特点对段塞流进行提前气液分离。由于下倾管长度受限,不利于较长的液塞的预分离,而且为了满足下倾管需要,在入口增加了一段上坡管线,这对液塞处理产生不利影响。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,包括汇气管、汇液管和分离缓冲罐,所述汇气管和所述汇液管上下布置且通过若干连通管连通,所述汇气管的出气口和所述汇液管的出液口分别与所述分离缓冲罐连通,所述汇液管的进液口输入液体。
本实用新型的有益效果是:本实用新型是利用上下设置两组回转管,利用汇液管输入液体,使液体在汇液管内流动的时候,利用气液回转产生的离心力和气液密度差来进行气液强制分层,直至分离,分离后的液体依然沿汇液管流入到分离缓冲罐内,分离后的气体通过连通管进入汇气管,再由汇气管输入到分离缓冲罐内,达到段塞流流型转换和气液粗分离的效果,减小了液塞对分离缓冲罐的冲击。
在上述技术方案的基础上,本实用新型还可以做如下改进。
进一步,所述汇液管包括若干弯管段。
采用上述进一步方案的有益效果是:汇液管包括若干弯管段,弯管段可以实现液体的有效回转,有利于气液的初步有效分离。
进一步,所述汇液管呈S型来回弯折形成或呈螺旋状结构。
采用上述进一步方案的有益效果是:将汇液管采用S型来回弯折形成或采用螺旋状结构,方便组装成型。
进一步,所述汇气管包括若干弯管段。
采用上述进一步方案的有益效果是:汇气管包括若干弯管段,弯管段可以实现液体的有效回转,有利于气液的初步有效分离。
进一步,所述汇气管呈S型来回弯折形成或呈螺旋状结构。
采用上述进一步方案的有益效果是:将汇气管采用S型来回弯折形成或采用螺旋状结构,方便组装成型。
进一步,所述汇液管的进液口安装有进液管,所述进液管通过一沿所述液体输送方向内径逐渐变大的变径管一与所述汇液管的进液口连接,所述进液管的内径小于所述汇液管的内径。
采用上述进一步方案的有益效果是:采用变径管一,可以减小入液口径,有利于液体平稳均速进入分离缓冲罐。
进一步,所述汇液管的出液口连接有出液管,所述出液管通过一沿所述液体输送方向内径逐渐变小的变径管二与所述汇液管的出液口连接,所述出液管的内径小于所述汇液管的内径。
采用上述进一步方案的有益效果是:采用变径管二,使液体流速降低后,有利于气液分离。
进一步,所述分离缓冲罐上开设有入气口和入液口,所述入气口位于所述分离缓冲罐的顶部,所述入液口位于所述入气口的下方,所述分离缓冲罐内设有将其内腔分隔成初分离腔和气液分离腔的挡板或分流器,所述入液口将所述汇液管的出液口与所述初分离腔连通,所述入气口将所述汇气管的出气口与所述气液分离腔连通。
采用上述进一步方案的有益效果是:将入气口设置在入液口上方,使分离后的气体进入到分离缓冲罐上层区域,将液体从分离缓冲罐下层进入分离缓冲罐,有利于气液的进一步分离。
进一步,所述汇气管和汇液管分别水平布置,且分别与所述连通管垂直连接。
采用上述进一步方案的有益效果是:将汇气管和汇液管分别水平布置,并利用连通管分别与之垂直连接,有利于气体的快速分离。
进一步,所述汇气管和汇液管分别由若干管线通过法兰连接组装而成。
采用上述进一步方案的有益效果是:将汇气管和汇液管分别采用若干管线通过法兰组装而成,方便拆装。
附图说明
图1为本实用新型缓冲分离装置的主视结构示意图;
图2为本实用新型缓冲分离装置的俯视结构示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、汇气管;11、进气管;2、汇液管;21、进液管;22、出液管;3、分离缓冲罐;31、气体总出口;32、液体总出口;33、入气口;34、入液口; 35、挡板;36、初分离腔;37、气液分离腔;4、连通管;5、法兰;6、丝网式捕雾器;7、集气包;8、基座;9、底座。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本实用新型,并非用于限定本实用新型的范围。
如图1和图2所示,本实施例的一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,包括汇气管1、汇液管2和分离缓冲罐3,所述汇气管1和所述汇液管2上下布置且通过若干连通管4连通,所述汇气管1的出气口和所述汇液管2的出液口分别与所述分离缓冲罐3连通,所述汇液管2的进液口输入液体。
其中,所述分离缓冲罐3的顶部安装有集气包7,所述集气包7内安装有丝网式捕雾器。整个分离缓冲罐3采用卧式结构,并通过基座8固定在底座9上。所述集气包7内的丝网式捕雾器可以对排出的气体进行进一步脱出液滴,最终使分离缓冲罐3气体总出口排出的气体液滴夹带粒径大小会满足下游处理设备的要求。
本实施例中,所述汇气管和汇液管均采用水平管结构。所述分离缓冲罐 3的一端设有液体总出口32,其顶部设有气体总出口31,所述液体总出口32与所述汇液管2的位置相当,所述气体总出口31的位置位于所述分离缓冲罐3的顶部。
为了使气体分离更加快捷,所述连通管4分别与所述汇气管1和汇液管 2垂直设置。而且本实施例说明书附图2中,所述汇气管1和汇液管2通过 16根连通管4进行连接。气液混合物通过连通管时会向弹状流转变,垂直设置的连通管4主要起到了气相和液相分流的作用,削弱流体的惯性作用,增加气体脱除效果。
本实施例是利用上下设置两组回转管,利用汇液管输入液体,使液体在汇液管内流动的时候,利用气液回转产生的离心力和气液密度差来进行气液强制分层,直至分离,分离后的液体依然沿汇液管流入到分离缓冲罐内,分离后的气体通过连通管进入汇气管,再由汇气管输入到分离缓冲罐内,达到段塞流流型转换和气液粗分离的效果,减小了液塞对分离缓冲罐的冲击。
如图2所示,本实施例的所述汇液管2包括若干弯管段。汇液管包括若干弯管段,弯管段可以实现液体的有效回转,有利于气液的初步有效分离。
如图1和图2所示,本实施例的所述汇液管2呈S型来回弯折形成或呈螺旋状结构。将汇液管采用S型来回弯折形成或采用螺旋状结构,方便组装成型。
具体的,如图1和图2所示,本实施例的所述汇气管1包括若干弯管段。汇气管包括若干弯管段,弯管段可以实现液体的有效回转,有利于气液的初步有效分离。
具体的,如图1和图2所示,本实施例的所述汇气管1呈S型来回弯折形成或呈螺旋状结构。将汇气管采用S型来回弯折形成或采用螺旋状结构,方便组装成型。
其中,所述汇气管1采用三段管形成弯管结构,所述汇液管2也采用三段管形成弯管结构。采用螺旋状结构的汇气管和汇液管可以是圆形或方形等任意形状。
如图1和图2所示,所述汇液管2的进液口安装有进液管21,所述进液管21通过一沿所述液体输送方向内径逐渐变大的变径管一与所述汇液管的进液口连接,所述进液管的内径小于所述汇液管的内径。采用变径管一,可以减小入液口径,有利于液体平稳均速进入分离缓冲罐。
如图1和图2所示,本实施例的所述汇液管2的出液口连接有出液管22,所述出液管22通过一沿所述液体输送方向内径逐渐变小的变径管二与所述汇液管2的出液口连接,所述出液管22的内径小于所述汇液管2的内径。采用变径管二,使液体流速降低后,有利于气液分离。
如图1和图2所示,所述分离缓冲罐3上开设有入气口33和入液口34,所述入气口33位于所述分离缓冲罐3的顶部,所述入液口34位于所述入气口33的下方,所述分离缓冲罐3内设有将其内腔分隔成初分离腔36和气液分离腔37的挡板35或分流器,所述入液口34将所述汇液管2的出液口与所述初分离腔36连通,所述入气口33将所述汇气管1的出气口与所述气液分离腔36连通。将入气口设置在入液口上方,使分离后的气体进入到分离缓冲罐上层区域,将液体从分离缓冲罐下层进入分离缓冲罐,有利于气液的进一步分离。所述入气口33和所述气体总出口分离位于所述分离缓冲罐3 上端的两侧。
其中,所述出液管22为立管,出液管22的设计减缓了液体流速,入口的分流挡板进一步减小了液体对分离缓冲罐内气液接触面的冲击和扰动。所述分离缓冲罐3的入液口34位于所述分离缓冲罐3直径的0.5倍高度以上。
如图1和图2所示,所述汇气管1和汇液管2分别水平布置,且分别与所述连通管4垂直连接。将汇气管和汇液管分别水平布置,并利用连通管分别与之垂直连接,有利于气体的快速分离。
如图1和图2所示,所述汇气管1和汇液管2分别由若干管线通过法兰 5连接组装而成。将汇气管和汇液管分别采用若干管线通过法兰组装而成,方便拆装。
本实施例的一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,主要是包括回型组装管式预分离撬和分离缓冲罐,回型组装管式预分离撬利用产生的气液回转产生的离心力和气液密度差进行气液强制分层,直至分离,达到段塞流流型转换和气液粗分离的效果,减小了液塞对分离缓冲罐的冲击;分离缓冲罐主要用于缓冲液塞和分液深度分离,分离的气体通过气体总出口直接进入气系统,不再进入下游分离器。具体工作原理如下:油气混合物进入汇液管时,由于存在气液密度差,随着液体的流动,而且在弯管处离心力的作用,使气体向上流动,通过连通管进入汇气管,汇气管内气体携带的液滴在弯管位置处进行碰撞沉降,通过连通管再回流到汇液管,随着气液在汇液管内的流动,气相逐渐汇聚分离,液相流速逐渐下降,最终形成稳定的层流状态,最终进入到分离缓冲罐内。
汇气管和汇液管分离进入到分离缓冲罐,汇气管从分离缓冲罐顶部接入到分离缓冲罐的入气口,保证顶部气体进入分离缓冲罐后与液体不混合,直接进入气相空间,这样有利于气体在分离缓冲罐内进一步进行气液分离,且不受液相来流的扰动。汇液管从分离缓冲罐前端的入液口接入,分离出的气体经过初步分离后再与汇气管来的气体汇合,这种设计增加了整个系统气液分离的有效程度。
本实施例中液塞中夹带的大部分气体会进入汇气管,在汇气管的弯管中流动时,液体会靠自重流到下层汇液管中,气液分离进入分离缓冲罐中,实现了大部分气体不经过分离缓冲罐初分离段而直接进入气液分离段,天然气中的液滴在分离段进行进一步分离,避免了段塞情况下大量气体突然进入分离缓冲罐中导致的气液夹带。液体在分离缓冲罐中经过初分离段进入分离段后,液体中的气泡最终全部分离。当段塞来时的液相流量激增也在回型预分离缓冲罐中被削弱,趋于平稳,最终进入分离缓冲罐中,避免了液位剧烈波动。
本实施例的回型组装管式预分离缓冲罐实现了液塞中气体与液体的提前脱离,使液体单独或夹带少部分气体进入分离缓冲罐,减小了对分离缓冲罐的冲击,由于分离缓冲罐只需要对小部分的气体进行重力分离,因此在设计分离缓冲罐时可以根据实际情况减小尺寸。回型组装管式预分离撬设计简单,布置在分离缓冲罐的侧面,减小了占地面积。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,其特征在于,包括汇气管、汇液管和分离缓冲罐,所述汇气管和所述汇液管上下布置且通过若干连通管连通,所述汇气管的出气口和所述汇液管的出液口分别与所述分离缓冲罐连通,所述汇液管的进液口输入液体。
2.根据权利要求1所述一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,其特征在于,所述汇液管包括若干弯管段。
3.根据权利要求1所述一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,其特征在于,所述汇液管呈S型来回弯折形成或呈螺旋状结构。
4.根据权利要求1所述一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,其特征在于,所述汇气管包括若干弯管段。
5.根据权利要求1所述一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,其特征在于,所述汇气管呈S型来回弯折形成或呈螺旋状结构。
6.根据权利要求1所述一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,其特征在于,所述汇液管的进液口安装有进液管,所述进液管通过一沿所述液体输送方向内径逐渐变大的变径管一与所述汇液管的进液口连接,所述进液管的内径小于所述汇液管的内径。
7.根据权利要求1所述一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,其特征在于,所述汇液管的出液口连接有出液管,所述出液管通过一沿所述液体输送方向内径逐渐变小的变径管二与所述汇液管的出液口连接,所述出液管的内径小于所述汇液管的内径。
8.根据权利要求1所述一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,其特征在于,所述分离缓冲罐上开设有入气口和入液口,所述入气口位于所述分离缓冲罐的顶部,所述入液口位于所述入气口的下方,所述分离缓冲罐内设有将其内腔分隔成初分离腔和气液分离腔的挡板或分流器,所述入液口将所述汇液管的出液口与所述初分离腔连通,所述入气口将所述汇气管的出气口与所述气液分离腔连通。
9.根据权利要求1所述一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,其特征在于,所述汇气管和汇液管分别水平布置,且分别与所述连通管垂直连接。
10.根据权利要求1所述一种回型组装管式段塞流缓冲分离装置,其特征在于,所述汇气管和汇液管分别由若干管线通过法兰连接组装而成。
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