[发明专利]一种天然气油、水、固多相分离方法

说明书

技术领域

本发明油气田分离专用方法，特别是一种适合于气、液和气、固混合物的高效分离的天然气油、水、固多相分离方法。

背景技术

天然气是在不同的地质条件下生成、运移，并以一定压力储集在地下构造中的气体。它们埋藏在深度不同的地层中，通过井筒将气体引至地面。众所周知，多数天然气是可燃气体，主要成分是气体烃类，还含有少量非烃气体。纯气田天然气主要成分是甲烷，还有少量的乙、丙、丁烷和非烃气体；凝析气田天然气除含有甲烷、乙烷外，还含有一定数量的丙丁烷以及戊烷以上烃类气体、芳香烃、天然气汽油、柴油等。这些天然气中的凝析油、水、固体颗粒的分离，一直以来在国内都没有得到解决。

现有天然气处理的工艺流程如下：气井来气→加热炉→旋风分离器→双筒气水分离器→PALL精细过滤器→三甘醇脱水装置→外输。流程中旋风分离能去除直径10um以上的固体颗粒、直径100um以上的水。由于这种设备受工况影响大，分离水和固相不是很有效；双筒气、水分离它主要是靠重力沉降，只能去除直径30um以上的水；PALL精细过滤器它是以膜过滤+特制的聚结层为主，能去除气中直径2um以上的水、凝析油，1um以上固体颗粒。上述流程长，占地面积大，投资高(其中PALL精细过滤器是进口的)，维护不方便。由于流程中旋风分离和双筒气水分离对天然气中的固体颗粒和水去除有限，大量处理负荷被强加到PALL精细过滤器上，这样就造成PALL精细过滤器的聚结滤芯运行寿命大大缩短，约在3～4个月。设备每段都有需要清理的东西，操作管理难度大。

发明内容

本发明的目的是提供一种占地面积少、投资低、维护方便，既能简化流程、又能实现较深度脱水目的的天然气油、水、固多相分离方法。

本发明的目的是这样实现的，一种天然气油、水、固多相分离方法，其特征是：壳体包括封头、筒体和支座，壳体为卧式罐体结构，将卧式罐分为四段，分别是进气水洗区、旋流分离区、聚结分离区、末端捕雾区，在进气水洗区有气体再分布板，气井产出流体通过井口及集气流程，并经过加热炉加热后，通过多相分离器的进气分配管进入到进气水洗区，气体在水中由紊流转变为层流模型，在气体再分布板的作用下，能快速分离出气中的固相和油相；在旋流分离区有旋流器，而含有大量饱和水的气体进入气体旋流分离区，在旋流分离区借助于旋流器内部的加速、压缩储能、快速释放后分离出大量的饱和水；在聚结分离段有聚结器，油、水聚结段利用聚结器将气中残余的饱和水雾、油雾重新聚结变大；在末端捕雾段有弦丝捕集器通过重力分离和末端弦丝捕集器的捕集，使气中的凝析油、水雾完全去除，最后从末端捕雾区顶部的出气口外输。

所述的卧式罐体分别在四个区罐体的底部分布有四个排污口：末端捕雾区排污口、聚结分离区排污口、旋流分离区排污口、进气水洗区排污口。

所述的卧式罐体上设有压差表口A、压差表口B用于测定前后段压差。

所述的进气水洗区卧式罐体的顶部设有安全阀口，在末端捕雾区卧式罐体顶部出气口一侧设有压力表口；排油口在卧式罐体下方。

本发明的特点是：来气先进入水洗段，气体在水中由紊流转变为层流模型，在气体再分布板的作用下，能快速分离出气中的固相和油相；含有大量饱和水的气体在旋流分离段借助于旋流器内部的特殊结构加速后分离出来；油、水聚结段是采用先进的聚结技术，将气中残余的饱和水雾、油雾重新聚结变大，借助于重力分离和末端捕集器的高效捕集，使气中的凝析油、水雾达到完全去除，从而实现净化外输。

本发明与现有工艺流程“旋风分离→双筒气水分离→PALL精细过滤器→三甘醇脱水”相比较体现在如下几方面：

(1)浓缩了“旋风分离→双筒气水分离→PALL精细过滤器”等数个设备功能于一体，简化了传统工艺，给出了新的工艺流程。

(2)处理后的气体中含液低于0.003ppmw，相当于水露点达到-5℃以下，符合SY/T0076《天然气脱水设计规范》中“管输天然气水露点在起点输送压力下，应比输送条件下最低环境温度低5℃”的相关要求；在客户没有特定要求的情况下，气体不需再用三甘醇装置进一步脱水。

(3)把水洗、旋流分离、聚结分离和末端捕集等几种完全不同的技术融为一体，既充分发挥了机械分离(寿命长、但效率低)与聚结分离(效率高、但寿命短)各自的优势、又避免了各自的缺点，不仅适用性强、寿命长，而且效率极高，成为适合于各种油气生产的实用技术。

(4)使一台新设备同时具备机械分离和聚结分离的功能，替代了常规的作用不同、需相互串联的多台分离器，结构紧凑，所需空间极少，极大降低了新设备制造成本。