[实用新型]一种段塞流缓冲分离装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种段塞流缓冲分离装置，属于油气处理技术领域。

背景技术

现在世界各国油田开发的过程中多采用油气混输的方式将油井产物输送到中心处理站进行集中处理。由于产量的波动，地形的起伏和生产操作的变化，油气在混输的过程中会产生许多流型，其中段塞流是危害性最强，也是最为常见的流型。段塞流产生的压力波动、瞬间增加的液体会引起处理站油气分离设备的不正常工作，造成分离器液位超限、下游气体压缩机进液等一系列问题。

目前国内外油田通常采用集输管道末端安装段塞流捕集器来解决这个问题，段塞流捕集器分为容积式和管式两种，一般容积式捕集器占地面积小，但作为一种容器需要按照压力容器的标准进行制造，运输安装麻烦；管式捕集器占地面积大，但可以现场制造安装。申请号为200820222506.7的中国专利文献提出了一种将旋流分离器和容积式液塞捕集器相结合的装置；申请号为201220507962.2的中国专利文献展示了一种组合管和容积式液塞捕集器一体的设备：“管式分离液塞捕集装置”，该专利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。

实际油气田生产过程中由于油气比、原油物性的不同，需要选择不同的气液预分离方法。旋流式气体预分离适用于高气液比的工况，但液塞直接进入旋流分离会产生很大的冲击；管式的预分离适用于低气液比的工况，否则高气液比下气体会夹带液滴严重，气体只能再返回至容积式捕集器进行重力分离。基于以上分析，需要对段塞流预分离装置进行进一步改进。将段塞流捕集，缓冲及分离功能统一考虑并进行撬装化。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种改进的段塞流缓冲分离装置。

一种段塞流缓冲分离装置，包括分离缓冲罐、斜管式预分离器；斜管式预分离器与分离缓冲罐并排安装；斜管式预分离器入口有扩径，扩径之后是一段水平管，水平管末端时是垂直缓冲管，垂直缓冲管的出口是下倾分层管和第一根气体上升管，第一根气体上升管与垂直缓冲管方向相同，第一根气体上升管的末端是弯头，弯头的另一端是上倾的气体汇管；下倾分层管与垂直缓冲管呈一定夹角安装，第二根气体上升管、第三根气体上升管、第四根气体上升管间隔布置在下倾分层管上部，方向与第一根气体上升管平行；下倾分层管的末端是水平入口管，水平入口管的出口是弯头，弯头的另一端与出口立管连接，出口立管与分离缓冲罐液体入口连接；分离缓冲罐包括罐体、旋流式除油包、集气包、液体入口、液体出口和基座；分离缓冲罐的液体入口与斜管式预分离器的出口立管旋连接；旋流式除油包的入口与斜管式预分离器的上倾气体汇管连接；旋流式气体除油包的气体出口与气体平衡管线相连，气体平衡管线的末端连接到集气包上，集气包内含有丝网式捕雾器。

分离缓冲罐的液体入口位于罐体直径的0.5倍高度以上。

分离缓冲罐的气体旋流除油包位于分离缓冲罐上部，靠近缓冲罐液体入口。

斜管式预分离器的入口管是水平管道，管道内径大于来流管汇的内径。

分离缓冲罐的液体入口设有分流器。

斜管式预分离器上部的气体汇管具有上倾的角度，角度在3°～5°之间。

斜管式预分离器上倾的气体汇管出口底部安装液体挡板，挡板高度小于管道半径，在下倾分层管与水平入口管的连接处管道的上部安装气体挡板，挡板高度小于管道半径。

旋流式除油包下部的液体出口具有布液管，布液管处在缓冲罐液面以下。

一种段塞流缓冲分离装置，油气混合物刚进入斜管式预分离器时，增加管径使气液速度下降，段塞流向分层流转变，垂直缓冲管进一步阻碍了气液混合物的流动，到达最高点的气液混合物向下倾的管道流动，形成稳定的分层流；在下倾的管道中液体中夹带的气体和分离出来的气体被不断抽吸，进入四个气体上升管，进而进入上倾气体汇管；当气液混合流到达水平入口管时由于气体的分离，液体速度降低，下倾分层管中的气体挡板把液体上部未脱除干净的气体阻挡至第四个气体上升管，最大限度的减小了伴随液体进入分离缓冲罐的气体，减小对分离缓冲罐内气液界面的冲击和扰动。气体上升管拔出的气体在上倾的气体汇管内聚集并最终进入旋流式除油包，经过除油后的气体直接进入集气包，通过丝网捕雾器与缓冲罐脱出的气体一起进入下级气体处理设备。

在以上过程中气液混合物夹带的大部分气体会进入斜管式预分离器的上倾气体汇管中，这部分气体会夹带一定量的液体，液体汇聚后靠自重回流到下倾分层管中，旋流式气体除油包对气体中的液体进一步分离，保证了进入集气包内的气体夹带液滴颗粒不超标，实现了大部分气体不经过分离缓冲罐直接进入下游气体处理设备。