[发明专利]一种气井压裂返排液分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及油气田开发安全环保领域，特别涉及一种气井压裂返排液分离装置。

背景技术

长庆油田现有气井近700口，压裂是气井增产的主要措施之一。在压裂作业结束后，返排液中混有大量的天然气，为了经济有效地进行天然气、压裂液分离，设计合适的分离装置是非常重要的。

当前气井常规压裂后的排液工艺中，只是在测试求产阶段用到气液分离装置，在放喷排液过程中，因砂液的快速冲蚀作用，没有采用分离装置进行分离，而是将放喷液体返排到排液池中进行分离和燃烧。排液池中的各种液体成份比较复杂，所以没有回收再利用，而是靠燃烧气体的热量或自然蒸发将液体进行处理，部份液体渗漏到地下，给当地环境造成污染；施工需要大量的水资源，基本上都来自于地表水。由于大量的使用地表水，使地面水位下降，使草原退化，造成了当地生态的荒漠化。所以压裂液的回收与利用显得优为重要。

压裂施工后，返排液的分离有两种情况，当气液比较小，且流量较小，出气量达到5000方/天以下时，可采用常压分离，现场有过这样的分离装置进行过分离；存在的缺点是，在常压下进行气液分离，分离装置处理液气量较大时，分离装置普遍比较笨重，使用困难，受砂液冲蚀，使用寿命短；加之受井内返出气液比较大变化的影响，分离效果不充分，分离出的气体携带部分液体，影响到排液过程的点火燃烧，不利于压裂液的正常排放。

当气液比大，且流量较大，液体流量在1方/分，气体流量为5000方/天以上时，采用常压分离所需分离装置的体积太大，不能经济适用，所以气井排液时，不采用气液分离装置分离，而是放喷到排液池中自然分离；排污池底部为了防止渗透到地下，污染地表水，在排污池底部铺有防渗布，当气体出来以后，要进行点火，燃烧的火焰会将防渗布烧毁，压裂液会渗入地下形成污染。采用排液池自然分离方式将井内液体基本上排完以后，井内所出的气体中含液量很小时，才采用气液分离装置进行求产，测试气井的产能。

气液分离装置是一项比较成熟的技术，其作用原理是根据多种流体的物理性质不同，利用重力，遮流，离心等方式进行分离。由于气体和液体具有不同的密度，重力使得气体首先被分离到分离装置顶部，较重的液体沉降到分离装置的底部，较轻的液体上升到分离装置的中部。

求产气液分离装置，是在高压下进行分离的，其分离气体的能力达到30万方/天，出气口是通过一个节流器排出气体，节流器的直径在8mm以内，分离装置的工作压力达到10MPa以内；进行分离时，出液口是关闭的，当液位上升到一定程度后，需要人工去打开阀门进行排液；若不能进行及时的排液，出气口可能要出液体，导致分离出的气体中含有大量的水份，甚至将点火系统的火苗熄灭，导致可燃气体弥漫，引起爆燃事故。

通过以上的技术背景分析，为了将放喷过程中返出的气体及液体进行有效的处理与回收，必须解决返出压裂液中气、液、砂的分离问题，但该分离是在高压高流速，气液中含有一定浓度砂粒的情况下进行分离的，因此，要将放喷液体进行分离不是一件容易的事，必须采用一定的技术原理及方法措施，才能解决好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种气井压裂返排液分离装置，解决气井压后返排过程中，高压气体与固液混合物快速彻底分离的技术难题。

本发明采用的技术方案为：

一种气井压裂返排液分离装置，包括气液分离罐，所述气液分离罐上部出气口内设置有上浮球阀，下部出液口内设置有下浮球阀，气液分离罐内部设有折流分离板，所述折流分离板位于上浮球阀和下浮球阀之间；所述气液分离罐一侧入口通过管线与返排液入口连接；该管线上还连接有消能器，气液分离罐上部出气口外通过管线连接有气体收集器，气液分离罐下部出液口外通过管线与液固分离器连接。

所述气液分离罐上部通过管线设有安全阀，所述气液分离罐的一侧设置有磁翻板液位计。

所述出气口位于气液分离罐的顶部，出液口位于气液分离罐的底部，且出气口与出液口位于同一垂直线上。

上浮球阀和下浮球阀外部均设置有浮球阀保护壳。

所述返排液入口与消能器之间设置有第一节流器。

所述液固分离器与返排液入口之间设置有第二节流器。

所述气液分离罐上部设有的溢流出口与液固分离器通过管线连接，该管线上设置有溢流阀。

所述气液分离罐为立式气液分离罐。

本发明的有益效果为：

1.本发明的压裂返排液分离技术及装置，采用立式分离，形成的液面较高，便于控制出液口；出气、液口采用浮球阀控制，实现了在气液比很大或很小时，出液口只能出液，出气口只能出气。