[发明专利]一种基于低压储液的段塞流捕集系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于低压储液的段塞流捕集系统及方法，系统包括主路连入的气液高压分离系统和旁路依次连入的高压分离管道系统、中压分离管道系统和低压收集系统，在高压分离管道系统下游和气液高压分离系统之间设置液相快速排放系统，所述液相快速排放系统连通气液高压分离系统和中压分离管道系统。与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明基于段塞流形成的规律，结合段塞流发生的频率特点，考虑正常工况时利用生产分离器保证稳定气液分离过程和段塞流工况时利用快速气液分离、液相减压、减压闪蒸气排出和低压储存的流程经济地解决段塞流储存问题；替代投资较高的大型高压段塞流捕集器。

技术领域

本发明涉及一种基于低压储液的段塞流捕集系统及方法。

背景技术

随着气田开发不断发展，集输系统面临诸多挑战。对于采用气液混输生产模式的在运气田而言，进入生产后期后，受产量衰竭和气水比降低影响，混输管道内积液增加，尤其对于连接集输系统集气站至中央处理厂的集输管线，往往管径较大、长度较长，因此管道中积液量较大；同样地，对于新建气田，也面临着远期段塞流方案规划的问题。段塞流问题主要体现在管道定期清管、提产、再启动过程中，这些操作导致管道出口出现瞬时大量液体，必须在气田处理装置上游设置必要的段塞流接收装置，避免大量液体进入天然气生产处理系统。由此可见，段塞流捕集系统的设计与优化对已建和新建气田均十分重要。

目前，针对集输气田段塞流捕集器的设计和方案，主要包括从积液排出模式和设备接收两个方面入手优化。前者主要包括通过延长清管、提产、再启动等操作的时间来控制管道末端段塞流的排出速度，同时增大捕集器下游液相处理能力，在一定程度上较小高压储液容积，最终选择尺寸较小的捕集器容积；后者主要从捕集器型式入手，根据所需段塞流捕集体积来考虑捕集器型式(容积式捕集器和多管式捕集器)，容积式捕集器适用于段塞流体积较小的工况，而多管式捕集器适用于段塞流体积较大的情况，投资较高。无论是目前的容积式捕集器还是多管式段塞流捕集器，均考虑为与上游压力级制一致的高压容器或管道，这导致了段塞流捕集器投资普遍较高。实际上，段塞流捕集器在安装后，将长时间作为气液分离器使用，而用于捕集段塞流的频率相对极低，包括清管、提产、再启动等引起的段塞，属于临时性计划工况。因此，可进一步考虑优化工艺，采用低压设备和管道对计划性段塞流进行收集与处理，降低工程投资和设备使用成本，也进一步为气田后期段塞流负荷过高而采取的改造措施提供参考与借鉴。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种基于低压储液的段塞流捕集系统及方法，旨在进一步完善段塞流捕集工艺与系统。本发明基于集输管道段塞流形成与排出规律，综合考虑现有段塞流捕集技术，从增大低压捕集系统以降低工程成本的角度出发，提出适度设置分离器，扩充低压储液系统的方案，实现功能分区、技术可靠、成本可控、新建/扩建标准化的目标。

本发明所采用的技术方案是：一种基于低压储液的段塞流捕集系统，包括主路连入的气液高压分离系统和旁路依次连入的高压分离管道系统、中压分离管道系统和低压收集系统，在高压分离管道系统下游和气液高压分离系统之间设置液相快速排放系统，所述液相快速排放系统连通气液高压分离系统和中压分离管道系统。

本发明还提供了一种基于低压储液的段塞流捕集方法，包括如下内容：

(1)正常运行时，气液高压分离系统、旁通球阀、高压分离管道系统、中压分离管道系统、液相快速排放系统(旁路)开启，液相快速排放系统(主路)和低压收集系统关闭；绝大部分原料气经集气干线三通后进入高压两相分离器，在分离器中进行气液分离后，气相进入下游气体处理装置，液相进入下游三相分离装置；少量原料气经三通和旁通球阀进入高压分离管道系统和中压分离管道系统，原料气在高压分离管道系统中分离的气相进入高压两相分离器的气相出口管道，分离的液相进入中压分离管道系统进行进一步调压和分离，所得到的气体进入中压气体处理系统，液体进入中压液体处理系统；