[发明专利]一种连接气液旋流分离器与下游气相管道的管式组件

说明书

本发明公开了一种管式组件。所述管式组件包括中部的多“V”形结构连接而成的管式捕集腔室、两端的法兰、末端的丝网结构以及捕集腔室下部的排液管。本发明的管式组件，用于连接气液旋流分离器与下游气相管道，可以在线捕集气相中的液滴，降低气流压力损失，实现了资源的高效回收。

技术领域

本发明涉及一种连接气液旋流分离器与下游气相管道的管式组件，用于气液旋流分离器气相出口与下游气相管道的连接。本发明属于油气储运油气集输系统多相分离领域。

背景技术

随着对油田的不断开采，我国大部分油田已经进入中后期开发阶段，尤其是注水滞后单元和高油气区块的开采，地层能量下降，油层脱气，产出液中含有大量气、水、泥砂等。产出液中存在大量的气会影响井下电潜泵的工作性能，使流量计量不准确，可燃气体还会有安全隐患。此外，随着陆上油田油气储存量降低，近年来，油气开采逐渐向海底油田转移，而海底开采出的产出液气液比更高，这给海上浮式生产采油船带来巨大的油气分离压力。

为了解决计量、存储、安全等问题，必须对产出的采出液进行气液分离。陆上和海底油田采出液处理中应用最多的气液分离设备是重力分离器和气液旋流分离器。由于产出液中气体较多，传统的重力式分离器已经不能满足较高的气液分离要求。因此，近年来，气液旋流分离器已经成为陆上及海底油田开采中最重要、应用最多的压力容器设备之一。

气液旋流分离器的分离原理是利用不同介质的密度不同，所受离心力不同实现分离。可以用来作为油气分离器、单相和多相流量计计量、液塞补集器以及传统容器式分离器的预分离装置。气液旋流分离器具有结构简单、体积小、分离效率高、成本低、处理量大、应用方便等特点。

虽然气液旋流分离器优点众多，但旋流分离器内流体流动会产生剪切作用，如果参数不合适，会将液滴打散，从而恶化相分离；通用性差，实际工程中有许多气液分离场合，但不同的场合气液分离方法设备不同，有其局限性；关键影响因素多，分离介质、分离器几何尺寸等都对分离效率有较大的影响。当旋流分离器因以上原因分离效率下降时，气流会携带较多液滴从气相出口流出，造成资源的浪费。

现有的气液旋流分离器出口一般直接与下游气相管道连接，气相中携带液滴直接进入下游管道，不仅造成资源浪费，还会带来安全隐患。

为了实现油气资源的二次回收，保障下游管道的安全，有必要发明一种管式组件，该组件应能连接气液旋流分离器与下游气相管道，在线捕集气相中的液滴，降低气流压力损失，实现资源的高效回收，提高气液旋流分离器的分离效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管式组件，能够连接气液旋流分离器与下游气相管道，在线捕集气相中的液滴，降低气流压力损失，实现资源的高效回收，提高气液旋流分离器的分离效率。

本发明的一种连接气液旋流分离器与下游气相管道的管式组件，包括中部的多“V”形结构连接而成的管式捕集腔室、两端的法兰、末端的丝网结构以及捕集腔室下部的排液管；所述的多“V”形结构连接而成的管式捕集腔室包括入口管段、若干相连的“V”形捕集腔、出口管段；所述入口管段管径与分离器气相出口的管径一致，出口管段管径与下游气相管道管径一致，保证液滴捕集装置的匹配性；所述捕集腔高度一般为管式捕集腔室的入口管段管径的0.8～1.0倍，保证液滴捕集装置的紧凑性；所述捕集腔内径一般为管式捕集腔室的入口管段管径的0.6～0.8倍，保证流体在捕集腔内加速，减少液滴捕集时间，提高液滴捕捉效率；所述捕集腔转角角度为60°～120°，优选90°，保证流畅稳定、压力损失小及捕捉更小粒径的液滴；所述管式捕集腔室总长度取6～10倍的入口管径。

本发明的管式组件中的关键几何尺寸包括：入口管段管径、捕集腔高度、捕集腔内径、捕集腔折角角度、管式捕集腔室总长度、出口管段管径。

所述捕集腔内径d、捕集腔高度h及捕集腔转角角度θ之间满足以下方程：。