[发明专利]两级轴流式水下管道在线气液分离装置

摘要

本发明提供了一种水下管道在线气液分离装置，应用于水下生产系统井流的高效分气。该气液分离装置实现管道在线安装和运行，具备简化油气集输流程，降低集输耗能和结构紧凑的特点；气液均混器依据旋向相反分层螺旋叶片破碎大气泡来形成气液均混流，使得装置的气液比适应范围广；一级轴流器依据垂直单筒实施第一级垂向高速旋涡流气液分离脱除大部分液相，二级轴流器依据水平双筒实施第二级水平分层旋转流气液分离脱除剩余液流，实现两相井流高效分离；涤气平衡器依据垂直双筒实现气相井流的缓冲稳压和彻底分离，而清洗管自动实施清洗作业；气液分离控制系统实施远程自动控制，控制海底管道的井流量并实现涤气平衡器压力的动态平衡。

主权项

一种两级轴流式水下管道在线气液分离装置，能够与海底管道有机结合，实现水下管道在线安装和运行，并采用U形的特殊结构和两级轴流的油气分离工艺，其特征在于：一气液均混器；所述均混基体的内表面和外环面分别布置内螺旋叶片和外螺旋叶片；内外螺旋叶片垂向分层布置，层间螺旋叶片无缝连接且旋向相反，而同层内外螺旋叶片的旋向相同和高度相等且层间的轴向间距由上而下依次减小；内外螺旋叶片沿圆周方向均匀排列而使得其整体呈现鼠笼式环状筒体，其轮廓线为沿均混基体的内表面和外环面展开的类螺旋线，轮廓线与水平面间的夹角由上而下依次减小，层间螺旋叶片的轮廓线首尾相连；一一级轴流器；所述一级轴流器采用垂直单筒，旋涡齿沿旋涡基体的圆柱面垂向均匀排列，每个旋涡齿采用组曲齿体，旋涡齿线的旋向与内外螺旋叶片最底层轮廓线的旋向相同，旋涡齿的齿宽与齿间距相等；一级轴流筒各管段的轴向间距依次增大，涡锥段的内表面采用倒圆锥形；整流体由四片整流叶片组成，整流叶片齿线的螺距为旋涡齿线螺距的2～3倍，且旋向与旋涡齿线的旋向相同，整流叶片齿线底端四分之一螺距内各点的切线与一级轴流筒轴线相平行；一级集气管采用L形管式结构，右衬套的内腔采用圆锥面；一二级轴流器；所述二级轴流器采用水平双筒，二级轴流筒内两个三通间的筒段同轴心水平布置有造旋管、水平轴流管和二级集气管；造旋管筒体的右端设置等间距分层排列的射流孔，每层含有四至八个沿圆周方向均匀布置的射流孔，层间射流孔交错布置；水平轴流管右旋锥段和左旋锥段均采用圆锥形筒体结构，其锥体的高度依次减小而锥体的锥度依次增大，分别为3°和5°；二级集气管采用L形管式结构，下衬套的内腔采用圆锥面；一涤气平衡器；所述涤气平衡器采用垂直双筒，导气管腔体中部环壁采用倒圆锥面，上部腔壁等间距分层布置射气孔，每层四个射气孔沿圆周方向均匀排列；滤液体的支撑环板内环壁等间距排列条形支撑条，捕液板通过焊接固定于支撑环板的支撑条下端面，形成一组流道曲折的分液组件，每个捕液板采用类波纹板结构，由截面为L形的钢板焊接而成，钢板焊缝处形成上下两个捕液槽，槽口沿逆时针方向朝下排列；一清洗管；所述清洗管的清洗主管采用一管两供的形式，上清洗支管通过法兰盘与均混进液管相联通，而下清洗支管通过排气三通与排气管相联通；一气液分离控制系统；所述气液分离控制系统通过压差变送器和气动控制阀自动调整气液两相井流的流量，通过压差变送器和液位差变送器以及气动控制阀实现涤气平衡器压力的动态平衡，通过电磁控制阀和气动控制阀并经四向转换阀自动实施清洗作业。