一種水下多級天然氣氣液分離裝置的製作方法

2023-06-18 22:47:31

本實用新型涉及一種天然氣氣液分離設備，特別是涉及一種水下多級天然氣氣液分離裝置。

背景技術：

隨著技術的進步以及國際社會對天然氣能源的需求，天然氣開發由陸上到水下，由淺水到深水。天然氣開發一般伴隨有天然氣凝析液和水，天然氣凝析液和水在天然氣的輸送過程中會導致流動安全風險，特別是長距離回接輸送或者立管回接深水平臺。對於產水較少的氣田，可以通過水下注入乙二醇等水合物抑制劑，然後輸送到平臺進行天然氣氣液分離處理；對於高含水氣田，不但水合物抑制劑需求大，費用高，而且還會大大增加輸送壓力，對氣田的自噴開採造成壓產，關井壓力高甚至無法自噴開採等不利影響。因此，對於高含水氣田需要進行水下分離。深水天然氣氣田的產氣量和氣液比在開發生產的過程中會不斷波動，而且波動程度比較大，常規的分離器很難在天然氣氣田開發的整個生命周期內都能達到高效分離。

當前，有的分離器適用於高含液分離，在液相比較少的情況下就會存在分離效率低的問題；有的問題適用於低含液工況高效分離，在液相比較多的情況下往往存在液相破碎、夾帶等問題，從而導致分離效率低下。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能夠在不同的含液工況均能實現天然氣氣液高效分離的水下多級天然氣氣液分離裝置。

為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案：一種水下多級天然氣氣液分離裝置，其特徵在於，它包括由下至上依次串聯的第一級分離裝置、第二級分離裝置和第三級分離裝置：所述第一級分離裝置包括水平設置的罐體，設置於所述罐體進氣口附近的進氣擋板，設置於所述進氣擋板後方的聚結絲網以及設置於所述罐體出氣口處的蝸殼分離單元；所述第二級分離裝置包括與所述罐體出氣口連接的旋流芯管，設置於所述旋流芯管內部的多個旋流機構以及套設在所述旋流芯管外部的第一排液套管；在位於各個所述旋流機構後側的所述旋流芯管下部管壁上均開設有第一排液側縫；所述第三級分離裝置包括與所述旋流芯管出口連接的聚結芯管，設置於所述聚結芯管內部的捕霧絲網以及套設在所述聚結芯管的外部第二排液套管；在所述聚結芯管的下部管壁上亦開設多個第二排液側縫。

所述罐體、第一排液套管和第二排液套管的底部均設置有排液導管。

所述聚結絲網設置在位於所述進氣擋板後方的所述罐體上側內壁上，且所述聚結絲網底端與所述罐體底部不接觸。

多個所述旋流機構在所述旋流芯管的內部沿所述旋流芯管的軸線間隔串聯布置。

在所述第一級分離裝置上方並聯多個所述第二級分離裝置，每一所述第二級分離裝置對應串聯一所述第三級分離裝置，在每一所述第二級分離裝置和每一第三級分離裝置的入口處設置控制閥。

所述罐體採用壓力容器筒體。

所述旋流機構包括導流錐和沿所述導流錐的中部側壁圓周方向均布的造旋葉片。

本實用新型由於採取以上技術方案，其具有以下優點：1、本實用新型通過第一分離裝置、第二分離裝置和第三分離裝置從下到上依次串聯，不同級適用於不同的含液天然氣工況，能夠針對不同含液工況均能實現氣液高效分離。2、本實用新型在第二級分離裝置中，多個旋流機構在旋流芯管內依次沿旋流芯管的軸線方向間隔設置，能夠實現含液天然氣在第二級分離裝置中經多次氣液離心分離，提高含液天然氣的氣液分離效率。3、本實用新型通過第一級分離裝置上方並聯多個第二級分離裝置，每一第二級分離裝置串聯一第三級分離裝置，在第二級分離裝置和第三級分離裝置的入口處設置控制閥，能夠根據氣田的產氣量控制處於工作狀態的第二級分離裝置和第三級分離裝置的個數，能夠保證在每一分離裝置中氣液分離的高效性同時提高含液天然氣處理量。4、本實用新型的罐體採用壓力容器筒體，能夠保證罐體的承壓能力，保證整個裝置的安全使用。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構示意圖；

圖2是本實用新型的旋流機構的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。

如圖1所示，根據本發明提出的水下多級天然氣氣液分離裝置，它包括第一級分離裝置1、第二級分離裝置2和第三級分離裝置3，第一級分離裝置1、第二級分離裝置2和第三級分離裝置3從下到上依次串聯。

其中，第一級分離裝置1包括罐體11、進氣擋板12、聚結絲網13和蝸殼分離單元14，罐體11水平設置，其一端上部具有進氣口，另一端上部具有出氣口，進氣擋板12設置在罐體11內且靠近罐體11的進氣口。聚結絲網13設置在位於進氣擋板12後方的罐體11上側內壁上，且聚結絲網13底端與罐體11不接觸。蝸殼分離單元14亦設置在罐體11內且位於罐體11的出氣口處，罐體11的下部連通排液總導管4。

第二級分離裝置2包括旋流芯管21、旋流機構22和排液套管23，旋流芯管21的入口連接罐體11的出氣口，在旋流芯管21的內部沿旋流芯管21的軸線間隔串聯多個旋流機構22，在位於各個旋流機構22後側的旋流芯管21下部管壁上均開設有排液側縫211。排液套管23套設在旋流芯管21的外部，排液套管23的下部設置有用來連通排液套管23和排液總導管4的第一排液導管24。

第三級分離裝置3包括聚結芯管31、捕霧絲網32和排液套管33，聚結芯管31的入口與旋流芯管21的出口連接，聚結芯管31的出口與外部連接。在聚結芯管31的內部設置捕霧絲網32，在聚結芯管31的下部管壁上開設多個排液側縫311。排液套管33套設在聚結芯管31的外部，排液套管33的下部設置有用來連通排液套管33和排液總導管4的第二排液導管34。

進一步地，可以在第一級分離裝置1上方並聯多個第二級分離裝置2，每一第二級分離裝置2對應串聯一第三級分離裝置3，在每一第二級分離裝置2和每一第三級分離裝置3的入口處設置控制閥5。

進一步地，為保證罐體11的水下承壓能力，罐體11為壓力容器筒體。

進一步地，如圖2所示，旋流機構22包括導流錐a和沿導流錐a的中部側壁圓周方向均布的造旋葉片b。

本實用新型的使用過程如下：水下氣田含液天然氣首先經過第一級分離裝置1進行氣液分離；含液天然氣進入罐體11，含液天然氣的大部分液體在碰到進口擋板12後凝結成液滴在重力作用下被分離下來，然後氣流經過聚結絲網13，氣流中的液體在聚結絲網13中聚結成大液滴，在重力作用下直接從聚結絲網13上滴下，氣流繼續進入蝸殼分離單元14，在離心力的作用下，部分液相被分離下來，在第一級分離裝置1中分離出的液相排到排液總導管4；經第一級分離裝置1處理後的氣流進入第二級分離裝置2，氣流沿旋流芯管21流動先後經過一定數量的串聯的旋流機構22，在造旋葉片a在離心力的作用下小液滴被甩到旋流芯管21邊壁，並沿著旋流芯管21的邊壁上的排液側縫211排到排液套管23，分離下來的液相經第一排液導管24排到排液總導管4；經第二級分離裝置2處理後的氣流進入第三級分離裝置3，氣流沿聚結芯管31流動經過捕霧絲網32，氣流中的液相碰到捕霧絲網32後會不斷的聚結，小液滴不斷聚結為大液滴，大液滴在重力作用下滴下，然後沿著排液側縫311排到排液套管33，經第二排液導管34匯集到排液總導管4，經三級分離後的天然氣經聚結芯管31的出口排出轉移。

本實用新型僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置及其連接都是可以有所變化的。在本實用新型技術方案的基礎上，凡根據本實用新型原理對個別部件進行的改進或等同變換，均不應排除在本實用新型的保護範圍之外。