[实用新型]一种新型气井井口管式旋流脱水装置

说明书

本实用新型提供一种新型气井井口管式旋流脱水装置，包括：装置本体，装置本体内部设有轴向导流机构，轴向导流机构一边附着在轴向导流轴，与轴向导流轴的附着处密封连接，轴向导流机构的另一边附着在分离室的内壁，与分离室内壁的附着处密封连接，轴向导流轴的端部设有半球形结构，半球形结构延伸进入分离室，分离室的外层设有二次分离导流室；分离室与气相出口之间设有环形缝隙；分离室和二次分离导流室通过环形缝隙连通，二次分离导流室下端连接有液相捕集装置，液相捕集装置的端部设有出液口；新型气井井口管式旋流脱水装置采用轴向导流叶片获得旋流效果，因此可直接安装在采气管线上，分离器结构紧凑，缩小了设备体积，安装方便。

技术领域

本实用新型涉及天然气开采领域，尤其涉及一种新型气井井口管式旋流脱水装置。

背景技术

常规陆上天然气开采领域，基于生产计量、安全输送及高效管理等方面的考虑，需要在天然气生产的上游进行气液混合物的相间分离。所采用的分离装置多是以重力分离技术为主的卧式和立式沉降罐，该类型装置占地面积大、工程造价高、处理时间长、生产效率低。因地制宜，以旋流分离技术为关键技术的气液分离装置应用广泛，依据不同的流体流动方向，可以将分离装置分为切向逆流式、轴向逆流式和轴向直流式等；依据不同的结构形式，可以将分离装置分成柱状旋流式、柱—锥状旋流式、螺旋通道式和导流叶片式等。这其中以气液柱状旋流分离器(GLCC)的研究与应用最为成熟，经过国内外各大院校与石油公司三十多年来的不懈努力，其在分离机理、结构设计、仪控等方面的研究取得了重要成就。从工程应用来看，GLCC主要面向低气液比、低流速的流动工况，在非设计工况试验测试及应用过程中，比如油气处于环雾状流以及气液流速较高的工况，分离性能会遭到恶化，导致分离液膜沿器壁的轴向爬升，降低分离效率。高流速下气相出流通道聚集液膜的爬升损失以及高含液量下液相冲击撕裂导致的短路流损失，也是其他气液旋流分离装置应用过程中存在的问题。

国外石油公司计划应用的气液分离装置，可以总结其在设计过程中遵循的原则：设备高效紧凑化，将离心分离技术作为气液分离装置的关键技术，满足分离设备的高效性要求；避免分离器内部存在细小的孔洞与间隙，减少设备的磨损和堵塞，延长使用寿命，满足分离设备的安全性要求；分离器附加储液空间，提供液位检测装置足够的响应时间，便于远程监控，满足分离设备的稳定性要求。

目前，气田天然气井口无相关气液分离设备，导致集气管线含液较多，管线积液严重，国内相关气液分离器研究大多集中于面向试验室中理想的气液两相混合物，实际应用情况不理想，专利技术主要是对传统工艺或设备进行改进。中国石油大学(北京)孙国刚教授“一种前级分离器排气分级净化的多级旋风分离器系统”(CN103056048B)专利提供了一种可应用于炼油、化工、环保等行业的气固、气液多用途旋流分离器，其特点为多级分离，但该发明未见工业应用；为增强旋流分离器应用的目标性、高效性申请了专利“一种气液分离装置”(CN2832267Y)和“一种气液分离器”(CN100358638C)，这两项专利均保护同一种气液旋流分离设备，其特点为专门针对气液分离，且耐高压能够实现二次旋流分离，分离效率高，但入口流速要求苛刻，较多应用在工况稳定的炼厂；天津鑫宇环保科技发展有限公司杜红斌的发明专利“一种气液旋风分离器”(CN103240191B)完全借鉴了原始气固分离器的结构形式，实际应用过程中难免适应性不强；河北科技大学董金华的发明专利“一种气液分离器”(CN204280328U)借鉴了重力分离设备的原理，设备本身体积较大，很难适应天然气井场高压、集约、高效的要求；中石化上海工程有限公司陈愈安的发明专利“高效气液旋风分离器”(CN103816724A)为了解决现有技术中气液分离器设备直径较大、使用效率较低的问题，提出了该专利，其特点分为内外筒，且内筒包含填料，导致该设备应用过程中压降较大，且需定期清理填料，操作复杂，不利于无人值守的现场应用。发明专利“输气管道高效旋风分离器”(CN1133504C)开发了一种用于输气管道的高效旋风分离器，但该分离器仍然借鉴了气固分离器的结构形式，分离效率有待进一步提高。

发明内容