[实用新型]一种用于天然气水合物固态流化开采的井上三相分离装置

说明书

本实用新型涉及一种用于天然气水合物固态流化开采的井上三相分离装置，属天然气水合物开采领域；该装置包括裙座、分离罐体、气液旋流器和液固旋流器；裙座上固装有分离罐体，分离罐体内设置有顶部盲板、中部盲板和下部盲板，顶部盲板和中部盲板之间安装有多个气液旋流器。该装置利用旋流分离结合惯性分离方式来实现天然气、水、泥砂的气‑液‑固三相分离，并利用颗粒在旋流场中的高速自转强化泥砂孔隙中天然气的有效脱附、分离;该装置分离精度高，可有效分离粒径≤40um的固相，且净化后天然气中携带液滴小于气体含量3%(w)；为解决现有分离器气、液、水处理效率不高，微米级细砂与天然气、水的分离精度较低的问题提供参考。

技术领域

本实用新型涉及一种用于天然气水合物固态流化开采的井上三相分离装置，属天然气水合物开采技术领域。

背景技术

进入21世纪以来，社会经济飞速发展，能源消耗与日俱增，随之而来的环境问题日益严峻。据英国石油公司（BP）的世界能源统计，目前化石燃料的主要构成为石油（35.8%）、煤（28.4%）和天然气（23.7%）。能源消耗量以每年1.8%的速度增加，按照目前水平，全球探明石油储备能够满足40年的消费需求。随着经济社会的发展，有限的资源难以维持国民经济的迅速发展，并且石油、煤炭等传统化石能源的大量消耗造成了严重的环境污染问题，因而寻求清洁高效的新能源来缓解经济快速发展所带来的压力迫在眉睫。

天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称NGH）是低温高压环境下因甲烷等气体分子被水分子包裹形成的笼型结晶化合物，因其可直接被点燃，也叫 “天然气水合物”。天然气水合物以其能源储备量大、能量密度高、环境污染小等优势逐渐成为了一种重要的未来能源，引起了世界各国的广泛研究。天然气水合物是目前尚未开发的储量巨大的一种新能源，其勘探和开发都面临着巨大的挑战，一方面是海底天然气水合物的分解对全球气候变化会产生很大的影响；另一方面是勘探、开采方法、钻井等。国内周守为院士开发一种深水浅层天然气水合物固态流化开采技术，即将深水浅层不可控的非成岩天然气水合物储藏通过海底采掘、密闭流化举升系统变为可控的天然气水合物资源，从而保证生产安全，减少浅层水合物分解可能带来的环境风险，达到绿色可控开采的目的。

目前，国外常规的三相分离器研究已经比较成熟，三相分离器的生产也已实现标准化、系列化。比较知名的三相分离器生产厂家有英国的Expro公司、美国Cameron公司、Schlumberger公司、Baker Hughes公司等，这些公司都有自己完善的技术支持，可以根据用户的需求生产多相分离设备。我国对于油田地面设备的研究起步较晚，但自80年代开始引进国外先进技术以来，我国的分离器制造水平得到了很大提高，特别是近些年随着国内外需求的增加，涌现了许多有着较高技术水平的新的分离器生产厂家。我国有十几家实力较强的分离器生产企业，部分产品分离效果已经达到了世界先进水平，有些产品甚至远销北美、南美、中东等地区，但国内所生产的三相分离器大多结构相似，技术单一，产品适应性较差，因此，分离器技术的丰富与发展还需要更多的研究与创新。

专利CN 104895546A提供一种基于固态流化开采的天然气水合物海底分离工艺，此工艺用于海底浅表层非成岩天然气水合物固态流化开采。该工艺包括以下步骤:①将海底采掘机开采后泵送而来的水合物原浆输送至海底筛分装置进行筛分处理;②将筛分处理后得到的大固体颗粒输送至海底破碎装置进行破碎处理;③将破碎处理后的水合物混合物再次进行筛分处理;④对筛分处理后的大、小固体颗粒混合物分别进行分离处理;⑤对分离得到的泥沙进行海底回填。此发明可实现在海底浅表层非成岩天然气水合物藏固态流化开采过程中水合物的海底分离。整个过程安全、高效，并且可以有效控制分离后泥沙中水合物的含量。