[发明专利]一种用于地面天然气输送管道的螺旋流排水装置

说明书

本发明公开了一种用于地面天然气输送管道的螺旋流排水装置，涉及石油天然气工业领域。包括积液启动装置、螺旋发生装置、液滴产生装置和积液截流装置。本发明采用积液启动装置，通过变径管与螺旋流发生装置相结合的方式提高流速增加冲击力和螺旋流强度。使气流冲击管道低洼或者拐角处的积液，联合螺旋流和冲击力将积液卷起并携带，有效清除管道内的积液。

技术领域

本发明涉及石油天然气工业领域，具体是一种用于实际天然气输送管道的螺旋流排水装置。

背景技术

在世界能源日益紧张的今天，具有洁净、安全、热值高等特点的天然气得到各国青睐。目前，管道输送是天然气运输的主要方式，但是在管道输送天然气的过程中，由于管壁和周围环境的换热，凝析液将可能会析出，同时，随着气田开采的进行，气田将会出水，从而导致管线中产生积液。管道积液的产生会引起如下问题：①液体聚积在管线的低点处，降低了气体的有效输送截面积，导致管输效率降低；②管线过流面积减小，输送阻力增加，导致单位长度管线压降增大，增加了动力消耗；③在一定温度条件下会形成水合物，造成冰堵事故；④由于积液的存在，起伏管道的末端还会形成段塞流，当液塞体积超过下游处理设备的容量时，给正常生产带来了困难，严重时会导致停产。段塞流的产生还会引起管线中较大的压力和流量波动，对管线造成冲击和振动，引起管线破坏。⑤积液的产生还会导致管线腐蚀加剧，降低管道的使用寿命。尤其是高含硫和二氧化碳的气体，积液的存在会加速管线的电化学腐蚀，易造成管线穿孔，给管道的正常运行带来极大的危险(刘勇.管道积液振动监测技术实验研究[D].中国石油大学(华东)，2010)。因此，对于出现的管道积液进行高效安全的清除，且不影响实际的天然气运输，对于保障我国的能源安全具有重要的意义。

目前，对于产生积液的输气管线，根据参数变化进行清管作业，但现有的清管器普遍存在清除积液效果不佳，对于大量积液管道易发生清管器卡堵等故障，极大地影响天然气输送管道的正常运营。专利(申请号：201320167273.6)中，针对输气管线积液现状及目前泡沫排水采气工艺，提出利用动力流体产生压差作动力推动使清管器在管道中向前推进。在清管器前端设置喷嘴，通过喷射气体的漩流，实现清管器前端流体的雾化和二次起泡，降低气液混合物密度，减少阻力损耗，以提高清管效率，减少清管器卡阻风险。但是，此装置也有缺陷：①设备复杂，运行和维修成本较高；②此装置也是采用类似清管器的方式在输气管道中作业，当遇到管道积液较大时，不可避免的出现卡堵现象。因此，目前急需找到一种积液清除效果好，不会发生卡堵，且不影响实际输气管道运营的积液携带方法。

本发明充分考虑螺旋流对积液的高效携带作用，在不影响实际输气管线运营和不发生管线卡堵的前提下，对管道积液进行高效排除，保障天然气管道的安全高效运输。

发明内容

本发明的目的是针对目前利用管道输送天然气的过程中，由于管壁和周围环境的换热，凝析液将可能会析出，同时，随着气田开采的进行，气田将会出水，从而导致天然气输送管线中的低洼或者起伏段产生积液，影响天然气的输气效率，又会对管线造成腐蚀等影响管道安全输送的安全问题，而发明的一种新型的管道携液技术。要解决的技术问题是针对目前在地面天然气集输管道中的低洼或者起伏段经常出现管道积液，且目前并无高效的积液携带方法，从而在充分考虑多种管道携液方法后，提供一种具有高效管道携液效率、不发生管线卡堵且不影响天然气输送管道的实际运行的新型管道螺旋流排水装置。