[发明专利]一种气液分离装置及应用

说明书

本发明提供了一种气液分离装置及段塞流捕集器，能够高效处理气液混合物。包括：沿纵向依次层叠水平间隔设置的排气管、进液管和排液管；所述进液管的出口端同时与位于同一方向的所述排气管和所述排液管的端口连通；在所述进液管、排气管和排液管的两端端口内分别水平安装有抑制气液混合物的扰动幅度以及分隔已经析出气体的波纹板；其中，所述进液管的出口端由波纹板隔开的上部与排气管端口的波纹板隔开的下部连通，而由波纹板隔开的下部与排液管端口的波纹板隔开的上部连通。

技术领域

本发明涉及气液分离设备领域，具体涉及一种通过逐层处理气液混合液实现快速分离的气液分离装置及应用。

背景技术

随着多相流技术在现代石油工业中越来越普遍的应用，深入研究其流动规律对指导油田生产的意义也越来越重大。多相流是一种非常复杂的流动现象，其流动的不均匀性、状态的非平衡性和多值性增加了对它的研究难度。而大规模的陆地及海上油气田开发项目在长距离管道集输过程中典型地采用多相流混输技术；其中最为常见的就是气液混输工艺及对应的气液两相流。

一般地，在重力作用下，液体趋向于在管道底部流动；而气体则在管道顶部区域。在特定的操作条件下，气体和液体在管道中分布和流速不均匀，容易出现气体推动着液体像活塞一样交替流动的现象，称之为段塞流。段塞流是一种常见的不利于管道输送的流动状态，对于管道下游设备的压力波动影响十分严重：气液瞬时流量波动大，并伴有强烈结构振动，导致下游设备的运行不稳定，进而对系统安全产生破坏性的影响。

常见的段塞流捕集器分为容器(积)式和管(指)式两种形式。这两种形式的捕集器在结构形式上区别较大，实际应用中各有优势。

容器式段塞流捕集器结构及工作原理类似于两相分离器。当气液混合物进入捕集器后，通过缓冲挡板减速，分离出的气体进入上方集气室，液体进入下方集液室，达到气液分离的效果。常被用于易起泡的油气介质，因其有较大容积空间和停留时间，使气液分离和泡沫破碎，便于保温且能保持流体的流动性。容器式段塞流捕集器占地面积小，但由于安装和运输条件的限制，常用于段塞量小于100m³的小体积段塞流，多安装在具有狭小空间限制的海上平台。

管式段塞流捕集器由若干根下倾的平行管段构成，一般由分流器、段塞分离段、段塞收集段和段塞储液段、立管和沉(集)液管以及平衡管束等组成。在对于接收海上气液混输管线或路上管线较长、地形起伏变化复杂的工况下应用广泛，具有吸收段塞波动量大、处理量大的特点。缺点是占地面积较大，且对来液分配均匀性要求较高，不均匀的分配会导致分离效果显著降低。通常运用于段塞量大于100m³的段塞流，设置为海管终端的陆上处理厂入口的第一件设备。

然而，当海上平台面临日益增大的处理量时，面临的矛盾显而易见：占地面积小的容积式段塞流捕集器处理量较低，而管式段塞流捕集器占地面积超出海上平台的容许。因此亟需找到一种新型高效的段塞流捕集器，既能满足面积受限的海上平台，又能显著提升气液分离与段塞流的处理量。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种气液分离装置，能够高效处理气液混合物。

本发明的另一个目的在于提供所述气液分离装置在段塞流捕集中的应用。

为了达到上述目的，本发明的具体技术方案如下：

一种气液分离装置，包括：沿纵向依次层叠水平间隔设置的排气管、进液管和排液管；所述进液管的出口端同时与位于同一方向的所述排气管和所述排液管的端口连通；

在所述进液管、排气管和排液管的两端端口内分别水平安装有抑制气液混合物的扰动幅度以及分隔已经析出气体的波纹板；其中，所述进液管的出口端由波纹板隔开的上部与排气管端口的波纹板隔开的下部连通，而由波纹板隔开的下部与排液管端口的波纹板隔开的上部连通。

进一步地，所述进液管、排气管和排液管内部的中间位置间隔水平设有一个或多个所述波纹板。