CN112370813A - 气液分离及凝析液处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气液分离及凝析液处理装置，属于油田设备技术领域，包括气液分离器、冷凝器、制冷机组、第一集液罐、第二集液罐、第一蒸发器和第二蒸发器。本发明不仅从根本上解决了寒冷的工作条件下因供气不稳定、伴生气含湿量高及阀组堵塞等问题导致的油田用燃气加热炉***不能连续稳定工作的问题，还可以将一系列伴生气处理过程中产生的凝析液输送至输油管道***或用户指定的容器中，从而实现节能、安全、环保。

Description

气液分离及凝析液处理装置

技术领域

本发明涉及油田设备技术领域，具体是一种气液分离及凝析液处理装置。

背景技术

油田燃烧器大部分使用湿伴生气为燃料，使用湿伴生气会使燃烧器时常出现熄火、燃烧不完全、点火爆燃等现象，同时湿伴生气在寒冷天气下会析出凝析液并堵塞加热炉供气管路，导致加热炉燃烧***频繁启停发生故障，甚至发生***，存在严重的安全隐患，这也是目前油田开采工作井站普遍存在的问题。为防止该现象发生，技术上需要将伴生气中的油水混合物尽可能完全地分离出去，同时，需要对分离后的凝析液进行回收处理。

油田工作站中现有的一级气液分离设备，分离效率低，不能保障冬季气温较低时用气设备的正常运行，如何高效的进行气液分离，是我国各大油田目前普遍存在的亟需解决的问题。油田工作现场凝析液无法自动回收，部分现场凝析液直接排至废液坑，对环境造成二次污染，且安全隐患大；部分现场将井口套管收集的凝析液注入井内，造成重复性浪费。研发具有自主知识产权的油田加热炉用气液分离器及凝析液输送装置，解决目前湿伴生气使用过程中造成的设备堵塞、分离效率低、凝析液回收等问题，从而确保加热炉燃烧***及油田现场的安全，保证原油输运，也是提升我国石油战略安全的重要技术保障，具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气液分离及凝析液处理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

气液分离及凝析液处理装置，包括气液分离器、冷凝器、制冷机组、第一集液罐、第二集液罐、第一蒸发器和第二蒸发器，所述气液分离器通过第一管路与伴生气相连，所述气液分离器分别通过第二管路和第三管路与第二蒸发器和第二集液罐相连，所述第二管路通过第四管路与第一蒸发器相连，所述第一蒸发器通过第五管路与冷凝器相连，所述冷凝器通过第六管路与用气设备相连，所述第二蒸发器通过第七管路与第五管路相连，所述第五管路通过第十二管路与第六管路相连，所述第十二管路上安装有电动流量调节阀，所述第二集液罐通过第八管路与去外输管路连接，所述第八管路上安装有液压隔膜泵，所述第一集液罐分别通过第九管路和第十管路与第一蒸发器和第二蒸发器相连，所述第一集液罐通过第十一管路与第八管路相连，所述第十一管路连接在隔膜泵与第二集液罐之间，所述制冷机组分别通过第一线路、第二线路和第三线路与第一蒸发器、第二蒸发器和冷凝器相连。

作为本发明的进一步技术方案：所述第一管路上安装有第一截止阀，所述第六管路上安装有第二截止阀，所述第二截止阀设置在第七管路远离冷凝器的一侧。

作为本发明的更进一步技术方案：所述第二管路上安装有第一压力变送器，所述第一压力变送器设置在气液分离器和第四管路之间，所述第七管路上安装有第二压力变送器，所述第五管路上安装有第三压力变送器，所述第八管路上安装有第四压力变送器，所述第四压力变送器设置在液压隔膜泵远离第十一管路的一侧。

作为本发明的再进一步技术方案：所述第五管路上还安装有第一电磁阀，所述第一电磁阀设置在第三压力变送器与冷凝器之间，所述第七管路上还安装有第二电磁阀，所述第二电磁阀设置在第二压力变送器与第五管路之间，所述第十一管路上安装有第三电磁阀，所述第八管路上还安装有第四电磁阀，所述第四电磁阀设置在第二集液罐与第十一管路之间。

作为本发明的再进一步技术方案：所述第一集液罐上安装有第一浮球液位开关和第一温度变送器，所述第二集液罐上安装有第二浮球液位开关和第二温度变送器。

作为本发明的再进一步技术方案：所述第二管路上还安装有安全阀，所述安全阀设置在气液分离器与第一压力变送器之间。

作为本发明的再进一步技术方案：所述第十一管路上还安装有第一过滤器，所述第一过滤器设置在第一集液罐与第三电磁阀之间，所述第八管路上还安装有第二过滤器，所述第二过滤器设置在第二集液罐与第四电磁阀之间。

作为本发明的再进一步技术方案：所述第八管路上还安装有止回阀和背压阀，所述背压阀设置在第四压力变送器与去外输管路之间，所述止回阀设置在背压阀与第四压力变送器之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以对来自初级气液分离器的油田伴生气进行再次分离，大大提高了油气分离效率，避免油田伴生气因环境温度下降产生的凝析液堵塞油田加热炉进气管路，从而保证油田加热炉***的运行安全；同时凝析液输送功能能够将气液分离器装置和冷凝***产生的凝析液回收并输送至输油管道***或用户指定容器中；不仅从根本上解决了寒冷的工作条件下因供气不稳定及阀组堵塞等问题导致的油田用燃气加热炉***不能连续稳定工作的问题，还可以将一系列伴生气处理过程中产生的凝析液输送至输油管道***或用户指定的容器中，从而实现节能、安全、环保。

附图说明

图1为气液分离及凝析液处理装置的工艺流程图。

图中：1-第一截止阀、2-气液分离器、3-安全阀、401-第一压力变送器、402-第二压力变送器、403-第三压力变送器、404-第四压力变送器、501-第一蒸发器、502-第二蒸发器、601-第一电磁阀、602-第二电磁阀、603-第三电磁阀、604-第四电磁阀、7-电动流量调节阀、8-冷凝器、9-制冷机组、10-第二截止阀、121-第一浮球液位开关、122-第二浮球液位开关、131-第一温度变送器、132-第二温度变送器、141-第一集液罐、142-第二集液罐、151-第一过滤器、152-第二过滤器、16-液压隔膜泵、17-止回阀、18-背压阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

如图1所示的气液分离及凝析液处理装置，包括气液分离器2、冷凝器8、制冷机组9、第一集液罐141、第二集液罐142、第一蒸发器501和第二蒸发器502，所述气液分离器2通过第一管路与伴生气相连，所述气液分离器2分别通过第二管路和第三管路与第二蒸发器502和第二集液罐142相连，所述第二管路通过第四管路与第一蒸发器501相连，所述第一蒸发器501通过第五管路与冷凝器8相连，所述冷凝器（8）通过第六管路与用气设备相连，所述第二蒸发器（502）通过第七管路与第五管路相连，所述第五管路通过第十二管路与第六管路相连，所述第十二管路上安装有电动流量调节阀7，所述第二集液罐142通过第八管路与去外输管路连接，所述第八管路上安装有液压隔膜泵16，所述第一集液罐141分别通过第九管路和第十管路与第一蒸发器501和第二蒸发器502相连，所述第一集液罐141通过第十一管路与第八管路相连，所述第十一管路连接在隔膜泵16与第二集液罐142之间，所述制冷机组9分别通过第一线路、第二线路和第三线路与第一蒸发器501、第二蒸发器502和冷凝器8相连，即装置包括气液分离、冷凝和凝析液输送三部分，其中气液分离包括气液分离器2，冷凝包括两个蒸发器、冷凝器8和制冷机组，在运行时，当一台蒸发器开启化霜后，管路切换至另一路使用，从而保证冷凝的连续进行，具体工作时，伴生气进入气液分离器2，蒸发器侧端与气液分离器2输出管路连接，蒸发器上端与来自制冷机组9的输入管路连接，上端输出管路通过与制冷机组连接，从而实现对伴生气的降温冷凝以及蒸发器内部的化霜处理；蒸发器下端与集液罐连接，蒸发器上端输出的伴生气进入所述冷凝器8中，冷凝器8侧边的输入、输出管路与制冷机组9连接，利用制冷机组9散热过程中的余热加热伴生气，使伴生气温度升高；当所述第一蒸发器501的进出口压差大于设定值时，***切换至所述第二蒸发器502运行，同时所述第一蒸发器501转为化霜状态，用来自压缩机的一路高温高压制冷剂进行化霜（热气旁通），待化霜时间达到预设时间时，停止化霜，进入制冷等待；同理，所第二述蒸发器502的进出口压差大于设定值时，***也同样会自动切换气路；当所述集液罐中的液体达到高液位时，***会启动液压隔膜泵16，此时凝析液通过液压隔膜泵16排出，集液罐的液位下降，直到低液位时液压隔膜泵16停止工作。

进一步的，为方便对进出气进行控制，所述第一管路上安装有第一截止阀1，所述第六管路上安装有第二截止阀10，所述第二截止阀10设置在第七管路远离冷凝器8的一侧。

进一步的，所述第二管路上安装有第一压力变送器401，所述第一压力变送器401设置在气液分离器2和第四管路之间，所述第七管路上安装有第二压力变送器402，所述第五管路上安装有第三压力变送器403，所述第八管路上安装有第四压力变送器404，所述第四压力变送器404设置在液压隔膜泵16远离第十一管路的一侧，即通过四个压力变送器对整个装置的压力进行监控，此外，为方便控制，所述第五管路上还安装有第一电磁阀601，所述第一电磁阀601设置在第三压力变送器403与冷凝器8之间，所述第七管路上还安装有第二电磁阀602，所述第二电磁阀602设置在第二压力变送器402与第五管路之间，所述第十一管路上安装有第三电磁阀603，所述第八管路上还安装有第四电磁阀604，所述第四电磁阀604设置在第二集液罐142与第十一管路之间。

进一步的，为方便对凝析液的液位及稳定进行监测，所述第一集液罐141上安装有第一浮球液位开关121和第一温度变送器131，所述第二集液罐142上安装有第二浮球液位开关122和第二温度变送器132。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上进一步进行优化，所述第二管路上还安装有安全阀3，所述安全阀3设置在气液分离器2与第一压力变送器401之间，即通过设置安全阀3提高安全性。

进一步的，为实现对凝析液进行过滤的功能，所述第十一管路上还安装有第一过滤器151，所述第一过滤器151设置在第一集液罐141与第三电磁阀603之间，所述第八管路上还安装有第二过滤器152，所述第二过滤器152设置在第二集液罐142与第四电磁阀604之间，同时为了保证凝析液稳定输送，所述第八管路上还安装有止回阀17和背压阀18，所述背压阀18设置在第四压力变送器404与去外输管路之间，所述止回阀17设置在背压阀18与第四压力变送器404之间。

工作原理：本装置首先利用气液分离器2对伴生气中的油水混合物进行分离，对未分离净的伴生气再利用两台蒸发器进行降温处理，使伴生气中的油水混合物析出，进一步地提高气液分离效率，经降温处理后的伴生气再经过冷凝器8，利用制冷机组9的余热加热伴生气使其温度升高，从而可以有效防止极端工作条件下伴生气中产生的凝析液堵塞燃气管路，同时可以高效回收处理工作现场产生的凝析液，从而在保护环境的前提下进一步提高能源的利用效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.气液分离及凝析液处理装置，包括气液分离器（2）、冷凝器（8）、制冷机组（9）、第一集液罐（141）、第二集液罐（142）、第一蒸发器（501）和第二蒸发器（502），其特征在于：所述气液分离器（2）通过第一管路与伴生气相连，所述气液分离器（2）分别通过第二管路和第三管路与第二蒸发器（502）和第二集液罐（142）相连，所述第二管路通过第四管路与第一蒸发器（501）相连，所述第一蒸发器（501）通过第五管路与冷凝器（8）相连，所述冷凝器（8）通过第六管路与用气设备相连，所述第二蒸发器（502）通过第七管路与第五管路相连，所述第五管路通过第十二管路与第六管路相连，所述第十二管路上安装有电动流量调节阀（7），所述第二集液罐（142）通过第八管路与去外输管路连接，所述第八管路上安装有液压隔膜泵（16），所述第一集液罐（141）分别通过第九管路和第十管路与第一蒸发器（501）和第二蒸发器（502）相连，所述第一集液罐（141）通过第十一管路与第八管路相连，所述第十一管路连接在隔膜泵（16）与第二集液罐（142）之间，所述制冷机组（9）分别通过第一线路、第二线路和第三线路与第一蒸发器（501）、第二蒸发器（502）和冷凝器（8）相连。

2.根据权利要求1所述的气液分离及凝析液处理装置，其特征在于：所述第一管路上安装有第一截止阀（1），所述第六管路上安装有第二截止阀（10），所述第二截止阀（10）设置在第七管路远离冷凝器（8）的一侧。

3.根据权利要求2所述的气液分离及凝析液处理装置，其特征在于：所述第二管路上安装有第一压力变送器（401），所述第一压力变送器（401）设置在气液分离器（2）和第四管路之间，所述第七管路上安装有第二压力变送器（402），所述第五管路上安装有第三压力变送器（403），所述第八管路上安装有第四压力变送器（404），所述第四压力变送器（404）设置在液压隔膜泵（16）远离第十一管路的一侧。

4.根据权利要求3所述的气液分离及凝析液处理装置，其特征在于：所述第五管路上还安装有第一电磁阀（601），所述第一电磁阀（601）设置在第三压力变送器（403）与冷凝器（8）之间，所述第七管路上还安装有第二电磁阀（602），所述第二电磁阀（602）设置在第二压力变送器（402）与第五管路之间，所述第十一管路上安装有第三电磁阀（603），所述第八管路上还安装有第四电磁阀（604），所述第四电磁阀（604）设置在第二集液罐（142）与第十一管路之间。

5.根据权利要求1所述的气液分离及凝析液处理装置，其特征在于：所述第一集液罐（141）上安装有第一浮球液位开关（121）和第一温度变送器（131），所述第二集液罐（142）上安装有第二浮球液位开关（122）和第二温度变送器（132）。

6.根据权利要求3所述的气液分离及凝析液处理装置，其特征在于：所述第二管路上还安装有安全阀（3），所述安全阀（3）设置在气液分离器（2）与第一压力变送器（401）之间。

7.根据权利要求4所述的气液分离及凝析液处理装置，其特征在于：所述第十一管路上还安装有第一过滤器（151），所述第一过滤器（151）设置在第一集液罐（141）与第三电磁阀（603）之间，所述第八管路上还安装有第二过滤器（152），所述第二过滤器（152）设置在第二集液罐（142）与第四电磁阀（604）之间。

8.根据权利要求4所述的气液分离及凝析液处理装置，其特征在于：所述第八管路上还安装有止回阀（17）和背压阀（18），所述背压阀（18）设置在第四压力变送器（404）与去外输管路之间，所述止回阀（17）设置在背压阀（18）与第四压力变送器（404）之间。

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