CN1632370A - 一种分离器及利用其消除严重段塞流的自气举方法 - Google Patents
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Abstract
一种分离器及利用其消除严重段塞流的自气举方法，分离器包括壳体，壳体上连接有来流管和出气管，壳体上设置液位传感器和压力传感器，壳体插有上升管并伸到壳体底部，出气管上靠近壳体出口处设置控制阀，出气管与上升管在壳体外连通。将本发明的分离器安装在气液混输管路和上升管的结合部，通过控制液位信号和压力信号来调节控制阀的开度，使液位和压力稳定，气液在分离器内分离后，液体进入上升管，气体经控制阀通过出气管进入上升管，气液在上升管内混合后流出进入岸上平台装置。本发明结构简单，利用其能够很方便地对气液的流动进行准确控制，达到消除严重段塞流的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种分离器及利用其消除严重段塞流的方法，尤其涉及一种油气混输的分离器及利用其消除油气混输严重段塞流的海底分离自气举方法。
背景技术
在海洋石油开采中，经常遇到气液同时输送的情况，当海底的多相集输管路到达海洋平台或岸上处理设施时，需要与上升管连接，在一定条件下，集输管路和上升管组成的***中会出现称为严重段塞流的有害流型。这种流型会产生数倍上升管高度的液塞，引起集输管路中压力周期性变化，从而影响井口压力，还会使上升管出口气液间歇流出，使气体在短时间内高速喷出，造成出口液塞高速进入分离器，严重段塞流现象给设计和生产带来许多问题。由于必须加大生产设施规模，一些分离器的额定容量远大于实际液体处理能力，造成浪费，流动的剧烈波动还造成分离器和下游处理设施的控制困难，有时甚至会引起生产中断。
英国专利GB2374161A《Gas injection controlling liquid slugs in pipelineriser》(公开日期：2002年10月9号)，公布了一种在上升管底部注气的严重段塞流控制方法，这种方法需要注入大量气体才能完全消除严重段塞流，在注气量小时仅能减弱严重段塞流，而且注气所需的压缩机组等设备投资和空间需求往往限制了这一方法的应用，有时候现场也不具备足够的气源。美国专利US5478504《Method and apparatus for eliminating severe slug in multi-phase flowsubsea lines》(公开日期：1995年12月26号)公布了利用第二根上升管从主上升管前的下顷管上导出气体然后注入主上升管来进行严重段塞流的控制，该方法还给出了几种利用压力、差压或密度来控制气体流量的方案，但该方法下顷管段高度较小，流动不易准确控制。
发明内容
为了解决消除严重段塞流的现象，本发明的目的是提供一种分离器，利用该分离器，能够很方便地对气液的流动进行准确控制，达到消除严重段塞流的目的。
本发明的另一目的是提供一种消除严重段塞流的自气举方法。
本发明所采用的技术方案是：一种分离器，包括壳体，壳体上连接有来流管和出气管，壳体上设置液位传感器和压力传感器，上升管***壳体并伸到壳体底部，出气管上靠近壳体出口处设置控制阀，出气管与上升管在壳体外连通。
本发明所采用的另一技术方案是：一种消除严重段塞流的自气举方法，在混输管路和上升管的结合部安装分离器，使混输管路与分离器的来流管连通，混输管路内的气液流体经来流管进入分离器的壳体，用液位传感器和压力传感器传出的液位信号和压力信号来调节控制阀的开度，使液位和压力稳定，气液在分离器内分离后，使液体进入伸入分离器下部的上升管，使气体经控制阀通过出气管进入上升管，气液在上升管内混合后流出进入岸上平台装置。
本发明较佳的技术方案可以采用切向离心分离的分离器，其容积为上升管容积的2～4倍，长径比为2。
还可以控制出气管与上升管的连通处到分离器底部的距离为分离器高度的3倍。
本发明的有益效果是：本发明的分离器，结构简单，能够很方便地对气液的流动进行准确控制，达到消除严重段塞流的目的；利用本发明的分离器来消除严重段塞流的自气举方法，该方法从海洋混输管路上升管***严重段塞流的发生机理入手，通过设置水下气液分离器，消除倾斜管与上升管耦合作用产生严重段塞流的条件，从而实现消除严重段塞流现象；分离后的气体注入上升管实现气液混合流动，降低管内持液率从而减小***压力，进而可以提高油井产量。
附图说明
图1是本发明的气液流动及控制***图；
图2是在实现分离后自气举(开启并调节控制阀门)和停止分离(关闭控制阀门)两种状态上升管中的持液率变化，图中，横坐标是时间，纵坐标是持液率；
图3是在实现分离得到稳定流动和停止分离出现严重段塞流所对应的分离器压力传感器信号，图中，横坐标是时间，纵坐标是绝对压力。
图中，1来流管，2壳体，3上升管，4出气管，5液位传感器，6控制阀，7压力传感器，8混输管路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，分离器包括壳体2，壳体2上连接有来流管1和出气管4，壳体2上设置液位传感器5和压力传感器7，上升管3***壳体2并伸到壳体2底部，出气管4上靠近壳体2出口处设置控制阀6，出气管4与上升管3在壳体2外连通。
消除严重段塞流的自气举方法，在混输管路8和上升管3的结合部安装分离器，分离器采用切向离心分离，其容积为上升管容积的2～4倍，长径比为2，混输管路8与分离器的来流管1连通，混输管路8内的气液流体经来流管1进入分离器的壳体2，液位传感器5和压力传感器7传出的液位信号和压力信号来调节控制阀6的开度，使液位和压力稳定，气液在分离器内分离后，液体进入伸入分离器下部的上升管3，使气体经控制阀6通过出气管4进入上升管3，出气管4与上升管3的连通处到分离器底部的距离为分离器高度的3倍，气液在上升管3内混合后流出进入岸上平台装置。
参见图2，可以看出本发明的实验结果对比，开始实验时调节控制阀6保持气液完全分离，可以看到液体在上升管3的持液率变化很小且保持在较低值，这说明出口气液流量稳定，由于上升管3中气液混合流动，所以重位压降较小，因此***压力较小，第260秒后关闭控制阀6，气液直接由上升管3流出，可以看到***中很快出现严重段塞流，上升管3的持液率剧烈波动，出口气液间歇流动。
参见图3，开始时调节控制阀6保持气液完全分离，分离器内的压力一直比较恒定，第260秒后关闭控制阀6，分离器内的压力也周期性波动，幅度高达1.4bar(实验装置上升管高度仅15.8m)。此时上游和下游生产设施运行状态都很难稳定，对安全生产非常不利。
以上实验结果比较看出，本发明可以很好地消除严重段塞流现象。
Claims (4)
1.一种分离器，包括壳体(2)，壳体(2)上连接有来流管(1)和出气管(4)，其特征在于，所说的壳体(2)上设置液位传感器(5)和压力传感器(7)，上升管(3)***壳体(2)并伸到壳体(2)底部，所说的出气管(4)上靠近壳体(2)出口处设置控制阀(6)，出气管(4)与上升管(3)在壳体(2)外连通。
2.一种消除严重段塞流的自气举方法，其特征在于，在混输管路(8)和上升管(3)的结合部安装分离器，使混输管路(8)与分离器的来流管(1)连通，混输管路(8)内的气液流体经来流管(1)进入分离器的壳体(2)，用液位传感器(5)和压力传感器(7)传出的液位信号和压力信号来调节控制阀(6)的开度，使液位和压力稳定，气液在分离器内分离后，使液体进入伸入分离器下部的上升管(3)，使气体经控制阀(6)通过出气管(4)进入上升管(3)，气液在上升管(3)内混合后流出进入岸上平台装置。
3.根据权利要求2所述的一种消除严重段塞流的自气举方法，其特征在于，所说的分离器采用切向离心分离，其容积为上升管(3)容积的2～4倍，长径比为2。
4.根据权利要求2所述的一种消除严重段塞流的自气举方法，其特征在于，出气管(4)与上升管(3)的连通处到分离器底部的距离为分离器高度的3倍。
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