本實(shí)用新型涉及一種天然氣氣液分離設(shè)備，特別是涉及一種水下多級(jí)天然氣氣液分離裝置。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的進(jìn)步以及國際社會(huì)對(duì)天然氣能源的需求，天然氣開發(fā)由陸上到水下，由淺水到深水。天然氣開發(fā)一般伴隨有天然氣凝析液和水，天然氣凝析液和水在天然氣的輸送過程中會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)安全風(fēng)險(xiǎn)，特別是長距離回接輸送或者立管回接深水平臺(tái)。對(duì)于產(chǎn)水較少的氣田，可以通過水下注入乙二醇等水合物抑制劑，然后輸送到平臺(tái)進(jìn)行天然氣氣液分離處理；對(duì)于高含水氣田，不但水合物抑制劑需求大，費(fèi)用高，而且還會(huì)大大增加輸送壓力，對(duì)氣田的自噴開采造成壓產(chǎn)，關(guān)井壓力高甚至無法自噴開采等不利影響。因此，對(duì)于高含水氣田需要進(jìn)行水下分離。深水天然氣氣田的產(chǎn)氣量和氣液比在開發(fā)生產(chǎn)的過程中會(huì)不斷波動(dòng)，而且波動(dòng)程度比較大，常規(guī)的分離器很難在天然氣氣田開發(fā)的整個(gè)生命周期內(nèi)都能達(dá)到高效分離。

當(dāng)前，有的分離器適用于高含液分離，在液相比較少的情況下就會(huì)存在分離效率低的問題；有的問題適用于低含液工況高效分離，在液相比較多的情況下往往存在液相破碎、夾帶等問題，從而導(dǎo)致分離效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠在不同的含液工況均能實(shí)現(xiàn)天然氣氣液高效分離的水下多級(jí)天然氣氣液分離裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種水下多級(jí)天然氣氣液分離裝置，其特征在于，它包括由下至上依次串聯(lián)的第一級(jí)分離裝置、第二級(jí)分離裝置和第三級(jí)分離裝置：所述第一級(jí)分離裝置包括水平設(shè)置的罐體，設(shè)置于所述罐體進(jìn)氣口附近的進(jìn)氣擋板，設(shè)置于所述進(jìn)氣擋板后方的聚結(jié)絲網(wǎng)以及設(shè)置于所述罐體出氣口處的蝸殼分離單元；所述第二級(jí)分離裝置包括與所述罐體出氣口連接的旋流芯管，設(shè)置于所述旋流芯管內(nèi)部的多個(gè)旋流機(jī)構(gòu)以及套設(shè)在所述旋流芯管外部的第一排液套管；在位于各個(gè)所述旋流機(jī)構(gòu)后側(cè)的所述旋流芯管下部管壁上均開設(shè)有第一排液側(cè)縫；所述第三級(jí)分離裝置包括與所述旋流芯管出口連接的聚結(jié)芯管，設(shè)置于所述聚結(jié)芯管內(nèi)部的捕霧絲網(wǎng)以及套設(shè)在所述聚結(jié)芯管的外部第二排液套管；在所述聚結(jié)芯管的下部管壁上亦開設(shè)多個(gè)第二排液側(cè)縫。

所述罐體、第一排液套管和第二排液套管的底部均設(shè)置有排液導(dǎo)管。

所述聚結(jié)絲網(wǎng)設(shè)置在位于所述進(jìn)氣擋板后方的所述罐體上側(cè)內(nèi)壁上，且所述聚結(jié)絲網(wǎng)底端與所述罐體底部不接觸。

多個(gè)所述旋流機(jī)構(gòu)在所述旋流芯管的內(nèi)部沿所述旋流芯管的軸線間隔串聯(lián)布置。

在所述第一級(jí)分離裝置上方并聯(lián)多個(gè)所述第二級(jí)分離裝置，每一所述第二級(jí)分離裝置對(duì)應(yīng)串聯(lián)一所述第三級(jí)分離裝置，在每一所述第二級(jí)分離裝置和每一第三級(jí)分離裝置的入口處設(shè)置控制閥。

所述罐體采用壓力容器筒體。

所述旋流機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)流錐和沿所述導(dǎo)流錐的中部側(cè)壁圓周方向均布的造旋葉片。

本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新型通過第一分離裝置、第二分離裝置和第三分離裝置從下到上依次串聯(lián)，不同級(jí)適用于不同的含液天然氣工況，能夠針對(duì)不同含液工況均能實(shí)現(xiàn)氣液高效分離。2、本實(shí)用新型在第二級(jí)分離裝置中，多個(gè)旋流機(jī)構(gòu)在旋流芯管內(nèi)依次沿旋流芯管的軸線方向間隔設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)含液天然氣在第二級(jí)分離裝置中經(jīng)多次氣液離心分離，提高含液天然氣的氣液分離效率。3、本實(shí)用新型通過第一級(jí)分離裝置上方并聯(lián)多個(gè)第二級(jí)分離裝置，每一第二級(jí)分離裝置串聯(lián)一第三級(jí)分離裝置，在第二級(jí)分離裝置和第三級(jí)分離裝置的入口處設(shè)置控制閥，能夠根據(jù)氣田的產(chǎn)氣量控制處于工作狀態(tài)的第二級(jí)分離裝置和第三級(jí)分離裝置的個(gè)數(shù)，能夠保證在每一分離裝置中氣液分離的高效性同時(shí)提高含液天然氣處理量。4、本實(shí)用新型的罐體采用壓力容器筒體，能夠保證罐體的承壓能力，保證整個(gè)裝置的安全使用。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的旋流機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明提出的水下多級(jí)天然氣氣液分離裝置，它包括第一級(jí)分離裝置1、第二級(jí)分離裝置2和第三級(jí)分離裝置3，第一級(jí)分離裝置1、第二級(jí)分離裝置2和第三級(jí)分離裝置3從下到上依次串聯(lián)。

其中，第一級(jí)分離裝置1包括罐體11、進(jìn)氣擋板12、聚結(jié)絲網(wǎng)13和蝸殼分離單元14，罐體11水平設(shè)置，其一端上部具有進(jìn)氣口，另一端上部具有出氣口，進(jìn)氣擋板12設(shè)置在罐體11內(nèi)且靠近罐體11的進(jìn)氣口。聚結(jié)絲網(wǎng)13設(shè)置在位于進(jìn)氣擋板12后方的罐體11上側(cè)內(nèi)壁上，且聚結(jié)絲網(wǎng)13底端與罐體11不接觸。蝸殼分離單元14亦設(shè)置在罐體11內(nèi)且位于罐體11的出氣口處，罐體11的下部連通排液總導(dǎo)管4。

第二級(jí)分離裝置2包括旋流芯管21、旋流機(jī)構(gòu)22和排液套管23，旋流芯管21的入口連接罐體11的出氣口，在旋流芯管21的內(nèi)部沿旋流芯管21的軸線間隔串聯(lián)多個(gè)旋流機(jī)構(gòu)22，在位于各個(gè)旋流機(jī)構(gòu)22后側(cè)的旋流芯管21下部管壁上均開設(shè)有排液側(cè)縫211。排液套管23套設(shè)在旋流芯管21的外部，排液套管23的下部設(shè)置有用來連通排液套管23和排液總導(dǎo)管4的第一排液導(dǎo)管24。

第三級(jí)分離裝置3包括聚結(jié)芯管31、捕霧絲網(wǎng)32和排液套管33，聚結(jié)芯管31的入口與旋流芯管21的出口連接，聚結(jié)芯管31的出口與外部連接。在聚結(jié)芯管31的內(nèi)部設(shè)置捕霧絲網(wǎng)32，在聚結(jié)芯管31的下部管壁上開設(shè)多個(gè)排液側(cè)縫311。排液套管33套設(shè)在聚結(jié)芯管31的外部，排液套管33的下部設(shè)置有用來連通排液套管33和排液總導(dǎo)管4的第二排液導(dǎo)管34。

進(jìn)一步地，可以在第一級(jí)分離裝置1上方并聯(lián)多個(gè)第二級(jí)分離裝置2，每一第二級(jí)分離裝置2對(duì)應(yīng)串聯(lián)一第三級(jí)分離裝置3，在每一第二級(jí)分離裝置2和每一第三級(jí)分離裝置3的入口處設(shè)置控制閥5。

進(jìn)一步地，為保證罐體11的水下承壓能力，罐體11為壓力容器筒體。

進(jìn)一步地，如圖2所示，旋流機(jī)構(gòu)22包括導(dǎo)流錐a和沿導(dǎo)流錐a的中部側(cè)壁圓周方向均布的造旋葉片b。

本實(shí)用新型的使用過程如下：水下氣田含液天然氣首先經(jīng)過第一級(jí)分離裝置1進(jìn)行氣液分離；含液天然氣進(jìn)入罐體11，含液天然氣的大部分液體在碰到進(jìn)口擋板12后凝結(jié)成液滴在重力作用下被分離下來，然后氣流經(jīng)過聚結(jié)絲網(wǎng)13，氣流中的液體在聚結(jié)絲網(wǎng)13中聚結(jié)成大液滴，在重力作用下直接從聚結(jié)絲網(wǎng)13上滴下，氣流繼續(xù)進(jìn)入蝸殼分離單元14，在離心力的作用下，部分液相被分離下來，在第一級(jí)分離裝置1中分離出的液相排到排液總導(dǎo)管4；經(jīng)第一級(jí)分離裝置1處理后的氣流進(jìn)入第二級(jí)分離裝置2，氣流沿旋流芯管21流動(dòng)先后經(jīng)過一定數(shù)量的串聯(lián)的旋流機(jī)構(gòu)22，在造旋葉片a在離心力的作用下小液滴被甩到旋流芯管21邊壁，并沿著旋流芯管21的邊壁上的排液側(cè)縫211排到排液套管23，分離下來的液相經(jīng)第一排液導(dǎo)管24排到排液總導(dǎo)管4；經(jīng)第二級(jí)分離裝置2處理后的氣流進(jìn)入第三級(jí)分離裝置3，氣流沿聚結(jié)芯管31流動(dòng)經(jīng)過捕霧絲網(wǎng)32，氣流中的液相碰到捕霧絲網(wǎng)32后會(huì)不斷的聚結(jié)，小液滴不斷聚結(jié)為大液滴，大液滴在重力作用下滴下，然后沿著排液側(cè)縫311排到排液套管33，經(jīng)第二排液導(dǎo)管34匯集到排液總導(dǎo)管4，經(jīng)三級(jí)分離后的天然氣經(jīng)聚結(jié)芯管31的出口排出轉(zhuǎn)移。

本實(shí)用新型僅以上述實(shí)施例進(jìn)行說明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及其連接都是可以有所變化的。在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實(shí)用新型原理對(duì)個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)或等同變換，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。