【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气集输系统多相分离，尤其是一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置。
技术介绍
1、随着海洋、陆地油气田以及大型凝析气田的开发，多相流混输技术得到不断的发展。气液两相在集输管路内会形成分层、泡状、波浪、环雾、段塞等多种流型，但在多相流混输过程中，长距离输送和管线转弯剪切，通常会产生段塞流。在油气田的开发过程中，由于油井操作和维护的原因，也会导致段塞流的产生。严重的段塞流会对管道末端的油气分离设备及后续工艺设施造成水力冲击、液位波动和阻塞等一系列问题，使下游的工艺设施很难正常操作。相对于其他流型，段塞流会对下游的气液分离设备安全运行产生巨大的影响。
2、传统的分离技术主要依靠重力沉降和离心分离。三相分离器就是一种利用重力沉降原理分离气液的典型分离装置。它结构简单、制造方便、操作弹性大等优点，使得其在工业中应用非常广泛，经过几十年的发展，该项技术已基本成熟。但是，由于气液在容器内分离需要具有较长的停留时间，因此分离器体积大，存在投资高，占地面积大等缺点。
3、近年来，为了降低成本，减小装置的占地面积，出现了很多紧凑型的气液分离装置。其中应用较为广泛的是一种利用旋流离心原理实现气液两相流体分离的水力旋流分离器(glcc)。气液两相流体通过具有一定向下倾角的切向入口进入柱状容器，产生旋流离心作用，液相被推向容器壁面向下从底部排液口流出。气相则位于容器中心旋流向上从容器顶部的排气口流出。与传统的依靠重力沉降实现气液分离的容积式分离器相比，它的结构简单、紧凑，占地面积小，安全成本以及经济成本均比
4、相较传统的分离技术，现有的一些管式液塞捕集装置通常采用下倾管来提前对段塞流进行气液分离，以更好地消除段塞。然而，这种方法存在一些限制，例如下倾管的长度有限，不适合处理较长的液塞；此外，为了满足下倾管的需求，还需要在入口处增加上坡管线，这可能对液塞处理产生不利影响。
5、中国专利cn205277395u公开了一种海底管道气液段塞流捕集分离装置，该装置利用承压波纹管、连通球阀、大容量的壳体对段塞流进行捕集，并将气相、液相有序输送，该装置沉降空间大，部件之间关联紧密，但设备体积庞大，带有精密部件，造价昂贵，使用寿命短。
6、中国专利cn111495040b公开了一种水平管道式气液分离装置和方法，该装置利用旋流装置旋流使气液产生相分隔，形成液膜——气芯两相流，当液膜流过分离段时由于重力作用将液膜分离，该装置结构简单，但无法进行段塞流捕集和设备运行调节，难以适应复杂多变的工况。
7、综上，针对几种常见的气液分离装置造价昂贵，体积庞大，适应性差，现场施工困难等问题，有必要专利技术一种结构紧凑、占地面积小、适应性强、可捕捉段塞的高效气液分离装置。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，通过主管上扩径管、缩径管以及管中管分离段的设置，实现段塞流消除与缓冲预分离功能；管中管分离段包括外部套管和内部开孔主管段，并且通过内部主管顶部排气孔进行气相的初步分离，并将初步分离的气相、液相汇集输送到缓冲分离罐中进行收集、稳定、分离，同时结合扩径管、缩径管的特点提升整体的分离效果，缓冲并消除段塞流，避免段塞流的出现对现场安全生产、设备稳定运行产生影响。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
3、一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，包括主管，主管第一端通过扩径管连接来液管线以将主管内流型转变为分层流，第二端连接缩径管，主管顶部设有若干开孔以形成排气孔，并且开孔段套接两端封闭的外部套管以进行气液强制分离，缩径管、外部套管顶部出口、外部套管底部出口均通过带有调压阀的管路与分离缓冲罐连接。
4、作为进一步的实现方式，所述主管呈直管状。
5、作为进一步的实现方式，所述分离缓冲罐上中间位置设有第一入口，第一入口与缩径管之间的管路上设有中部调节阀。
6、作为进一步的实现方式，所述外部套管顶部处设有外部套管顶部出口，分离缓冲罐上顶部位置设有第二入口，外部套管顶部出口与第二入口之间的管路上设有上部调节阀。
7、作为进一步的实现方式，所述主管呈s型，所述主管的开孔段靠近第二端设置，外部套管顶部出口设于处在主管最后一段直管段的外部套管中间位置。
8、作为进一步的实现方式，所述外部套管底部处设有外部套管底部出口，分离缓冲罐上靠近底部位置设有第三入口，外部套管底部出口与第三入口之间的管路上设有下部调节阀。
9、作为进一步的实现方式，所述外部套管底部出口靠近主管的第二端设置。
10、作为进一步的实现方式，所述分离缓冲罐远离主管的一端顶部设有集气包，底部设有液相出口，集气包连接气相出口。
11、作为进一步的实现方式，所述集气包内设有捕雾网。
12、作为进一步的实现方式，所述主管的开孔段均位于外部套管内，排气孔在主管顶部沿主管长度方向设置。
13、上述本专利技术的有益效果如下：
14、1.本专利技术主管第一端通过扩径管连接来液管线，第二端连接缩径管，主管顶部设有若干排气孔，并且开孔段套接两端与主管封闭连接的外部套管，在主管与套管之间形成气相缓冲空间，通过主管顶部排气孔进行气液强制分离，主管与外部套管之间的缓冲空间可以有效降低气速，在对排气孔排出的气相进行收集的同时，也有利于气相中夹带的液滴的聚并沉降，防止外部套管顶部出口的气相携液，扩径管使来液管线内的气团与液团在膨胀分离的作用下降速分离，将主管内段塞流的流型转变为稳定的分层流，在主管出口处采用缩径管，增加主管内气体流出时的阻力，从而提高结构的气液分离效果。
15、2.本专利技术设置了扩径管，利用扩大管径改变流型的方法，使来液管线内流型在大管径、长距离的主管内转变为分层流，并使分层流得以充分发展和稳定，为外部套管收集分离气体保证稳定的流动状态，提高气液分离效率。
16、3.本专利技术采用调节阀调节套管、主管内压力，一方面可以平衡分离缓冲罐内液位高度带来的压力，防止液位压力使主管内液体大量涌入外部套管，另一方面可以对外部套管内气相携带的液滴进行阻挡，防止液体通过外部套管顶部出口进入分离缓冲罐。
17、4.本专利技术的主管根据现场安装要求呈直管状或s型，可安装于地表，也可安装于地下，节省占地面积。结构简单紧凑，无精密复杂结构，成本低廉，稳定性好，可靠性高，易于现场施工，运行维护方便。
18、5.本专利技术通过主管内部充分发展段稳定后经外部套管对气相汇集分离，再由缓冲分离罐进行收集、稳定、分离，可用于传统分离器前端，进行段塞消除与缓冲预分离，提高整体的分离效果，保证设备的安全本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，包括主管，主管第一端通过扩径管连接来液管线以将主管内流型转变为分层流，第二端连接缩径管，主管顶部设有若干开孔以形成排气孔，并且开孔段套接两端封闭的外部套管以进行气液强制分离，缩径管、外部套管顶部出口、外部套管底部出口均通过带有调压阀的管路与分离缓冲罐连接。
2.根据权利要求1所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述主管呈直管状。
3.根据权利要求1所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述分离缓冲罐上中间位置设有第一入口，第一入口与缩径管之间的管路上设有中部调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述外部套管顶部处设有外部套管顶部出口，分离缓冲罐上顶部位置设有第二入口，外部套管顶部出口与第二入口之间的管路上设有上部调节阀。
5.根据权利要求4所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述主管S型，所述主管的开孔段靠近第二端设置，外部套管
6.根据权利要求1所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述外部套管底部处设有外部套管底部出口，分离缓冲罐上靠近底部位置设有第三入口，外部套管底部出口与第三入口之间的管路上设有下部调节阀。
7.根据权利要求6所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述外部套管底部出口靠近主管的第二端设置。
8.根据权利要求1所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述分离缓冲罐远离主管的一端顶部设有集气包，底部设有液相出口，集气包连接气相出口。
9.根据权利要求8所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述集气包内设有捕雾网。
10.根据权利要求1所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述主管的开孔段均位于外部套管内，排气孔在主管顶部沿主管长度方向设置。
...【技术特征摘要】
1.一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，包括主管，主管第一端通过扩径管连接来液管线以将主管内流型转变为分层流，第二端连接缩径管，主管顶部设有若干开孔以形成排气孔，并且开孔段套接两端封闭的外部套管以进行气液强制分离，缩径管、外部套管顶部出口、外部套管底部出口均通过带有调压阀的管路与分离缓冲罐连接。
2.根据权利要求1所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述主管呈直管状。
3.根据权利要求1所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述分离缓冲罐上中间位置设有第一入口，第一入口与缩径管之间的管路上设有中部调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述外部套管顶部处设有外部套管顶部出口，分离缓冲罐上顶部位置设有第二入口，外部套管顶部出口与第二入口之间的管路上设有上部调节阀。
5.根据权利要求4所述的一种处理油田含气采出液的管中管式气液预分离装置，其特征在于，所述主...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨东海，蔡亮雨，何利民，吕宇玲，罗小明，朱宇豪，李海荣，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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