CO2驱采出液简易油气分离装置的制作方法

co2驱采出液简易油气分离装置
技术领域
[0001]
本实用新型涉及原油开采领域中的一种油气分离装置，尤其涉及一种co2驱采出液简易油气分离装置。


背景技术：

[0002]
在原油开采过程中，为了开采出更多的石油，通过eor气驱强化采油等手段来改善油、气、水及岩石相互之间的性能，以提高原油的采收率，现已成为原油开采领域的必然趋势。采用气驱手段，即co2驱油，一方面能够有效提高原油的采收率，另一方面能够有效的埋存co2，减少大气中co2的含量，减轻对环境的影像，延缓全球变暖的趋势，实现经济效益和社会效益的有机统一。所以co2驱油将是三次采油中极具潜力与发展前景的一种采油方式。
[0003]
采用co2驱油时，采出液中含有较多的co2，当升温、降压时，气相逸出携液而产生大量泡沫，泡沫中的气泡能长时间稳定不破裂形成泡沫层，这会给采出液集输处理造成以下诸多问题：（1）气液分离控制难度大；（2）气液分离处理效率降低；（3）气相携液严重，缩短下游压缩机使用寿命；（4）加重设备及管道的腐蚀；（5）安全运行系数降低。为了解决上述问题，在原油处理过程中会应用油气分离器对原油进行油气分离，而目前常用的油气分离器通常是由碰撞式初级分离头及气体除雾器等简单构件组成，依靠重力分离将油气混合物分离为单一相态的原油和天然气，使溶解或分散于原油中的气体及气体中的重组分在油气分离器所控制的压力和温度下尽量析出和凝析。而在油气分离过程中，气液分离时间是影响起泡原油油气分离效果的关键因素，上述由简单构件构成的油气分离器在进行油气分离时，常因沉降时间不足，破泡效果不佳而导致油气分离效果较差，尤其是在co2驱油体系下，较常规井场采出气、液量波动较大，段塞流现象较多，生产条件更加恶劣，上述油气分离器更难以满足油气分离的需要。因此，实现对co2驱采出液的简易且高效的油气分离是目前该类油品处理的一个难点。


技术实现要素：

[0004]
本技术方案要解决的技术问题是提供一种能够加快油气分离速度，提升油气分离效果，并且既可适用于对液量波动较大，段塞流较多的井口采出液进行油气分离，又能有效适用于对高含co2的气驱采出液进行油气分离的简易油气分离装置。
[0005]
为了解决上述技术问题，本技术方案提供了一种co2驱采出液简易油气分离装置，其包括：油气分离腔体；该油气分离腔体的底部设置有出液阀口，其上部设置有气相出口；该油气分离腔体的上部还装设有旋流器；该旋流器的上部位于油气分离腔体的外侧，且旋流器的上端部为封闭端并设置有气相连通口；该旋流器的下部位于油气分离腔体的内侧，且旋流器的下端部为开口端，以使旋流器与油气分离腔体内部相通；旋流器的上部的侧壁设置有采出液入口，且采出液入口的中心线朝向旋流器内部斜下方且不与旋流器的轴线相交。据此，开采出的原油采出液，尤其是co2气驱技术开采出的原油采出液经采出液入口斜向下切向注入至旋流器内部，并环绕旋流器内壁旋流向下，通过改变流速、流向反复等作用
原理以增加气液接触面积，削弱气泡机械强度，达到抑泡脱气的效果；并且通过调整气液空间，使旋流器内部先被分离出的部分油气向上经气相连通口排出，余下的原油采出液继续旋流向下进入至油气分离腔体内，而使流态控制达到对段塞流工况较佳的适应与调节效果。
[0006]
作为本技术方案的另一种实施，该旋流器由上至下依序划分为圆筒状的旋流腔、倒锥筒状的收缩腔及圆筒状的布液筒，该旋流腔的上端部为该封闭端并设置该气相连通口，该布液筒穿设固定于油气分离腔体的上部且布液筒的下端部为该开口端，该采出液入口设置于旋流腔的侧壁，且采出液入口的中心线朝向收缩腔。据此，该倒锥筒状的收缩腔可使经采出液入口注入的原油采出液快速改变流向及流速，从而加大原油采出液在旋流器内，尤其是在布液筒内的旋流时间。由于co2驱采出液存在气液溶胶的特性，根据dlvo理论中第二最小值理论，本技术方案中的旋流器结构可以通过较小的外力提高原油采出液中小气泡的碰撞几率，促进小气泡于旋流器内碰撞形成大气泡，从而提高气液分离效率。
[0007]
作为本技术方案的另一种实施，该旋流器内部同轴线固设有溢流筒，该溢流筒由上至下依序划分为圆筒状的溢流段、倒锥筒状的溢流收缩段及圆筒状的溢流管段，该溢流段、溢流收缩段及溢流管段的内径分别小于旋流腔、收缩腔及布液筒的内径，以使旋流器的内侧壁与溢流筒的外侧壁之间形成筒状的液相流道，该溢流段的上端为开放口，该溢流管段的下端为具有斜切面状的尖部开口，且尖部开口与旋流器的开口端之间具有间隔距离。据此，经采出液入口注入的原油采出液可在倒锥筒状的溢流收缩段的导引下沿着旋流器与溢流筒之间形成的液相流道旋流向下，并且通过与旋流器和溢流筒壁面的碰撞，而使气泡破裂，以使油气更好的分离；另外，溢流管段下端的尖部开口也可辅助刺破气泡，以辅助进行油气分离。
[0008]
作为本技术方案的另一种实施，该溢流收缩段及溢流管段的侧壁上均布设有数个贯通的筛孔，该溢流段的侧壁上环设有数个贯通的溢流窗口。据此，在原油采出液旋流向下并与旋流器和溢流筒壁面的碰撞过程中，该些筛孔可加强对原油采出液中气泡的剪切效果，促使气泡破裂，此外溢流窗口可使溢流筒内可能存在的泡沫流回至液相流道中。
[0009]
作为本技术方案的另一种实施，该开口端具有盘状的布液盘体，该布液盘体由上盘面与下盘面通过周缘结合构成，该上盘面与下盘面之间形成盘状的布液腔体，上盘面的中部开设有通孔，下盘面的中部开设有布液通口且围绕布液通口开设有数个布液筛孔，上盘面与旋流器的下端部连接并通过通孔以使布液腔体与旋流器内部相通。据此，于布液筒中旋流向下的原油采出液进入至布液腔体内，其中一部分原油采出液经布液通口流入至油气分离腔体内，另一部分经布液筛孔流入至油气分离腔体内，以此可延长原油采出液在布液盘体内的滞留时间，从而加强油气重力分离的效果。
[0010]
作为本技术方案的另一种实施，还包括：盘状的稳流挡泡板，该稳流挡泡板固设于布液盘体的下方，且稳流挡泡板的直径小于布液盘体的直径，并且该布液盘体及稳流挡泡板均由中心部位向周缘方向逐渐向下倾斜。以此，可使经布液筒旋流向下的原油采出液尽量多的流入至布液腔体内周向并经由布液筛孔流入至油气分离腔体内，以使原油采出液在布液盘体内的滞留时间更长；另外稳流挡泡板可使由布液盘体流下的原油采出液流向更加平稳。
[0011]
作为本技术方案的另一种实施，还包括：数块聚结板，该数块聚结板彼此间隔且交
错地布设于油气分离腔体内的上部和下部，并且数块聚结板位于旋流器与气相出口之间的油气分离腔体内部区域。该数块聚结板的设置可极大地加强对原油采出液中气泡的剪切力与拉伸力，以使进入至油气分离腔体内的原油采出液进行再次油气分离。
[0012]
作为本技术方案的另一种实施，还包括：缓冲板，该缓冲板固设于油气分离腔体内并位于聚结板相邻气相出口的一侧。该缓冲板的设置可阻挡住油气分离腔体内原油采出液液面上方可能漂浮的泡沫，并使原油采出液流动更加平稳，以利于出液阀口及气相出口对油气分离腔体内的油、气的排出。
[0013]
作为本技术方案的另一种实施，油气分离腔体设置气相出口的区域形成向上方凸起的分气包，气相出口设置于分气包的顶端且气相出口下方设置有捕雾网，分气包的侧壁上设置有气相连通入口，旋流器的气相连通口下方也设置有捕雾网，气相连通口通过气相管道与气相连通入口连通。通过捕雾网的设置可有效地拦截被分离的气相中混合的油滴和其它重组分成分，并且通过气相管道连接于气相连通口与气相连通入口之间，可使旋流器所分离的气相再次得到捕雾过滤。
[0014]
作为本技术方案的另一种实施，还包括：液面调节装置，该液面调节装置设置于油气分离腔体上且与出液阀口电连接，该液面调节装置可根据油气分离腔体内的液面高度控制出液阀口的开启与关闭。以此可实现对油气分离腔体内被油气分离后的原油采出液的自动排出。
附图说明
[0015]
图1为本实用新型的co2驱采出液简易油气分离装置的侧向剖面示意图；
[0016]
图2为本实用新型中的布液盘体的侧向剖面示意图。
[0017]
附图中的符号说明：
[0018]
1 co2驱采出液简易油气分离装置；2 油气分离腔体；21 出液阀口；22 气相出口；3 旋流器；31 旋流腔；32 收缩腔；33 布液筒；34 气相连通口；35 采出液入口；4 溢流筒；41 溢流段；411 溢流窗口；42 溢流收缩段；43 溢流管段；431 筛孔；432 尖部开口；5 布液盘体；51 布液腔体；52 上盘面；521 通孔；53 下盘面；531 布液通口；532 布液筛孔；6 稳流挡泡板；7 聚结板；8 缓冲板；9 分气包；91 气相连通入口；10 捕雾网；11 气相管道；12 液面调节装置。
具体实施方式
[0019]
有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
[0020]
如图1所示，为本实用新型的一实施例：一种co2驱采出液简易油气分离装置1，其包括：油气分离腔体2，该油气分离腔体2可为立式或卧式，且本实施例对其形状不进行限定。该油气分离腔体2的底部和上部分别设置有与油气分离腔体2内部相通的出液阀口21和气相出口22；该油气分离腔体2的上部还装设有旋流器3；该旋流器3的上部位于油气分离腔体2的外侧，且旋流器3的上端部为封闭端并设置有气相连通口34；该旋流器3的下部位于油气分离腔体2的内侧，且旋流器3的下端部为开口端，以使旋流器3与油气分离腔体2内部相通；该旋流器3的上部的侧壁设置有采出液入口35，且采出液入口35的中心线朝向旋流器3
内部斜下方且不与旋流器3的轴线相交，该采出液入口35可以为连通于旋流器3的斜向管口，也可以仅为接口。据此，由井场开采出的原油采出液，尤其是采用气驱技术开采出的原油采出液经采出液入口35斜向下切向注入至旋流器3内部，并环绕旋流器3内壁旋流向下，通过改变流速、流向反复等作用原理以增加气液接触面积，削弱气泡机械强度，达到抑泡脱气的效果；并且通过调整气液空间，使旋流器3内部先被分离出的部分油气向上经气相连通口34排出，余下的原油采出液继续旋流向下进入至油气分离腔体2内，而使流态控制达到对段塞流工况较佳的适应与调节效果。
[0021]
更具体而言，该旋流器可为圆锥状，而在本实施例中，该旋流器3由上至下是由圆筒状的旋流腔31、倒锥筒状的收缩腔32及圆筒状的布液筒33构成，而该旋流腔31、收缩腔32及布液筒33可为一体成型，也可为彼此焊接形成该旋流器3，本实用新型对此不进行限定。该旋流腔31的上端部为该封闭端并设置该气相连通口34，该布液筒33穿设固定于油气分离腔体2的上部且布液筒33的下端部为该开口端，该采出液入口35设置于旋流腔31的侧壁，且采出液入口35的中心线朝向收缩腔32方向且不与收缩腔32的轴线相交。该倒锥筒状的收缩腔32可使经采出液入口35注入的原油采出液快速改变流向及流速，从而加大原油采出液在布液筒33内的旋流时间（切向及流速可增加原油采出液在布液筒33内的旋转圈数），以促使油气更好的分离。而该旋流器3内部还可同轴线固设有溢流筒4，该溢流筒4可通过至少一个固定部（图未标示）连接于溢流筒4的外侧壁与旋流器3的内侧壁之间，以使溢流筒4固定于旋流器3内部。该溢流筒也可为圆锥状，但在本实施例中，该溢流筒4由上至下是由圆筒状的溢流段41、倒锥筒状的溢流收缩段42及圆筒状的溢流管段43构成，该构成方式可为一体成型，也可为彼此焊接形成该溢流筒4。该溢流段41、溢流收缩段42及溢流管段43的内径分别小于旋流腔31、收缩腔32及布液筒33的内径，以使旋流器3的内侧壁与溢流筒4的外侧壁之间形成筒状的液相流道，且该溢流段41、溢流收缩段42及溢流管段43的侧壁可分别平行于旋流腔31、收缩腔32及布液筒33的侧壁。该溢流段41的上端为开放口，该溢流管段43的下端为具有斜切面状的尖部开口432，且尖部开口432与旋流器3的开口端之间具有间隔距离。经采出液入口35注入的原油采出液可在倒锥筒状的溢流收缩段42的导引下沿着旋流器3与溢流筒4之间形成的液相流道旋流向下，并且通过与旋流器3和溢流筒4壁面的碰撞，而使气泡破裂，从而使油气更好的分离；另外，溢流管段43下端的尖部开口432也可辅助刺破气泡，以辅助进行油气分离。另外，该溢流收缩段42及溢流管段43的侧壁上均可布设有数个贯通的筛孔431，该溢流段41的侧壁上可环设有数个贯通的溢流窗口411，在原油采出液旋流向下并与旋流器3和溢流筒4壁面的碰撞过程中，该些筛孔431可加强对原油采出液中气泡的剪切效果，促使气泡破裂，而溢流窗口411可使溢流筒4内可能存在的泡沫流回至液相流道中。
[0022]
为了加强油气分离器的油气重力分离效果，如图2所示，该开口端设置有盘状的布液盘体5，该布液盘体5由上盘面52与下盘面53通过周缘结合构成，该上盘面52与下盘面53之间形成盘状的布液腔体51，上盘面52的中部开设有通孔521，下盘面53的中部开设有布液通口531且围绕布液通口531开设有数个布液筛孔532，其中该布液通口531的直径可小于该通孔521的直径，以使从布液筒流下的原油采出液尽可能地流入至布液腔体51内，该上盘面52与旋流器的下端部连接并通过通孔521以使布液腔体51与旋流器内部相通，据此，于布液筒中旋流向下的原油采出液进入至布液腔体51内，其中一部分原油采出液可经布液通口531流入至油气分离腔体内，另一部分可经布液筛孔532流入至油气分离腔体内，以此可延
长原油采出液在布液盘体5内的滞留时间，从而加强油气重力分离的效果。而为了延长原油采出液在布液盘体5内的滞留时间，并且使布液盘体5流出的原油采出液流向更加平稳，如图1及2所示，在油气分离腔体2内还可设置有盘状的稳流挡泡板6，该稳流挡泡板6固设于布液盘体5的下方，其可通过底部或侧部设置的固定部（图未标示）而连接固定于油气分离腔体2内，该稳流挡泡板6的直径可小于布液盘体5的直径，并且该布液盘体5及稳流挡泡板6均由中心部位向周缘方向逐渐向下倾斜，以此可使经布液筒33旋流向下的原油采出液尽量多的流入至布液腔体51内周向并经由布液筛孔532流入至油气分离腔体2内，以使原油采出液在布液盘体5内的滞留时间更长；另外稳流挡泡板6可使由布液盘体5流下的原油采出液流向更加平稳。
[0023]
为了加强原油采出液在油气分离腔体内的油气分离效果，如图1所示，于油气分离腔体2内还设置有数块聚结板7，该数块聚结板7彼此间隔且交错地布设于油气分离腔体2内的上部和下部，且该数块聚结板7的高度小于油气分离腔体2内的空间高度，并且该数块聚结板7位于旋流器3与气相出口22之间的油气分离腔体2内部区域。该数块聚结板7彼此可以为不同厚度与高度的聚结板。聚结板7的设置可极大地加强对原油采出液中气泡的剪切力与拉伸力，以使进入至油气分离腔体内的原油采出液进行再次油气分离。
[0024]
为了使原油采出液在油气分离腔体内的流动更加平稳，如图1所示，于油气分离腔体2内还设置有缓冲板8，该缓冲板8固设于油气分离腔体2内并位于聚结板7相邻气相出口22的一侧。该缓冲板8可通过侧部与油气分离腔体2的内侧壁相结合，且缓冲板8的上方与下方均与油气分离腔体2的内侧壁间隔有距离，以使上方气相与下方液相均匀通过并于聚结板7一侧对液面区域进行拦阻，该区域可能残留有泡沫层，缓冲板8对其拦阻可使残留的泡沫继续于聚结板7区域进行破泡处理。该缓冲板8的设置可阻挡住油气分离腔体2内原油采出液液面上方可能漂浮的泡沫，并可使原油采出液流动更加平稳，以利于出液阀口21及气相出口22对油气分离腔体内的油、气的排出。
[0025]
另外，如图1所示，该油气分离腔体2上还可在设置气相出口22的区域形成向上方凸起的分气包9，该气相出口22设置于分气包9的顶端且气相出口22下方设置有捕雾网10，分气包9的侧壁上设置有气相连通入口91，旋流器3的气相连通口34下方也设置有捕雾网10，设置于气相连通口34下方的捕雾网10可为盖设于溢流段41的开放口上方，气相连通口34通过气相管道11与气相连通入口91连通。通过捕雾网10的设置可有效地拦截被分离的气相中混合的油滴和其它重组分成分，并且通过气相管道11连接于气相连通口34与气相连通入口91之间，可使旋流器3所分离的气相再次得到捕雾过滤。
[0026]
此外，油气分离腔体上还可设置有液面调节装置12，该液面调节装置12与出液阀口21电连接，其可根据油气分离腔体2内的液面高度控制出液阀口21的开启与关闭，以此可实现对油气分离腔体2内被油气分离后的原油采出液的自动排出。该液面调节装置12可为浮阀。
[0027]
本实用新型的co2驱采出液简易油气分离装置还可采用撬装化设计，以便于装置的安装与运输。
[0028]
本实用新型通过将原油采出液以斜向下方向切向注入旋流器内部，使原油采出液先后于旋流器的收缩腔、溢流收缩段及布液筒中进行三级旋流，依靠气液密度差，逐级调整气液离心力，从而起到快速油气分离的效果。而在油气得到初步分离后，气相的一部分通过
捕雾网，经气相管道进入分气包中与油气分离腔体中部分经聚结板处理后的气相混合，并再次经捕雾网捕雾后由气相出口排出。而分离出的原油采出液的液体则通过布液盘体流入至油气分离腔体内，再经聚结板剪切与拉伸后于出液阀口流出。该聚结板具有剪切、拉伸的作用，可削弱气泡膜强度，缩短气泡破裂时间，达到抑泡脱气的作用。本实用新型通过三级旋流、重力分离及剪切与拉伸作用，并有效延长原油采出液在分离器中的处理时间，可达到对原油采出液的气、液流态的较佳控制，并对段塞流工况具有较佳的适应、调节能力，且可有效提高原油采出液油气分离的产出率。
[0029]
以上仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利构思所做的等效变化，均应属于本实用新型的专利保护范围。