一種氣井壓裂返排液分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油氣田開發(fā)安全環(huán)保領(lǐng)域，特別涉及一種氣井壓裂返排液分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]長慶油田現(xiàn)有氣井近700 口，壓裂是氣井增產(chǎn)的主要措施之一。在壓裂作業(yè)結(jié)束后，返排液中混有大量的天然氣，為了經(jīng)濟(jì)有效地進(jìn)行天然氣、壓裂液分離，設(shè)計(jì)合適的分離裝置是非常重要的。
[0003]當(dāng)前氣井常規(guī)壓裂后的排液工藝中，只是在測試求產(chǎn)階段用到氣液分離裝置，在放噴排液過程中，因砂液的快速沖蝕作用，沒有采用分離裝置進(jìn)行分離，而是將放噴液體返排到排液池中進(jìn)行分離和燃燒。排液池中的各種液體成份比較復(fù)雜，所以沒有回收再利用，而是靠燃燒氣體的熱量或自然蒸發(fā)將液體進(jìn)行處理，部份液體滲漏到地下，給當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成污染；施工需要大量的水資源，基本上都來自于地表水。由于大量的使用地表水，使地面水位下降，使草原退化，造成了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)的荒漠化。所以壓裂液的回收與利用顯得優(yōu)為重要。
[0004]壓裂施工后，返排液的分離有兩種情況，當(dāng)氣液比較小，且流量較小，出氣量達(dá)到5000方/天以下時，可采用常壓分離，現(xiàn)場有過這樣的分離裝置進(jìn)行過分離；存在的缺點(diǎn)是，在常壓下進(jìn)行氣液分離，分離裝置處理液氣量較大時，分離裝置普遍比較笨重，使用困難，受砂液沖蝕，使用壽命短；加之受井內(nèi)返出氣液比較大變化的影響，分離效果不充分，分離出的氣體攜帶部分液體，影響到排液過程的點(diǎn)火燃燒，不利于壓裂液的正常排放。
[0005]當(dāng)氣液比大，且流量較大，液體流量在I方/分，氣體流量為5000方/天以上時，采用常壓分離所需分離裝置的體積太大，不能經(jīng)濟(jì)適用，所以氣井排液時，不采用氣液分離裝置分離，而是放噴到排液池中自然分離；排污池底部為了防止?jié)B透到地下，污染地表水，在排污池底部鋪有防滲布，當(dāng)氣體出來以后，要進(jìn)行點(diǎn)火，燃燒的火焰會將防滲布燒毀，壓裂液會滲入地下形成污染。采用排液池自然分離方式將井內(nèi)液體基本上排完以后，井內(nèi)所出的氣體中含液量很小時，才采用氣液分離裝置進(jìn)行求產(chǎn)，測試氣井的產(chǎn)能。
[0006]氣液分離裝置是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)，其作用原理是根據(jù)多種流體的物理性質(zhì)不同，利用重力，遮流，離心等方式進(jìn)行分離。由于氣體和液體具有不同的密度，重力使得氣體首先被分離到分離裝置頂部，較重的液體沉降到分離裝置的底部，較輕的液體上升到分離裝置的中部。
[0007]求產(chǎn)氣液分離裝置，是在高壓下進(jìn)行分離的，其分離氣體的能力達(dá)到30萬方/天，出氣口是通過一個節(jié)流器排出氣體，節(jié)流器的直徑在8_以內(nèi)，分離裝置的工作壓力達(dá)到1MPa以內(nèi)；進(jìn)行分離時，出液口是關(guān)閉的，當(dāng)液位上升到一定程度后，需要人工去打開閥門進(jìn)行排液；若不能進(jìn)行及時的排液，出氣口可能要出液體，導(dǎo)致分離出的氣體中含有大量的水份，甚至將點(diǎn)火系統(tǒng)的火苗熄滅，導(dǎo)致可燃?xì)怏w彌漫，引起爆燃事故。
[0008]通過以上的技術(shù)背景分析，為了將放噴過程中返出的氣體及液體進(jìn)行有效的處理與回收，必須解決返出壓裂液中氣、液、砂的分離問題，但該分離是在高壓高流速，氣液中含有一定濃度砂粒的情況下進(jìn)行分離的，因此，要將放噴液體進(jìn)行分離不是一件容易的事，必須采用一定的技術(shù)原理及方法措施，才能解決好。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種氣井壓裂返排液分離裝置，解決氣井壓后返排過程中，高壓氣體與固液混合物快速徹底分離的技術(shù)難題。
[0010]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0011]一種氣井壓裂返排液分離裝置，包括氣液分離罐，所述氣液分離罐上部出氣口內(nèi)設(shè)置有上浮球閥，下部出液口內(nèi)設(shè)置有下浮球閥，氣液分離罐內(nèi)部設(shè)有折流分離板，所述折流分離板位于上浮球閥和下浮球閥之間；所述氣液分離罐一側(cè)入口通過管線與返排液入口連接；該管線上還連接有消能器，氣液分離罐上部出氣口外通過管線連接有氣體收集器，氣液分離罐下部出液口外通過管線與液固分離器連接。
[0012]所述氣液分離罐上部通過管線設(shè)有安全閥，所述氣液分離罐的一側(cè)設(shè)置有磁翻板液位計(jì)。
[0013]所述出氣口位于氣液分離罐的頂部，出液口位于氣液分離罐的底部，且出氣口與出液口位于同一垂直線上。
[0014]上浮球閥和下浮球閥外部均設(shè)置有浮球閥保護(hù)殼。
[0015]所述返排液入口與消能器之間設(shè)置有第一節(jié)流器。
[0016]所述液固分離器與返排液入口之間設(shè)置有第二節(jié)流器。
[0017]所述氣液分離罐上部設(shè)有的溢流出口與液固分離器通過管線連接，該管線上設(shè)置有溢流閥。
[0018]所述氣液分離罐為立式氣液分離罐。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0020]1.本實(shí)用新型的壓裂返排液分離技術(shù)及裝置，采用立式分離，形成的液面較高，便于控制出液口 ；出氣、液口采用浮球閥控制，實(shí)現(xiàn)了在氣液比很大或很小時，出液口只能出液，出氣口只能出氣。
[0021 ] 2.該裝置是砂液直接進(jìn)入分離器內(nèi)進(jìn)行氣體分離，將分離出的氣體從頂部排出后點(diǎn)燃，或排到集輸站。
[0022]3.本實(shí)用新型的分離裝置，承壓能力為4MPa，工作壓力為2.0MPa，可降低氣體降壓膨脹后推動砂液提高流速，進(jìn)一步降低對分離器罐體的沖蝕。并且利用承壓能力，可以充分利用井內(nèi)壓力將分離出的液體直接返到儲液罐中，不必再連接排液泵，節(jié)約能源。
[0023]4.該裝置出液口浮球閥采用浮球加杠桿原理，能夠達(dá)到對砂液進(jìn)行密封的技術(shù)要求。出氣口及出液口浮球閥能整體取出，便于維護(hù)。
[0024]5.該裝置結(jié)構(gòu)簡單，無需對分離器進(jìn)行自動化控制。
[0025]以下將結(jié)合附圖進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
【附圖說明】
[0026]圖1 一種氣井返排氣液分離裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖中，附圖標(biāo)記如下:
[0028]1、返排液入口 ；2、第一節(jié)流器；201、第二節(jié)流器3、消能器；4、折流分離板；5、液面上限；6、浮球閥保護(hù)殼；7、安全閥；8、上浮球閥；801、下浮球閥；9、磁翻板液位計(jì)；10、溢流閥；11、氣體收集器；12氣液分離罐；13、液固分離器；14、溢流口 ；15、出氣口 ；16出液
□ O
【具體實(shí)施方式】
[0029]實(shí)施例1:
[0030]為了解決氣井壓后返排過程中，高壓氣體與固液混合物快速徹底分離的難題本實(shí)用新型提供如圖1所示的一種氣井返排氣液分離裝置，在氣井壓裂返排作業(yè)中，分離液、氣、砂，實(shí)現(xiàn)了在氣液比很大或很小時，出液口只能出液，出氣口只能出氣。
[0031]一種氣井壓裂返排液分離裝置，包括氣液分離罐12，所述氣液分離罐12上部出氣口 15處設(shè)置有上浮球閥8，下部出液口 16處設(shè)置有下浮球閥801，所述上浮球閥8和下浮球閥801之間設(shè)置有折流分離板4 ;所述氣液分離罐12 —側(cè)入口通過管線與返排液入口 I連接；所述氣液分離罐12與返排液入口 I之間的管線上還連接有消能器3，氣液分離罐12上部出氣口 15通過管線連接有氣體收集器11，氣液分離罐12下部出液口 16通過管線與液固分離器13連接。
[0032]在氣液分離罐12之前先對井內(nèi)返出的混和液進(jìn)行節(jié)流降壓，使井內(nèi)返出的氣、液、砂混和液，在2MPa壓力的氣液分離罐12內(nèi)通過折流分離版4進(jìn)行重力或遮流分離；氣液分離罐12首先從上端出氣口 15分離出天然氣進(jìn)入氣體收集器11處理氣體，將后續(xù)的砂液，從氣液分尚罐12底部出液口 16排放到液固分尚器13中進(jìn)行分尚。
[0033]后續(xù)對分離后的氣、液、砂分別進(jìn)行精細(xì)化處理，達(dá)到回收利用的質(zhì)量要求。
[0034]所述出氣口 15位于氣液分離罐12的頂部，出液口 16位于氣液分離罐12的底部，且出氣口 15與出液口 16位于同一垂直線上
[0035]由于井內(nèi)的壓力達(dá)35MPa，所研發(fā)的氣井壓裂返排液的分離裝置承壓能力在2MPa以內(nèi)，混和液進(jìn)入分離裝置之前液體的壓力必須降下來，以達(dá)到分離裝置安全工作的壓力內(nèi)。
[0036]通過連接在放噴管線上的節(jié)流器，進(jìn)行節(jié)流控制放噴后，是在< 35MPa的壓力下，通過第一節(jié)流器2，將高壓轉(zhuǎn)換為低壓力2MPa，放噴流量控制在I方/分，油管內(nèi)流速達(dá)到
5.52米/秒的高速流體，噴嘴射流流速達(dá)到262米/分，且含砂，對所有的金屬部件會造成嚴(yán)重的沖蝕，使該段放噴管線的使用壽命很短。因此，在進(jìn)入除砂分離前，應(yīng)對液流的能量進(jìn)行消減。
[0037]氣液分離罐12內(nèi)有設(shè)有折流分離板4，對氣液進(jìn)行遮流分離和重力分離。
[0038]上浮球閥8和下浮球閥801通過液面的變化，起到開關(guān)的作用，上浮球閥8可以封堵出氣口 15，或者打開出氣口 15，排出氣體。下浮球閥801根據(jù)液面的變化，打開出液口16，排出分離液體。
[0039]實(shí)施例2:
[0040]基于實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，氣體收集器11將將分離出的氣體點(diǎn)燃或排到集輸站。
[0041]所述氣液分離罐12上部還設(shè)有安全閥7。
[0042]安全閥7是當(dāng)壓力超過所設(shè)定的額定壓力時，安全閥7打開，泄壓。本實(shí)施例中額定壓力為4MPa。
[0043]所述氣液分離罐12上部溢流出口與液固分離器13通過管線連接，該管線上設(shè)置有溢流閥10。
[0044]所述返排液入口 I與消能器3之間設(shè)置有第一節(jié)流器2。
[0045]所述液固分離器13與返排液入口 I之間設(shè)置有第二節(jié)流器201。
[0046]其中，第一節(jié)流器2，對進(jìn)入氣液分離罐的流量進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，防止分離罐體超壓，使流體平穩(wěn)進(jìn)入分離裝置內(nèi)，減小對罐體的沖蝕，第二節(jié)流器201還有分流的作用。
[0047]消能器3對節(jié)流后的流體進(jìn)行消能，防止砂液刺穿氣液分離罐殼體。
[0048]所述氣液分離罐12上部溢流出口與液固分離器13通過管線連接，管線上設(shè)置有溢流閥10。
[0049]溢流閥10是當(dāng)液面上升到最高位時，到液面上限5，溢流閥10打開，液體排出。
[0050]所述氣液分尚罐12內(nèi)部設(shè)置有兩個液面上限5。
[0051]氣井壓裂返排液分離裝置的承壓能力為4MPa，工作壓力為2.0MPa。
[0052]氣