水下管式段塞流緩沖器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水下管式段塞流緩沖器。
【背景技術】
[0002] 為了減少液柱動能對后路分離器的沖擊，保證后路分離器的性能，在陸地的分離 器設計中，往往需要首先對段塞流、活塞流進行緩沖。在海上油氣田的開發(fā)中，同樣面臨著 保障水下分離器安全可靠性能的問題，因此，需要一種裝置對段塞流、活塞流進行緩沖。陸 地段塞流緩沖器大多采用容器式分離器對段塞流進行緩沖，但安裝在水下的分離器，由于 其所處的特殊內(nèi)外壓環(huán)境，其設計壁厚遠遠超過陸地分離器，進而導致分離器直徑太大，從 而面臨較大的成本風險和壓力，因此，需要設計一種直徑較小的段塞流緩沖器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種水下管式段塞流緩沖器，本發(fā)明能夠滿足海上油氣田開 發(fā)的需要，起到氣液預分離和段塞流緩沖的功能，保障分離器的安全可靠性，縮小段塞流緩 沖器的直徑。
[0004] 本發(fā)明所提供的一種水下管式段塞流緩沖器，包括混相入口、液相分布管和氣相 分布管；
[0005] 所述液相分布管的一端與所述混相入口相連通，所述液相分布管的另一端為富氣 的液相出口；
[0006] 所述液相分布管與所述氣相分布管之間通過若干個氣液連通管相連通，所述氣相 分布管的一端為富液的氣相出口。
[0007]上述的段塞流緩沖器中，所述液相分布管與所述氣相分布管之間可為平行設置，W便于管道的安裝。
[0008]上述的段塞流緩沖器中，所述氣液連通管與所述液相分布管之間可為垂直設置，W便于管道的安裝。
[0009]上述的段塞流緩沖器中，所述液相分布管內(nèi)設有氣相逆向流堪板，所述氣相逆向 流堪板連接于所述液相分布管的上部；
[0010] 所述氣相逆向流堪板設于所述富氣的液相出口端，在所述氣相逆向流堪板處，富 液的氣相會被所述氣相逆向流堪板阻擋形成逆向流，并通過所述氣液連通管進入上方的所 述氣相分布管，最終實現(xiàn)氣液的預分離。
[0011] 上述的段塞流緩沖器中，所述液相分布管與所述混相入口之間通過一擴徑管相連 通，所述擴徑管的作用是為了降低流速，在流速降低的上升管段，液相中的小氣泡會聚結成 大的氣泡。
[0012] 本發(fā)明提供的水下管式段塞流緩沖器，能夠實現(xiàn)段塞流的流型再次分配，從而減 小液相對分離器的沖擊。本發(fā)明將段塞流緩沖器設計為管式，大大減少了分離器的制造難 度和費用，同時也減少了水下安裝的難度；本發(fā)明將段塞流緩沖器安裝在傳統(tǒng)或任何一種 氣液分離器的入口處，將會大大提高分離器的分離效率。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明水下管式段塞流緩沖器的結構示意圖。
[0014] 圖2為本發(fā)明水下管式段塞流緩沖器的工作原理圖。
[0015] 圖1中各標記如下：
[0016] 1混相入口、2擴徑管、3氣相分布管、4氣液連通管、5液相分布管、6氣相逆向流堪 板、7富液的氣相出口、8富氣的液相出口。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明并局限于W下實施例。
[0018] 如圖1所示，本發(fā)明提供的水下管式段塞流緩沖器包括混相入口 1、液相分布管5 和氣相分布管3。該液相分布管5的一端與混相入口 1相連通，兩者之間設有擴徑管2,該 液相分布管5的另一端為富氣的液相出口 6,用于分離后液相的收集。本發(fā)明中，液相分布 管5與氣相分布管3之間為平行設置，且兩者通過多個氣液連通管4相連通，并且氣液連通 管4與液相分布管5之間為垂直設置，用于液相分布管5中產(chǎn)生的氣相進入至氣相分布管 3中，氣相分布管3的一端為富液的氣相出口 7,用于氣相分布管3中產(chǎn)生的氣相的收集。
[0019] 本發(fā)明提供的水下管式段塞流緩沖器中，在靠近富氣的液相出口端8處設有氣相 逆向流堪板6,其連接于液相分布管5的上部，在該氣相逆向流堪板6處，富液的氣相會被氣 相逆向流堪板6阻擋形成逆向流，并通過氣液連通管4進入上方的氣相分布管3中，最終實 現(xiàn)氣液的預分離。
[0020] 在制造本發(fā)明的水下管式段塞流緩沖器時，其中液相分布管5的最小管徑按照下 面推薦的公式（1)進行計算，該公式用于判定管道內(nèi)段塞流轉化為氣液分層流時的流速： 當氣相的流速Vg低于氣相判斷流速時，可W判斷此時段塞流在管道內(nèi)發(fā)生了分層。 (TaitelandDukler流型判別方法）如圖2所示的原理圖。
[0021]
[002引Vstra。：氣相判斷流速；
[002引hL;管道內(nèi)持液高度（平均）；
[0024]d;管道內(nèi)徑；
[0025]Pl:液相混相密度；
[002引 PG:氣相密度；
[0027]。：管路傾角；
[002引 Ac:氣體所占的截面積；
[0029] \ :液相管路截面積；
[0030] 液相分布管5的最小長度按照下式計算：
[0031]
[003引Ltgkhw:段塞流緩沖器液相分布器長度；
[0033] Vaccum:段塞流滯液量；
[0034] Aeateher:段塞流緩沖器液相分布器直徑；
[0035] 氣相逆向流堪板高度hl〉hL。
[0036] 本發(fā)明的水下管式段塞流緩沖器的使用過程如下：
[0037] 如圖2所示，來流自混相入口 1進入氣液預分離系統(tǒng)，然后通過擴徑管2,氣液混 相在擴徑管2和上升管路中的流速減緩，在液相分布管5之內(nèi)由于重力的作用，氣液產(chǎn)生分 層，在液相分布管5內(nèi)設置的氣相逆向流堪板6處，富液的氣相會被該氣相逆向流堪板6阻 擋形成逆向流，并通過氣液連通管4進入上方的氣相分布管3中，最終實現(xiàn)氣液的預分離。
【主權項】
1. 一種水下管式段塞流緩沖器，其特征在于：所述緩沖器包括混相入口、液相分布管 和氣相分布管； 所述液相分布管的一端與所述混相入口相連通，所述液相分布管的另一端為富氣的液 相出口； 所述液相分布管與所述氣相分布管之間通過若干個氣液連通管相連通，所述氣相分布 管的一端為富液的氣相出口。2. 根據(jù)權利要求1所述的段塞流緩沖器，其特征在于：所述液相分布管與所述氣相分 布管之間為平行設置。3. 根據(jù)權利要求2所述的段塞流緩沖器，其特征在于：所述氣液連通管與所述液相分 布管之間為垂直設置。4. 根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的段塞流緩沖器，其特征在于：所述液相分布管內(nèi) 設有氣相逆向流堰板，所述氣相逆向流堰板連接于所述液相分布管的上部； 所述氣相逆向流堰板設于所述富氣的液相出口端。5. 根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的段塞流緩沖器，其特征在于：所述液相分布管與 所述混相入口之間通過一擴徑管相連通。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水下管式段塞流緩沖器。所述緩沖器包括混相入口、液相分布管和氣相分布管；所述液相分布管的一端與所述混相入口相連通，所述液相分布管的另一端為富氣的液相出口；所述液相分布管與所述氣相分布管之間通過若干個氣液連通管相連通，所述氣相分布管的一端為富液的氣相出口。本發(fā)明提供的水下管式段塞流緩沖器，能夠實現(xiàn)段塞流的流型再次分配，從而減小液相對分離器的沖擊。本發(fā)明將段塞流緩沖器設計為管式，大大減少了分離器的制造難度和費用，同時也減少了水下安裝的難度；本發(fā)明將段塞流緩沖器安裝在傳統(tǒng)或任何一種氣液分離器的入口處，將會大大提高分離器的分離效率。
【IPC分類】B01D19/00
【公開號】CN105013215
【申請?zhí)枴緾N201410165680
【發(fā)明人】李清平, 仇晨, 秦蕊, 陳榮旗, 朱海山, 程兵, 姚海元, 王建峰, 馮福祥, 尹豐, 王玨, 劉永飛, 陳紹凱, 王軍
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 寧波威瑞泰默賽多相流儀器設備有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年4月23日