一种气井压裂返排液分离装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油气田开发安全环保领域，特别涉及一种气井压裂返排液分离装置。
【背景技术】
[0002]长庆油田现有气井近700 口，压裂是气井增产的主要措施之一。在压裂作业结束后，返排液中混有大量的天然气，为了经济有效地进行天然气、压裂液分离，设计合适的分离装置是非常重要的。
[0003]当前气井常规压裂后的排液工艺中，只是在测试求产阶段用到气液分离装置，在放喷排液过程中，因砂液的快速冲蚀作用，没有采用分离装置进行分离，而是将放喷液体返排到排液池中进行分离和燃烧。排液池中的各种液体成份比较复杂，所以没有回收再利用，而是靠燃烧气体的热量或自然蒸发将液体进行处理，部份液体渗漏到地下，给当地环境造成污染；施工需要大量的水资源，基本上都来自于地表水。由于大量的使用地表水，使地面水位下降，使草原退化，造成了当地生态的荒漠化。所以压裂液的回收与利用显得优为重要。
[0004]压裂施工后，返排液的分离有两种情况，当气液比较小，且流量较小，出气量达到5000方/天以下时，可采用常压分离，现场有过这样的分离装置进行过分离；存在的缺点是，在常压下进行气液分离，分离装置处理液气量较大时，分离装置普遍比较笨重，使用困难，受砂液冲蚀，使用寿命短；加之受井内返出气液比较大变化的影响，分离效果不充分，分离出的气体携带部分液体，影响到排液过程的点火燃烧，不利于压裂液的正常排放。
[0005]当气液比大，且流量较大，液体流量在I方/分，气体流量为5000方/天以上时，采用常压分离所需分离装置的体积太大，不能经济适用，所以气井排液时，不采用气液分离装置分离，而是放喷到排液池中自然分离；排污池底部为了防止渗透到地下，污染地表水，在排污池底部铺有防渗布，当气体出来以后，要进行点火，燃烧的火焰会将防渗布烧毁，压裂液会渗入地下形成污染。采用排液池自然分离方式将井内液体基本上排完以后，井内所出的气体中含液量很小时，才采用气液分离装置进行求产，测试气井的产能。
[0006]气液分离装置是一项比较成熟的技术，其作用原理是根据多种流体的物理性质不同，利用重力，遮流，离心等方式进行分离。由于气体和液体具有不同的密度，重力使得气体首先被分离到分离装置顶部，较重的液体沉降到分离装置的底部，较轻的液体上升到分离装置的中部。
[0007]求产气液分离装置，是在高压下进行分离的，其分离气体的能力达到30万方/天，出气口是通过一个节流器排出气体，节流器的直径在8_以内，分离装置的工作压力达到1MPa以内；进行分离时，出液口是关闭的，当液位上升到一定程度后，需要人工去打开阀门进行排液；若不能进行及时的排液，出气口可能要出液体，导致分离出的气体中含有大量的水份，甚至将点火系统的火苗熄灭，导致可燃气体弥漫，引起爆燃事故。
[0008]通过以上的技术背景分析，为了将放喷过程中返出的气体及液体进行有效的处理与回收，必须解决返出压裂液中气、液、砂的分离问题，但该分离是在高压高流速，气液中含有一定浓度砂粒的情况下进行分离的，因此，要将放喷液体进行分离不是一件容易的事，必须采用一定的技术原理及方法措施，才能解决好。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是提供一种气井压裂返排液分离装置，解决气井压后返排过程中，高压气体与固液混合物快速彻底分离的技术难题。
[0010]本发明采用的技术方案为:
一种气井压裂返排液分离装置，包括气液分离罐，所述气液分离罐上部出气口内设置有上浮球阀，下部出液口内设置有下浮球阀，气液分离罐内部设有折流分离板，所述折流分离板位于上浮球阀和下浮球阀之间；所述气液分离罐一侧入口通过管线与返排液入口连接；该管线上还连接有消能器，气液分离罐上部出气口外通过管线连接有气体收集器，气液分离罐下部出液口外通过管线与液固分离器连接。
[0011]所述气液分离罐上部通过管线设有安全阀，所述气液分离罐的一侧设置有磁翻板液位计。
[0012]所述出气口位于气液分离罐的顶部，出液口位于气液分离罐的底部，且出气口与出液口位于同一垂直线上。
[0013]上浮球阀和下浮球阀外部均设置有浮球阀保护壳。
[0014]所述返排液入口与消能器之间设置有第一节流器。
[0015]所述液固分离器与返排液入口之间设置有第二节流器。
[0016]所述气液分离罐上部设有的溢流出口与液固分离器通过管线连接，该管线上设置有溢流阀。
[0017]所述气液分离罐为立式气液分离罐。
[0018]本发明的有益效果为:
1.本发明的压裂返排液分离技术及装置，采用立式分离，形成的液面较高，便于控制出液口 ；出气、液口采用浮球阀控制，实现了在气液比很大或很小时，出液口只能出液，出气口只能出气。
[0019]2.该装置是砂液直接进入分离器内进行气体分离，将分离出的气体从顶部排出后点燃，或排到集输站。
[0020]3.本发明的分离装置，承压能力为4MPa，工作压力为2.0MPa，可降低气体降压膨胀后推动砂液提高流速，进一步降低对分离器罐体的冲蚀。并且利用承压能力，可以充分利用井内压力将分离出的液体直接返到储液罐中，不必再连接排液泵，节约能源。
[0021]4.该装置出液口浮球阀采用浮球加杠杆原理，能够达到对砂液进行密封的技术要求。出气口及出液口浮球阀能整体取出，便于维护。
[0022]5.该装置结构简单，无需对分离器进行自动化控制。
[0023]以下将结合附图进行进一步的说明。
【附图说明】
[0024]图1 一种气井返排气液分离装置结构图。
[0025]图中，附图标记如下: 1、返排液入口 ；2、第一节流器；201、第二节流器3、消能器；4、折流分离板；5、液面上限；6、浮球阀保护壳；7、安全阀；8、上浮球阀；801、下浮球阀；9、磁翻板液位计；10、溢流阀；11、气体收集器；12气液分离罐；13、液固分离器；14、溢流口 ；15、出气口 ；16出液口。
【具体实施方式】
[0026]实施例1:
为了解决气井压后返排过程中，高压气体与固液混合物快速彻底分离的难题本发明提供如图1所示的一种气井返排气液分离装置，在气井压裂返排作业中，分离液、气、砂，实现了在气液比很大或很小时，出液口只能出液，出气口只能出气。
[0027]—种气井压裂返排液分离装置，包括气液分离罐12，所述气液分离罐12上部出气口 15处设置有上浮球阀8，下部出液口 16处设置有下浮球阀801，所述上浮球阀8和下浮球阀801之间设置有折流分离板4 ;所述气液分离罐12 —侧入口通过管线与返排液入口 I连接；所述气液分离罐12与返排液入口 I之间的管线上还连接有消能器3，气液分离罐12上部出气口 15通过管线连接有气体收集器11，气液分离罐12下部出液口 16通过管线与液固分离器13连接。
[0028]在气液分离罐12之前先对井内返出的混和液进行节流降压，使井内返出的气、液、砂混和液，在2MPa压力的气液分离罐12内通过折流分离版4进行重力或遮流分离；气液分离罐12首先从上端出气口 15分离出天然气进入气体收集器11处理气体，将后续的砂液，从气液分尚罐12底部出液口 16排放到液固分尚器13中进行分尚。
[0029]后续对分离后的气、液、砂分别进行精细化处理，达到回收利用的质量要求。
[0030]所述出气口 15位于气液分离罐12的顶部，出液口 16位于气液分离罐12的底部，且出气口 15与出液口 16位于同一垂直线上
由于井内的压力达35MPa，所研发的气井压裂返排液的分离装置承压能力在2MPa以内，混和液进入分离装置之前液体的压力必须降下来，以达到分离装置安全工作的压力内。
[0031]通过连接在放喷管线上的节流器，进行节流控制放喷后，是在< 35MPa的压力下，通过第一节流器2，将高压转换为低压力2MPa，放喷流量控制在I方/分，油管内流速达到5.52米/秒的高速流体，喷嘴射流流速达到262米/分，且含砂，对所有的金属部件会造成严重的冲蚀，使该段放喷管线的使用寿命很短。因此，在进入除砂分离前，应对液流的能量进行消减。
[0032]气液分离罐12内有设有折流分离板4，对气液进行遮流分离和重力分离。
[0033]上浮球阀8和下浮球阀801通过液面的变化，起到开关的作用，上浮球阀8可以封堵出气口 15，或者打开出气口 15，排出气体。下浮球阀801根据液面的变化，打开出液口16，排出分离液体。
[0034]实施例2:
基于实施例1的基础上，气体收集器11将将分离出的气体点燃或排到集输站。
[0035]所述气液分离罐12上部还设有安全阀7。
[0036]安全阀7是当压力超过所设定的额定压力时，安全阀7打开，泄压。本实施例中额定压力为4MPa。
[0037]所述气液分离罐12上部溢流出口与液固分离器13通过管线连接，该管线上设置有溢流阀10。
[0038]所述返排液入口 I与消能器3之间设置有第一节流器2。
[0039]所述液固分离器13与返排液入口 I之间设置有第二节流器201。
[0040]其中，第一节流器2，对进入气液分离罐的流量进行自动调节，防止分离罐体超压，使流体平稳进入分离装置内，减小对罐体的冲蚀，第二节流器201还有分流的作用。
[0041 ] 消能器3对节流后的流体进行消能，防止砂液刺穿气液分离罐壳体。
[0042]所述气液分离罐12上部溢流出口与液固分离器13通过管线连接，管线上设置有溢流阀10。
[0043]溢流阀10是当液面上升到最高位时，到液面上限5，溢流阀10打开，液体排出。
[0044]所述气液分尚罐12内部设置有两个液面上限5。
[0045]气井压裂返排液分离装置的承压能力为4MPa，工作压力为2.0MPa。
[0046]气液分离罐1