一种高压气液分离方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高压气液分离方法，属于油气田污水处理、地面测试、试气作业领域。
【背景技术】
[0002]油气田压裂后放喷排液或地面测试后，压裂返排液混合支撑剂、井底岩石碎肩以及天然气或者其他气体从井内冲出，井口喷出后约带有35MPa的压力，这种气液固混合体，需要经过一步分离之后，才能进行压裂返排液回收利用或者地面测试工作。目前的做法是混合体从井内喷出，直接放喷到排液池中进沉淀分离，待气体量达到一定程度后收集点燃。这种做法需要时间长，且压裂返排液易被污染，不利于重复利用。
[0003]现场情况使用分离装置来除去砂等颗粒，避免对管汇造成磨损。目前所使用的分离装置大致可分为沉降式、过滤式和旋流分离式。
[0004]沉降式一般运用于低压状况，尤其在高压情况下是不适用的，装置体积大、需要时间长。
[0005]过滤式目前应用较典型的是双筒滤砂器，优点是除砂效率高、适合高压以及集装较好，缺点是在于人工操作不安全，劳动强度大，而且由于不是自动排砂，在一个筒卸砂，另一个筒砂体装满时，不得不关井，停止作业。
[0006]离心旋流式装置适合小型化、且分离作用时间短、也适于进行自动化控制，故是新装置设计的选择。
【发明内容】
[0007]为了克服现有气液分离装置中操作不安全、磨损管汇和劳动强度大的问题，本发明提供一种高压气液分离方法，气流从井下无节流不降压地流出，保持了井下地层大部分的状态参数。通过旋流分离装置，在装置的上出口是相对纯净的气流，依然保持同井口一致的压力，这时由于它相对干净，不会出现磨蚀情况。
[0008]本发明的技术方案为:
一种高压气液分离方法，
具体步骤如下
I)油气井压裂后从井口放喷返排混合液，返排混合液经入口通过管线均等进入五个分离作业筒；
2)分离作业筒进行气液分离，分离出的气体通过上出气管线排出；分离后的砂、液向下沉淀，通过其中一个分离作业筒上设置的检测液位的液位计，通过液位的变化来控制液位控制阀的打开与闭合，排放液体；
3)步骤3)中分离后的液体通过下出液管线进入储液罐进行储存。
[0009]所述分离作业筒内部下方设置有锥形内衬，锥形内衬与分离作业筒上部设置的分离筒入口之间设置有导流板，所述锥形内衬下方连接有集砂罐，分离作业筒上出气口通过上直角弯头与上出气管线连接，分离作业筒下出液口通过下直角弯头与下出液管线连接，分离作业筒的上出气口设置有上开关阀，分离作业筒的下出液口上设置有下开关阀。
[0010]所述安装有液位计的一个作业分离筒，其上部出气口通过管线连接有第二电磁阀，该管线上还连接有气体压力计和气体流量计；分离作业筒的下部出口连接有液位控制阀；还包括控制元件，所述控制元件接收液位计检测到的信号，分析处理后控制液位控制阀的打开与闭合；控制元件接收气体压力计和气体流量计发出的信号并进行分析处理，来控制第二电磁阀的打开与闭合。
[0011]所述步骤2)中分离后的砂、液通过分离作业筒内部设置的导流板和锥形内衬一起作用将砂、液抛出，砂、液向下沉淀，由于砂粒密度大，沉淀过程中将液挤出，液体又被带前行，直至砂粒充满分离作业筒内部下面的积砂罐。
[0012]步骤2)中，在分离作业筒上集砂罐14与锥形内衬15之间依次设置有A线、B线和C线，当液位计4检测到的液位到达A线时，打开设置在下出液管线末端的液位控制阀，保持液位在A线波动，液位高于A线时，向右旋转液位控制阀打开，液位低于A线时，向左旋转液位控制阀。
[0013]所述分离作业筒上部出气口与上出气管线连通，下出液口与下出液管线连通，所述分离作业筒为五个，并列设置在上出气管线和下出液管线之间，相邻两个分离作业筒通过锻件弯头连通，上出气管线的末端与下出液管线的末端之间设置有液位控制阀，液位控制阀与下出液管线位于同一水平线上。
[0014]所述分离作业筒的入口通过2-7/8丨丨TBG内螺纹转3丨丨1502由壬直接与井口相连。
[0015]本发明的有益效果为:
气流从井下无节流不降压地流出，保持了井下地层大部分的状态参数。通过旋流分离装置，在装置的上出口是相对纯净的气流，依然保持同井口一致的压力，这时由于它相对干净，不会出现磨蚀情况，五个分离作业筒同时工作，增加了作业效率，同时解决了不用关井实现气液分离。
[0016]本发明的气体去除率达到98%以上，承压强度达到35MPa，出口压力彡35MPa。
[0017]以下将结合附图进行详细的说明。
【附图说明】
[0018]图1为高压气液分离装置结构示意图。
[0019]图2为分离作业筒结构示意图。
[0020]图3为液位控制系统原理图。
[0021]附图中，1、入口 ；2、分离作业筒；3、上出气管线；301、下出液管线；4、液位计；5、上开关阀；6、液位控制阀；7、第一电磁阀；8、第二电磁阀；9、气
体压力计；10、气体流量计；11、控制元件；12、下开关阀；13导流板；14、集砂罐；15、锥形内衬；16、上直角弯头；1601、下直角弯头；17分离筒入口。
【具体实施方式】
[0022]实施例1: 为了克服现有气液分离装置中操作不安全、磨损管汇和劳动强度大的问题，本发明提供了如图1所示一种高压气液分离方法，气流从井下无节流不降压地流出，保持了井下地层大部分的状态参数。通过旋流分离装置，在装置的上出口是相对纯净的气流，依然保持同井口一致的压力，这时由于它相对干净，不会出现磨蚀情况。
[0023]一种高压气液分离方法，其特征在于:
具体步骤如下
1)油气井压裂后从井口放喷返排混合液，返排混合液经入口I通过管线均等进入五个分离作业筒2 ;
2)分离作业筒2进行气液分离，分离出的气体通过上出气管线3排出；分离后的砂、液向下沉淀，通过其中一个分离作业筒2上设置的检测液位的液位计4，通过液位的变化来控制液位控制阀6的打开与闭合，排放液体；
3)步骤2)中分离后的液体通过下出液管线301进入储液罐进行储存。
[0024]本实施例中所述的分离作业筒2为立式气液分离器，其内部设置有导板13和锥形内衬15，保证进入的液体呈旋流式前进。分离作业筒2上下均设置有开关阀，分离作业筒2的上下出口均通过直角弯头与管线连接，直角弯头有效的防御液体直冲带来的冲蚀。
[0025]所述分离作业筒2上部出气口与上出气管线3连通，下出液口与下出液管线301连通，所述分离作业筒2为五个，并列设置在上出气管线3和下出液管线301之间，相邻两个分离作业筒2通过锻件弯头连通，上出气管线3的末端与下出液管线301的末端之间设置有液位控制阀6，液位控制阀6与下出液管线301位于同一水平线上。
[0026]如图2中所示，所述分离作业筒2内部下方设置有锥形内衬15，锥形内衬15与分离作业筒2上部设置的分离筒入口 17之间设置有导流板13，所述锥形内衬15下方连接有集砂罐14，分离作业筒2上出气口通过上直角弯头16与上出气管线3连接，分离作业筒2下出液口通过下直角弯头1601与下出液管线301连接，分离作业筒2的上出气口设置有上开关阀5，分尚作业筒2的下出液口上设置有下开关阀12。
[0027]所述步骤I)中，分离作业筒2的上出气口设置有上开关阀5，上出气管线
3排除残余的气体通过打开上开关阀5排尽气体。其中一个分离作业筒2上设置有检测液位的液位计4。
[0028]所述步骤3)中还设置有出液直流通道，分离后的液体可直接通过出液直流通道排出液体。
[0029]所述高压气液分离方法，其装置外观尺寸:宽5 2300 mm,高5 2800 mm,长^ 6600 mm ;作业环境:含硫(<2000PPm)、耐酸性(适合PH值5-7)的油、气、水；环境温度范围:-20°C?50°C ;工作温度:0°C?60°C ;连接方式:出入口连接:2-7/8 " TBG内螺纹转
3" 1502 由壬。
[0030]额定工作压力:35MPa ;最大气处理量:10X104m3/d ;最大液(含砂)处理量:1 m3/
mino
[0031]进气(液)管线是将进气(液)各均匀分离到分离筒当中，采用加强弯头、三通抵御直冲带来的冲蚀；本是私立中采用了上直角弯头16和下直角弯头1601来抵御直冲带来的冲蚀。
[0032]所述分离作业筒2采用35铬钼合金钢材质，进气口冲击面敷焊耐磨材料；本实施例中的耐磨材料为碳化硅。分离作业筒2内置放锥型内衬15，便于更换.所述分离筒上出气管线为3〃无缝加厚管，并采用由壬1502连接，出口安装捕雾器、除泡沫装置；分离作业筒2下出液管线301为3〃无缝加厚管，并采用由壬1502连接，便于拆卸、维修。下出液管线301为进出液直流通道，可供手动选择使用。
[0033]所述步骤2)中分离后的砂、液通过分离作业筒2内部设置的导流板13和锥形内衬15 —起作用将砂、液抛出，砂、液向下沉淀，由于砂粒密度大，沉淀过程中将液挤出，液体又被带前行，直至砂粒充满分离作业筒2内部下面的积