页岩气单井试采一体化处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及页岩气开采领域，具体涉及页岩气单井试采一体化处理装置。


背景技术：

2.近几年，随着环保大气环境建设的要求，国家能源政策支持非常规气田的开发，页岩气、煤层气、致密气的开发发展迅速。
3.目前非常规油气资源的勘探开发，尤其是页岩气单井多处于地理环境恶劣的位置，远离现有的基础设施，没有可依托的现有资源。因此在处理时，如就地放喷就会污染环境，如就地完善基础设施就会产生相应成本负担。
4.因此，为适应页岩气的开发方式，须开发一种短流程高效多功能一体化小型处理装置，以实现采出水的就地分离，极少量轻烃的就地闪蒸放空，页岩气的就地外销。将页岩气单井试采从“就地放喷”转变为“就地处理、就地外销”，实现页岩气整体开发效益的提升。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种页岩气单井试采一体化处理装置，其特点是将气水两相分离、气中分水、采出水加热、闪蒸脱烃预处理、采出水装车、超压及手动放空等多功能高效集约成一体。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：页岩气单井试采一体化处理装置，包括罐体；所述罐体通过隔板分隔成气水两相分离腔和水腔，且气水两相分离腔和水腔之间通过连通水管路相连接；所述气水两相分离腔内设有波纹板；所述波纹板左右两侧的气水两相分离腔上方分别设有旋流分离器和捕雾分气包；所述旋流分离器上设有进气管路；所述捕雾分气包外连接有管式干燥器；所述水腔上设有加热器、排水口和放空立管。
7.作为优化，所述进气管路沿切线方向进入旋流分离器内部；所述旋流分离器的上部设有排气管路，旋流分离器的底部设有排液管路并延伸至气水两相分离腔内部；所述排气管路与波纹板左侧的气水两相分离腔相连通。
8.作为优化，所述连通水管路的出水口处设有水位调节器。
9.作为优化，所述管式干燥器呈水平结构设置，且管式干燥器的横截面为连续的s形状结构。
10.作为优化，所述波纹板为不锈钢材质的聚结斜板。
11.作为优化，所述波纹板右侧的气水两相分离腔上方设有放空管路；所述放空管路上设有安全阀。
12.作为优化，所述放空管路上连接有冷凝管路；所述冷凝管路与水腔相连通；所述放空管路和冷凝管路上均设有开关阀。
13.作为优化，所述罐体的下方设有高架。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：依据页岩气单井试采井流物气水比高、含极少量烃类的特点，将气液两相分离、捕雾分气、气体干燥集约成一体化撬装形式，
并引入电加热闪蒸实现采出水脱烃预处理。设备整体利用井排来气压力，实现页岩气单井试采的就地分水、就地处理、就地销售，将气田试采从“大而全”转变为“小而精”，将长流程转变为短流程，并同时大幅压减放喷量，减少环境污染。设备整体工艺流程简单、效率高、成本低、安全性能高。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图。
16.图2为本实用新型管式干燥器的结构示意图。
17.其中，罐体1、隔板2、气水两相分离腔3、水腔4、波纹板5、旋流分离器6、进气管路7、排气管路8、排液管路9、捕雾分气包10、管式干燥器11、放空管路12、冷凝管路13、连通水管路14、水位调节器15、放空立管16、排水口17、加热器18、高架19。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
21.页岩气单井试采一体化处理装置，包括罐体1；所述罐体1的下方设有高架19。所述罐体1通过隔板2分隔成气水两相分离腔3和水腔4，且气水两相分离腔3和水腔4之间通过连通水管路14相连接；所述连通水管路14的出水口处设有水位调节器15。所述气水两相分离腔3内设有波纹板5；所述波纹板5为不锈钢材质的聚结斜板。所述波纹板5左右两侧的气水两相分离腔3上方分别设有旋流分离器6和捕雾分气包10；所述旋流分离器6上设有进气管路7；所述捕雾分气包10外连接有管式干燥器11；所述管式干燥器11呈水平结构设置，且管式干燥器11的横截面为连续的s形状结构。所述水腔4上设有加热器18、排水口17和放空立管16。
22.所述进气管路7沿切线方向进入旋流分离器6内部；所述旋流分离器6的上部设有排气管路8，旋流分离器6的底部设有排液管路9并延伸至气水两相分离腔3内部；所述排气管路8与波纹板5左侧的气水两相分离腔3相连通。
23.所述波纹板5右侧的气水两相分离腔3上方设有放空管路12；所述放空管路12上设
有安全阀。所述放空管路12上连接有冷凝管路13；所述冷凝管路13与水腔4相连通；所述放空管路12和冷凝管路13上均设有开关阀。
24.其工作原理为：
25.优化了页岩气两相分离工艺，采用不锈钢材质的聚结斜板进行分水，并在旋流分离器6的共同作用下，提高页岩气分水效果；捕雾分气包10除油后的外输气在水平安装的管式干燥器11干燥脱水处理后达标外销。
26.水腔4内会含有极少量烃类的采出水，通过加热闪蒸的原理，电加热采出水至大气环境温度以上，通过自带放空立管16放散烃类气体，保障采出水装车拉运时不溢出烃蒸汽；水腔4还可以作为放空立管16前的凝液罐，气水两相分离腔在设备停运状态下或超压放空状态下，通过冷凝管路13将其导入水腔，分出凝液后，再直接放空。
27.本装置的进口井流物气水比为2m3/1000m3以上，温度5～15℃左右，分压≤6.3mpa。理论出口气中含水达到销售指标，其中含油粒径≤20μm；除油效率99%以上，出水水质为含油量≤5mg/l，达到采出水常温下安全装车拉运的水平。
28.其具体流程为：
29.高气水比的页岩气井流物依托井口节流装置后的井排压力从进气管路7沿切线方向进入旋流分离器6内部，进行气液初步分离和液体流态重整。气体和液体通过不锈钢材质的波纹板5，一是实现气液的合理分布和消除段塞流的出现，从而形成稳态流体；二是来液通过不断冲击波纹板5，小颗粒液滴聚结碰撞重整为大颗粒，从而形成稳定水层。
30.经过旋流分离器6初步分离的天然气，在气水两相分离腔3的上部空间，保持稳压状态，有利于形成稳定的气水界面，并通过结构分布，增加气体行程距离，最后通过捕雾分气包10除油后经过管式干燥器11干燥净化进行外输。
31.采出水由连通水管路14流入水腔4，在加热器18的加热作用下，进行加热闪蒸脱烃，极少量烃蒸气由放空立管16及拉绳排放，脱烃后采出水由排水口17排出并通过装车鹤管装车拉运。
32.当气水两相分离腔3出现事故状态时，可以通过放空管路12直接进行放空处理。
33.当需要进行设备移运，对气水两相分离腔3进行放空时，通过冷凝管路13将气水两相分离腔3内气体导入水腔4中，水腔4由于存水因此温度交低，此时水腔4作为放空立管16前的凝液罐，在分出凝液后，直接由放空立管16及拉绳放空即可。
34.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。