一种适用于多工况的中低压气液分离装置及方法与流程

本发明及一种多工况的中低压气液分离装置及方法，具体地说是一种石油天然气行业天然气开采过程中满足集气站气液分离要求的多工况的中低压气液分离装置。

背景技术：

在天然气气田开发中，由于气井生产能力、投产时间不同，进入到集气站的压力和产量也不尽相同，而为提高气田的采收率，提升气田的开发经济效益，开发后期一般需要进行增压开采，以满足下游用户的需要。因此，根据气井进入集气站的压力是否满足下游用户的需要，气田一般分为以下三个开发期：（1）开发前期，气井进集气站压力均大于下游用户的需要；（2）开发中期，部分气井进集气站压力大于下游用户的需要；（3）开发后期，气井进集气站压力均小于下游用户的需要。由于不同开发期对气液分离的要求不同，常规设计的气液分离装置无法满足上述生产期的要求。

技术实现要素：

由于不同开发期对气液分离的要求不同，常规设计的气液分离装置无法满足生产期的要求，不能满足下游用户的需求，本发明提供一种适用于多工况的中低压气液分离装置及方法，满足集气站不同运行期的气液分离要求，同时可实现低压天然气增压外输，满足下游用户的需求提高气田的采收率。

本发明采用的技术方案为：

一种适用于多工况的中低压气液分离装置，包括多条气井进站管线、第一低压汇管和第一中压汇管、第二低压汇管、第二中压汇管、压缩机、外输管线和多台并联设置的气液分离器，并联后的气液分离器的上游与第一低压汇管和第一中压汇管连接，并联后的气液分离器的下游分别与第二低压汇管和第二中压汇管，第二低压汇管通过压缩机与外输管线连接，第二中压汇管下游与外输管线连接；每条气井进站管线与第一低压汇管和第一中压汇管之间均分别设置有第一流程切换阀和第二流程切换阀。

所述的第一低压汇管与每个气液分离器之间均设置有第三流程切换阀。

第一中压汇管与每个气液分离器之间设置有第四流程切换阀。

所述的第二低压汇管与压缩机之间设有低压流量计。

所述的低压流量计与压缩机之间设置有阀门。

所述的阀门为旁通阀。

所述的第二中压汇管与外输管线之间设置有中压流量计。

所述的第二低压汇管与每个气液分离器之间均设置有第五流程切换阀。

所述的第二中压汇管与每个气液分离器之间均设置有第六流程切换阀。

一种适用于多工况的中低压气液分离方法，具体步骤为：

步骤一、气井进站管线根据进站压力是否大于下游外输压力通过第一流程切换阀、第二流程切换阀进行切换分别进入汇管，若大于下游外输压力则关闭第一流程切换阀，打第二流程切换阀进入第一中压汇管，反之则关闭第二流程切换阀，打开第一流程切换阀进入第一低压汇管；

步骤二、根据进入集气站的低压和中压的总气量对气液分离器进行作为中压分离器或低压分离器，作为中压分离器则关闭第三流程切换阀、第五流程切换阀，打开第四流程切换阀、第六流程切换阀，经气液分离后的天然气通过第六流程切换阀进入第二中压汇管后，经中压流量计计量后进入外输管线；反之，作为低压分离器则关闭四流程切换阀、第六流程切换阀，打开第三流程切换阀、第五流程切换阀，经气液分离后的天然气通过第五流程切换阀进入第二低压汇管后，经低压流量计计量、压缩机增压后进入外输管线。

本发明的有益效果为：

本发明提供的装置在运行时分低压和中压两种运行工况，在低压工况运行时，天然气经低压汇管经低压流量计计量并经压缩机增压后外输至外输管线，实现低压天然气增压外输，提高气田的采收率。

本发明中阀门作为压缩机的旁通阀，使得天然气可以不经过压缩机而直接外输。

本装置运行时虽分为中、低压运行工况，但装置内的设备、阀门均按中压设计，可满足不同工况下的切换。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中，附图标记为：1、气井进站管线；2、第一流程切换阀；3、第二流程切换阀；4、第一低压汇管；5、第一中压汇管；6、第四流程切换阀，7、第三流程切换阀，8、气液分离器，9、第五流程切换阀，10、第六流程切换阀，11、第二低压汇管，12、第二中压汇管，13、中压流量计，14、低压流量计，15、压缩机，16、外输管线，17、阀门。

具体实施方式

实施例1：

由于不同开发期对气液分离的要求不同，常规设计的气液分离装置无法满足生产期的要求，不能满足下游用户的需求，本发明提供如图1所示的一种适用于多工况的中低压气液分离装置及方法，满足集气站不同运行期的气液分离要求，同时可实现低压天然气增压外输，满足下游用户的需求提高气田的采收率。

一种适用于多工况的中低压气液分离装置，包括多条气井进站管线1、第一低压汇管4和第一中压汇管5、第二低压汇管11、第二中压汇管12、压缩机15、外输管线16和多台并联设置的气液分离器8，并联后的气液分离器8的上游与第一低压汇管4和第一中压汇管5连接，并联后的气液分离器8的下游分别与第二低压汇管11和第二中压汇管12，第二低压汇管11通过压缩机15与外输管线16连接，第二中压汇管12下游与外输管线16连接；每条气井进站管线1与第一低压汇管4和第一中压汇管5之间均分别设置有第一流程切换阀2和第二流程切换阀3。

气井进站管线1根据进站压力是否大于下游外输压力通过第一流程切换阀2、第二流程切换阀3进行切换分别进入汇管，如果是大于下游外输压力则关闭第一流程切换阀2，打第二流程切换阀3进入第一中压汇管5，反之则关闭第二流程切换阀3，打开第一流程切换阀2进入第一低压汇管4。根据进入集气站的低压和中压的总气量对气液分离器8进行作为中压分离器或低压分离器，作为中压分离器则关闭低压对应的阀门，打开中压对应的阀门，经气液分离后的天然气经第二中压汇管12后进入外输管线16。反之，作为低压分离器则关闭低压对应的阀门，打开中压对应的阀门，经气液分离后的天然气进入第二低压汇管11后，通过压缩机15增压后进入外输管线16。

本发明提供的装置在运行时分低压和中压两种运行工况，在低压工况运行时，天然气经低压汇管11经低压流量计14计量并经压缩机15增压后外输至外输管线16，实现低压天然气增压外输，提高气田的采收率。

本发明中阀门17作为压缩机15的旁通阀，使得天然气可以不经过压缩机15而直接外输。

本装置运行时虽分为中、低压运行工况，但装置内的设备、阀门均按中压设计，可满足不同工况下的切换。本发明中的各个阀门及其管线均为现有装置。均可以满足中压工况。保证在各个时期不同工况下的切换。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中所述的第一低压汇管4与每个气液分离器8之间均设置有第三流程切换阀7。

第一中压汇管5与每个气液分离器8之间设置有第四流程切换阀6。

所述的第二低压汇管11与压缩机15之间设有低压流量计14。

所述的低压流量计14与压缩机15之间设置有阀门17。

所述的阀门17为旁通阀。

所述的第二中压汇管12与外输管线16之间设置有中压流量计13。

所述的第二低压汇管11与每个气液分离器8之间均设置有第五流程切换阀9。

所述的第二中压汇管12与每个气液分离器8之间均设置有第六流程切换阀10。

气井进站管线1根据进站压力是否大于下游外输压力通过第一流程切换阀2、第二流程切换阀3进行切换分别进入汇管，如果是大于下游外输压力则关闭第一流程切换阀2，打第二流程切换阀3进入第一中压汇管5，反之则关闭第二流程切换阀3，打开第一流程切换阀2进入第一低压汇管4。

根据进入集气站的低压和中压的总气量对气液分离器8进行作为中压分离器或低压分离器，作为中压分离器则关闭第三流程切换阀7、第五流程切换阀9，打开第四流程切换阀6、第六流程切换阀10，经气液分离后的天然气通过第六流程切换阀10进入第二中压汇管12后，经中压流量计13计量后进入外输管线16。反之，作为低压分离器则关闭四流程切换阀6、第六流程切换阀10，打开第三流程切换阀7、第五流程切换阀9，经气液分离后的天然气通过第五流程切换阀9进入第二低压汇管11后，经低压流量计14计量、压缩机15增压后进入外输管线16。

实施例3：

基于实施例1和2的基础上，本实施例中提供一种适用于多工况的中低压气液分离方法，具体步骤为：

步骤一、气井进站管线1根据进站压力是否大于下游外输压力通过第一流程切换阀2、第二流程切换阀3进行切换分别进入汇管，若大于下游外输压力则关闭第一流程切换阀2，打第二流程切换阀3进入第一中压汇管5，反之则关闭第二流程切换阀3，打开第一流程切换阀2进入第一低压汇管4；

步骤二、根据进入集气站的低压和中压的总气量对气液分离器8进行作为中压分离器或低压分离器，作为中压分离器则关闭第三流程切换阀7、第五流程切换阀9，打开第四流程切换阀6、第六流程切换阀10，经气液分离后的天然气通过第六流程切换阀10进入第二中压汇管12后，经中压流量计13计量后进入外输管线16；反之，作为低压分离器则关闭四流程切换阀6、第六流程切换阀10，打开第三流程切换阀7、第五流程切换阀9，经气液分离后的天然气通过第五流程切换阀9进入第二低压汇管11后，经低压流量计14计量、压缩机15增压后进入外输管线16。

在气田开发初期，气井进站管线1来气压力均高于下游用户的要求，正常运行时开启第二流程切换阀3、第四流程切换阀6、第六流程切换阀10，关闭第一流程切换阀2、第三流程切换阀7、第五流程切换阀9，实现所有天然气均不增压外输，降低运行成本；若需要对某气井天然气进行计量或者对多台气液分离器并联运行气量分配不均衡时，可以通过开启某一路或多路气井进站管线1的第一流程切换阀2、第三流程切换阀7、第五流程切换阀9和阀门17，实现单独计量或天然气气量的灵活分配。

在气井开发中期气井进站管线1来气压力高于下游用户的要求的，运行时开启第二流程切换阀3、第四流程切换阀6、第六流程切换阀10，关闭第一流程切换阀2、第三流程切换阀7、第五流程切换阀9，实现所有天然气均不增压外输，降低运行成本；低于下游用户的要求的，运行时开启第一流程切换阀2、第三流程切换阀7、第五流程切换阀9，关闭第二流程切换阀3、第四流程切换阀6、第六流程切换阀10，实现低压天然气增压外输。

在气井开发后期气井进站管线1来气压力均低于下游用户的要求的，运行时开启第一流程切换阀2、第三流程切换阀7、第五流程切换阀9，关闭第二流程切换阀3、第四流程切换阀6、第六流程切换阀10，实现低压天然气增压外输，提高气田的采收率。

本发明中阀门17作为压缩机15的旁通阀，使得天然气可以不经过压缩机15而直接外输。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明内未详细描述的部件积极装置结构均为现有技术，本发明中将不再进行详细的说明。