使用压差的相分离器的制作方法

本发明涉及液体/气体分离器，诸如可用于分离来自烃类井的生产流体流中的液体和气体。

背景技术：

为了处理来自烃类井的生产流体，通常需要分离各种相，例如液体和气体。分离策略将取决于井的类型和生产流体的组成。然而，一般来说，将存在砂、水液体烃和气体烃。也可以存在少量的其它组分，但是这里不考虑。

在主要是气体的流体流中，常常使用策略从气体流中剔除液体。一种常见的设备是水平罐，其填充有诸如砾石的颗粒物质，并且具有交替的挡板以增加湍流并增加流路径。参考图4，示出了现有技术的分离器100，其中气体流流入分离器100的入口102中。分离器100包括竖直挡板104并且至少部分地填充有颗粒物质(未示出)。竖直挡板104增加气体流的流路径，与气体流接触，并使气体流重定向以产生湍流，每个挡板减少气体流中的水分的量。挡板104在分离器100的顶部或底部之间大体上交替并且在分离器的顶部或底部上打开。流体在罐的底部收集并经由液体出口106去除。然后气体流经由出口108离开。

技术实现要素：

根据一个方面，提供了一种用于气体流的分离器，其包括水平罐，所述水平罐具有流体入口、沿着所述罐与流体入口水平隔开的流体出口以及在流体入口和流体出口之间由水平罐限定的流路径。流阻挡件设置在罐内并且沿着流路径在入口和出口之间分布。一组或多组液体端口与罐流体连通并且定位在罐的底表面处。每组液体出口包括第一端口和第二端口，第一端口相对于第二端口沿着流路径定位在上游。流体通道与第一端口和第二端口流体连通。流体通道限定了邻近水平罐的次级流路径，其中第一端口用作至次级流路径的引流入口，并且第二端口用作从次级流路径到罐的引流出口。

根据另一方面，流阻挡件包括颗粒物质和使流路径重定向通过罐的竖直挡板中的至少一种。

根据另一方面，流阻挡件包括至少一个竖直挡板，所述至少一个竖直挡板与每组液体端口隔开使得竖直挡板不分离第一和第二端口。

根据另一方面，第一端口的内直径是第二端口的内直径的至少两倍或四倍。

根据另一方面，次级流路径包括收集液体并具有液体排出管的至少一个收集罐。

根据另一方面，次级流路径包括与第一端口连通的第一收集罐以及与第二端口连通的第二收集罐，流体通道连接第一收集罐以及第二收集罐。流体通道在第一罐中可具有通道入口以及在第二罐中可具有通道出口，并且其中通道入口和通道出口中的至少一个向下定向。第一端口可包括向下延伸到第一罐中的管区段。第一罐和第二罐中的每个罐可包括液体排出管。

根据一个方面，提供了一种从具有夹带液体的气体流中提取液体的方法，包括以下步骤，提供：水平罐，所述水平罐具有流体入口、沿着水平罐与流体入口水平隔开的流体出口、所述水平罐在所述罐内、在所述流体入口和所述流体出口之间限定流路径、并且具有设置在所述罐内并沿流路径在所述入口和所述出口之间分布的流阻挡件；以及一组或多组液体端口，所述液体端口与所述罐流体连通并且定位在所述罐的底表面，每组液体出口包括第一端口和第二端口以及流体通道，所述第一端口定位在沿着流路径相对于所述第二端口的上游，所述流体通道与所述第一端口以及所述第二端口流体连通，所述流体通道限定与所述水平罐相邻的次级流路径，其中所述第一端口用作至所述次级流路径的引流入口，所述第二端口用作从所述次级流路径到所述罐的引流出口；将具有夹带液体的气体从流体入口泵送穿过水平罐到流体出口；并且使一部分气体从水平罐通过第一端口、通过流体通道，并通过第二端口重新进入水平罐，使得夹带液体的部分与气体分离。

根据另一方面，流阻挡件包括颗粒物质和使流路径重定向通过罐的竖直挡板中的至少一种。

根据另一方面，流阻挡件包括至少一个竖直挡板，所述至少一个竖直挡板与每组液体端口隔开，使得竖直挡板不分离第一和第二端口。

根据另一方面，第一端口的内直径是第二端口的内直径的至少两倍或四倍。

根据另一方面，次级流路径包括收集液体并具有液体排出管的至少一个收集罐。

根据另一方面，所述次级流路径包括与所述第一端口连通的第一收集罐以及与所述第二端口连通的第二收集罐，所述流体通道连接所述第一收集罐以及所述第二收集罐。流体通道在第一罐中可具有通道入口以及在第二罐中可具有通道出口，并且其中通道入口和通道出口中的至少一个向下定向。第一端口可以包括向下延伸到第一罐中的管区段。第一罐和第二罐中的每个罐可包括液体排出管。

从本文的附图和描述中是显而易见，这些和其它方面能够以本领域技术人员将认识到的任何合理的组合进行组合。

附图说明

通过参考附图的以下描述，这些和其它特征将变得更加显而易见，附图仅仅是为了说明的目的，而不旨在以任何方式进行限制，其中：

图1是分离罐的截面侧视图。

图2是替代的分离罐的截面侧视图。

图3是另一替代分离罐的截面侧视图。

图4是现有技术的水平分离器。

具体实施方式

现在将参考图1至图3描述由附图标记10大体上标识的分离罐。

参考图1，分离器10旨在与具有待除去的夹带液体的气体流一起使用。在气体来自烃类井的情况下，气体主要是烃类气体并且夹带诸如水、液体烃等的液体。在一些情况下，来自烃类井的流体流可以已经穿过其它分离容器或设备，诸如在使流体流穿过分离器10之前除去一些固体和液体。在一些情况下，气体和液体可来自除了井之外的也可以具有带有夹带流体的气体流的不同的源。与其它类型的诸如图4中所示的现有技术设计的水平分离器相比，分离器10的设计旨在增强去除夹带液体。

分离器10具有水平罐12，水平罐带有流体入口14和在罐12的另一端部处的流体出口16。如图所示，罐12优选地是具有圆形端部的圆柱形罐，其具有水平定向的轴线，但是应当理解，罐12的实际设计可以改变。因此，位于罐12的两端部处的入口14和出口16将彼此水平隔开。罐12限定了流体入口14和流体出口16之间的流路径。一个或多个流阻挡件设置在罐12内并沿着流路径在入口14和出口16之间分布。如所示，流阻挡件优选地包括填充罐12的诸如砾石的颗粒材料18以及从罐12的顶部和底部交替延伸以产生蜿蜒的流路径的竖直挡板20。虽然在优选实施例中示出了两者，但是将理解，可以使用一个或两个，或者也可以包括其他类型的阻挡件。通过提供这些流阻挡件，罐12中的压力沿罐的长度减小，在入口14和出口16之间产生压力梯度。此外，流阻挡件18和20还有助于去除任何夹带液体。

优选地存在多个、但至少一个液体端口组，其通常由附图标记22表示。液体端口组22与罐12流体连通并且定位在罐12的底部。这允许液体端口组将从气体流中剔除的来自罐12的任何液体去除。每组液体出口22包括第一端口24和第二端口26。第一端口24沿着流路径定位在第二端口26的上游，并且流体通道28在第一端口24和第二端口26之间流体连通。流体通道28限定了与水平罐12相邻并平行的用于短距离的次级流路径。应当理解，次级流路径可不在其整个流中平行，而是相对于作为共同的起点和终点的第一端口24和第二端口26平行。由于第一端口24和第二端口26与罐12连通并且通过流体通道28，沿着罐12的长度的压力差引起第一端口24和第二端口26之间的引流，其中第一端口24处于比第二端口26更高的压力，并且不具有与如罐12中构建的相同的流阻挡件。在一个实施例中，端口24和26之间约6英尺的行进距离提供了足够的结果。

如设计的，第一端口24用作引流入口，用于一定量的气体流从罐12的底部排出，流过流体通道28并通过第二端口26重新进入罐12，第二端口用作用于次级流路径的引流出口。为了有利于这一点，第一端口24优选地大于第二端口26。例如，第一端口24可以是第二端口26的至少两倍或四倍。在一个实施例中，如图2的实施例中，第一端口24的尺寸为2英寸且第二端口26为3/8英寸，实现了有益的结果。然而，参考图1，可包括可调节阀40，其将允许用户调节第二端口26的尺寸。虽然未示出，但也可以期望为第一端口24提供可调节阀。在一些实施例中，如图2中所示，竖直挡板20可与端口24和26隔开，使得竖直挡板不位于任何特定的端口对之间。在其它实施例中，竖直挡板20可以定位在端口24和26之间。这增加了端口24和26之间的行进距离，并且因此增加了在某些情况下可期望的压力差。此外，当端口24用作引流入口时，这可有助于去除在相应的隔板20之前从流体流中掉下的液体。

如所示，每个流体通道28仅连接一对端口24和26。如果不是这样做，则流体通道将改变这样做会实现的引流和平行流的特性。优选地，参考1和图2，存在与每个端口24和26相关的收集罐30，尽管可以仅有一个罐30，或者罐可以是如图3中所示的单个管42。参考图1，作为用于液体的主收集点，收集罐30还具有液体排出管32，排出管可以根据需要打开以取出任何收集的液体。如本领域中已知的，液体排放管32优选是防止气体从下面流入罐30中的倾泄阀。通过排出管32排出的液体可以如本领域中已知的进一步处理。使用具有比入口端口24更大的横截面流面积的收集罐30，沿着次级流路径的流体流进一步减慢。另外，入口端口24向下延伸到第一收集罐30中，并且流体通道28具有面向下的通道入口端口34和通道出口端口36，使得沿着次级流路径的流路径如可看到的更迂回。这些设计结构旨在减慢和重定向流体流的方向，以增加在收集罐30中从待收集的气体流中去除液体的机会。在参考图2的另一个实施例中，延伸到收集罐30中的入口端口34的部分包括穿孔区段38以试图增加流体流的分散。

一旦气体流已经行进罐12和一组液体端口22，气体流离开罐12，然后可以

在本发明文档中，词语“包括”以其非限制性意义使用，意味着包括该词之后的项目，但不排除没有具体提及的项目。由不定冠词“一”引用的元件不排除存在多于一个元件的可能性，除非上下文清楚地要求存在一个且仅一个元件。

以下权利要求的范围不应当受到在上面的示例和附图中阐述的优选实施例的限制，而应当给予与作为整体的与描述一致的最宽泛的解释。