液气分离器.ppt

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1、液气分离器工作原理及应用介绍液气分离器主要用于处理钻井液中的大气泡液气分离器主要用于处理钻井液中的大气泡当出现气侵后，进行节流排气作业当出现气侵后，进行节流排气作业; ;当出现溢流后，进行压当出现溢流后，进行压井作业井作业; ;钻井液从节流管汇进入液气分离器，进行脱气处理钻井液从节流管汇进入液气分离器，进行脱气处理上述两种情况分离出来的钻井液还有小气泡，进入振动筛除上述两种情况分离出来的钻井液还有小气泡，进入振动筛除气气, ,流到沉砂仓后，再进入真空除气器进行常规除气流到沉砂仓后，再进入真空除气器进行常规除气u按其作用原理重力式重力式旋流式旋流式螺道式螺道式百叶窗式百叶窗式过滤式过滤式真空式真

2、空式混合式混合式u按液位控制机构浮浮 筒筒 式式U形管式形管式分离器罐体直径选用直径越大分离器罐体直径选用直径越大, ,分离效果越好分离效果越好U U型管设计：型管设计：U U型管的高度一般为型管的高度一般为2m2m左右，满足一般的钻井工况左右，满足一般的钻井工况压力式旋流分离器压力式旋流分离器, ,可通过调整排液管线阀门开度，或设置液位控制系统可通过调整排液管线阀门开度，或设置液位控制系统, , 安装电子式流量控制阀，改变分离器的工作压力来调整分离器的处理效果安装电子式流量控制阀，改变分离器的工作压力来调整分离器的处理效果u液气分离量的设计液气分离量的设计尺寸：钻井液进口设计为尺寸：钻井液进

3、口设计为103mm,103mm,与欠平衡钻井专用节流管汇一致与欠平衡钻井专用节流管汇一致，排气口设计为，排气口设计为180mm,180mm,液、固体排出口设计为液、固体排出口设计为250mm250mm主腔容积：有效高度设计为主腔容积：有效高度设计为7m,7m,主腔容积为主腔容积为8m8m3 3的圆柱体结构的圆柱体结构u承载能力承载能力设计承受内压强度为设计承受内压强度为1.2 MPa,1.2 MPa,能满足最大气量时的瞬间压力释放的要求能满足最大气量时的瞬间压力释放的要求u脱气结构脱气结构脱气结构设计为孔板交叉排列脱气结构设计为孔板交叉排列, ,脱气板与水平方向成脱气板与水平方向成1515夹角

4、夹角, ,脱气板上设有排气通道脱气板上设有排气通道, , 8 8块主板对称分布块主板对称分布u设计参数设计参数额定工作压力额定工作压力1.2MPa1.2MPa，液体最大处理量，液体最大处理量270 m270 m3 3/h,/h,气最大处理量气最大处理量20000 m20000 m3 3/h/h左右左右分离器的任务是处理连续气相和大气泡分离器的任务是处理连续气相和大气泡提供适当的驻留时间使小气泡聚集在液面下一定深度范围提供适当的驻留时间使小气泡聚集在液面下一定深度范围固相岩屑不能在分离器内沉积固相岩屑不能在分离器内沉积除气柱到达井口之外除气柱到达井口之外,分离器均能正常工作分离器均能正常工作 根

5、据气体泥浆密度差，在6米高、直径12米的立式缸体的顶部、底部和侧面都有开口，泥浆气体混合物被送入分离器入口，进液口处设计有缓冲板，防止旋流进入分离器降低分离效果。 通过一个与流体倾斜5的钢板把混入泥浆的混合气体分离。流体撞击在钢板上，最大限度地减少对分离器内壁的冲蚀，同时加速泥浆和气体分离7008 07 2 08004005 6001 2 0 0u最大处理气量是指处理器下部U型管高度产生的静液柱压力时的气体处理量，其计算公式为:式中：Q最大气体排量, d排气管内径, hU型管内的高度, T流体温度, L排气管有效长度, pa管线出口压头, rU型管内的流体密度增大排气管的直径增大排气管的直径,

6、提高提高U型管的高度型管的高度,减少排气管线上的阻力损失减少排气管线上的阻力损失,能提高分离器的除气能力能提高分离器的除气能力节流管汇之后并连两个液气分离器节流管汇之后并连两个液气分离器随着钻井液密度增加，钻井液气分离器最大气随着钻井液密度增加，钻井液气分离器最大气体处理量增加体处理量增加随分离器直径的增加，钻井液气分离器最大气随分离器直径的增加，钻井液气分离器最大气体处理量增加，与分离器直径体处理量增加，与分离器直径D成二次方关系成二次方关系随着钻井液粘度的增加，气分离器最大气体处随着钻井液粘度的增加，气分离器最大气体处理量增加理量增加u在钻井液通过排液孔排出的同时，部分天然气必然会随着钻井

7、液通过排液孔一起排出，当钻井液的处理量超过某值时，通过排液孔排出的天然气会超过某值，此时钻井液气分离器失效，找出通过排液孔排出的天然气的最大值，即可求出钻井液气分离器最大液体处理量随着钻井液密度增加，最大液体处理量减小随着钻井液密度增加，最大液体处理量减小随分离器直径的增加，钻井液气分离器最大液随分离器直径的增加，钻井液气分离器最大液体处理量增加，与分离器直径体处理量增加，与分离器直径D成二次方关系成二次方关系随分离器额定压力增加，天然气黏度、密度增随分离器额定压力增加，天然气黏度、密度增加加,钻井液气分离器最大液体处理量增加钻井液气分离器最大液体处理量增加随着钻井液粘度的增加，钻井液气分离器

8、最大随着钻井液粘度的增加，钻井液气分离器最大液体处理量减小液体处理量减小p2001年以前，塔里木油田所用的液气分离器型号都是年以前，塔里木油田所用的液气分离器型号都是NQF800/0.7，从作用，从作用原理上讲是压力式旋流分离器，原理上讲是压力式旋流分离器，液位控制机构都是浮筒式液位控制机构都是浮筒式，罐体直径为，罐体直径为800mm，排，排液管线和排气管线均用液管线和排气管线均用4管线，经过长期使用发现管线，经过长期使用发现，该型分离器存在以下问题该型分离器存在以下问题底座高度较低；排液机构复杂，控制元件众多，故障率高底座高度较低；排液机构复杂，控制元件众多，故障率高受环境影响大：受环境影响

9、大： 1）需要气源，冬季控制气路易冰堵；）需要气源，冬季控制气路易冰堵； 2）液位机构上的浮筒受泥浆的腐蚀易脱落；）液位机构上的浮筒受泥浆的腐蚀易脱落； 3）低温下蝶阀开关慢、密封效果差；）低温下蝶阀开关慢、密封效果差；处理量较小：处理量较小：泥浆泥浆2880m3/d，天然气，天然气84000m3/du在解放128井欠平衡钻井中,并连两台分离器.多次出现安全阀憋开现象借鉴国外容易维护、处理量较大的“U” 形管大气常压式钻井液气分离器工作原理和相关资料，提出了研制满足塔里木油田高压高产气井的大处理量泥浆气体分离器的思路U型管自动排液型管自动排液不受环境影响不受环境影响减少维修工作量减少维修工作量

10、主腔参数：高度主腔参数：高度6.5m,6.5m,直径直径1.2m, 1.2m, 容积容积7.86m7.86m3 3进液口尺寸进液口尺寸:103mm:103mm转转273mm273mm排液口尺寸排液口尺寸:273mm:273mm排气口尺寸排气口尺寸:273mm,:273mm,安装长度安装长度:75:75米米“U”U”形管高度形管高度:4.855m:4.855m额定工作压力额定工作压力:0.862MPa:0.862MPa当泥浆密度当泥浆密度1.21.2克克/ /立方厘米，气体最大处理量：立方厘米，气体最大处理量：5050万方万方/ /天，泥浆处理量：天，泥浆处理量：79207920方方/ /天天6

11、 5 0 0 2 7 35 2 0 0 2 7 3 2 7 3 1 2 0 0251 2 5 0 0U 形 排 液 管排 气 管进 液 管4 由 壬u钻井液进口设计为钻井液进口设计为4-4-35MPa35MPa高压由壬管线高压由壬管线, , 可以调节管线方向及角可以调节管线方向及角度。高压管线上设计有度。高压管线上设计有压力表和传感器接口，压力表和传感器接口，可以观察进液端的压力可以观察进液端的压力u排液管线下部配置排污阀排液管线下部配置排污阀，用于排空罐体内及排液，用于排空罐体内及排液管线中的积液管线中的积液u 进液管线下部安装排污进液管线下部安装排污阀，用于排空罐体内及阀，用于排空罐体内及

12、进液管线中的积液进液管线中的积液排气管为排气管为273mm273mm管线管线，安装距离，安装距离7575米，配米，配套有阻火阀、火炬管套有阻火阀、火炬管排气管线上安装排气管线上安装1/21/2截截止阀及倒齿管，以便录止阀及倒齿管，以便录井队从该处采集气样井队从该处采集气样将排液口接入泥浆池计将排液口接入泥浆池计量罐量罐, ,通过振动筛进一步通过振动筛进一步分离泥浆中的气体分离泥浆中的气体 排液管出口上方设置了防排液管出口上方设置了防虹吸口，避免了虹吸可能虹吸口，避免了虹吸可能造成的液位控制高度降低造成的液位控制高度降低对比项目对比项目ZQF800/0.7ZQF800/0.7钻井液气分离钻井液气

13、分离器器ZQF1200/0.862ZQF1200/0.862钻井液气分钻井液气分离器离器钻井液处理量钻井液处理量2880m2880m3 3/d/d7920m7920m3 3/d/d天然气处理量天然气处理量8484，000m000m3 3/d/d500,000m500,000m3 3/d/d排液处理量排液处理量调压阀、液位机构、气调压阀、液位机构、气动蝶阀（维护难度较大）动蝶阀（维护难度较大）U U形管（无控制元件，形管（无控制元件，维护方便快捷）维护方便快捷）气源气源要气源驱动要气源驱动不要不要环境影响环境影响大大无无排液管排液管100 100 （44）273 mm 273 mm （1010）

14、排气管排气管100100（44）273mm273mm（ 1010）排液口高度排液口高度2.45m2.45m6m6m 2006 2006年年1212月，集团月，集团公 司 组 织 专 家 对公 司 组 织 专 家 对ZQF1200/0.862ZQF1200/0.862钻井钻井液气体分离器进行了科液气体分离器进行了科技成果鉴定。并获得国技成果鉴定。并获得国家实用新型专利。家实用新型专利。使用地使用地点点型型 号号工作工作压力压力(MPa)(MPa)罐体罐体内径内径(mm)(mm)进液进液管径管径()()排液排液管径管径()()排气排气管径管径()()泥浆泥浆处理处理量量(M(M3 3/d)/d)气

15、体处气体处理量理量(M(M3 3/d)/d)钻井钻井ZQF1200/ZQF1200/0.8620.8620.8620.8621200120044高高压转压转10101010101079207920500000500000井下作井下作业业ZQF1000/ZQF1000/0.8620.8620.8620.8621000100044高高压转压转10106 66 660006000400000400000n安装要求安装要求:1.进液、排液、和排气管路上不得安装任何阀门进液、排液、和排气管路上不得安装任何阀门2.进液管线和排气管线在有可能造成积液的低位应安装有排液进液管线和排气管线在有可能造成积液的低位

16、应安装有排液阀的短节阀的短节n正确操作与使用正确操作与使用:1.不能代替放喷管线作放喷通道用不能代替放喷管线作放喷通道用.当出现以下情况时当出现以下情况时,应立即打应立即打开节开节9关闭节关闭节10用放喷管线放喷并点火燃烧用放喷管线放喷并点火燃烧:(1). 分离出的液体逐渐减少排气管气量愈来愈大或因泥浆回收分离出的液体逐渐减少排气管气量愈来愈大或因泥浆回收管线的泥浆中气量增加管线的泥浆中气量增加(2). 回收管线泥浆中监测到有毒有害气体溢出时回收管线泥浆中监测到有毒有害气体溢出时2.使用后使用后,必须打开进液管和回液管排空阀排尽泥浆、再打开盲必须打开进液管和回液管排空阀排尽泥浆、再打开盲法兰彻

17、底清除进液管和回液管中的泥浆和沉沙并重新装配以法兰彻底清除进液管和回液管中的泥浆和沉沙并重新装配以备下次再用备下次再用.n因此当出现以下情况时应立即打开节因此当出现以下情况时应立即打开节9关闭节关闭节10分离器停止工分离器停止工作用放喷管线放喷并点火燃烧作用放喷管线放喷并点火燃烧: nA. 分离出的液体逐渐减少排气管气量愈来愈大或因泥浆回收分离出的液体逐渐减少排气管气量愈来愈大或因泥浆回收管线的泥浆中气量增加管线的泥浆中气量增加n B. 回收管线泥浆中监测到有毒有害气体溢出时回收管线泥浆中监测到有毒有害气体溢出时n2.分离器一当进行循环分离使用后必须打开进液管和回液管分离器一当进行循环分离使用

18、后必须打开进液管和回液管排空阀在排尽泥浆、后再打开盲法兰彻底清除进液管和回液排空阀在排尽泥浆、后再打开盲法兰彻底清除进液管和回液管中的泥浆和沉沙并重新装配以备下次再用管中的泥浆和沉沙并重新装配以备下次再用. 年度序号井号使用井段（m）控压进尺（m）20091塔中62-11H4869-58439742塔中62-10H5102-51905983中古162-1H6102-67806784塔中721-5H5952-621326120105塔中26-5H4313-532310106塔中82-1H5249-628010317中古14-2H6297-65512548塔中5383-57793969中古15-1

19、H钻塞39710塔中62-H84420-500758711塔中62-H124731-4779.2448.2412塔中26-H34630-473010013中古231H5892-6215324201114中古21-1H5741-636563715塔中622-2H4967-49932616塔中82-2H5408-593552717中古431-H15353556721418中古261H6441698053919中古21-H562086367.8339.820中古11-7H6205630297 通过调研国内外通过调研国内外液气分离器使用液气分离器使用情况，结合塔里木井控情况，结合塔里木井控要求要求, ,研制了大气常压式研制了大气常压式液气分离器液气分离器.从从2002年以年以来，配备来，配备120120多套多套, ,在数百口预探井、探井、开发井安装使用，分别在数百口预探井、探井、开发井安装使用，分别用于高压气井压井、碳酸盐岩油气藏控压钻井、空气钻井用于高压气井压井、碳酸盐岩油气藏控压钻井、空气钻井的气举等作业；从使用情况看，该的气举等作业；从使用情况看，该液气分离器结构简单，液气分离器结构简单，操作和维修简便操作和维修简便,处理量大处理量大, ,分离效果显著，安全性高，没有分离效果显著，安全性高，没有在现场出现过一次故障在现场出现过一次故障. .