第6章气井井场工艺

度时，阀自动关闭。水也是用浮球控制
阀的开启或关闭进行排放的。
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第三节 气液（固）分离
2.旋流分离器
利用离心力原理分离气液（固）体。 气液（固）混合物由切线方向进入分离器 后，沿分离器筒体旋转，产生离心力。离心力 与液（固）体颗粒的密度成正比。液（固）体 颗粒的密度比气体大得多，于是液（固）体颗 粒就被抛到外圈（靠近器壁），较轻的气体则 在内圈。被抛在外圈的液（固）体颗粒继续旋 转，并向下沉淀，最后到达锥形管聚集后从下 部出口放出，内圈的气体则从上部出口放出。
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第二节 天然气的计量
一、孔板压差流量计的组成
孔板差压流量计由节流装臵、导压管和差压计三大部分组成。
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第二节 天然气的计量
一、孔板压差流量计的组成 ⑴ 节流装臵
使管道中的流体产生压差的一套装臵。完整的节流装臵由标 准孔板、带有取压孔的孔板夹持器和上下游测量管所组成。
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第三节 气液（固）分离
旋流分离器中液（固）体颗粒的沉降速度与颗粒的直径、密度、旋 转半径、角速度以及气体的密度有关。 在颗粒直径和密度、气体密度、流动状态相同的条件下，旋流分离 器中颗粒的沉降速度比重力分离器大。同样直径时，旋流分离器处理的 气量比重力分离器多。 旋流分离器的直径取决于处理气量的多少、气体经过分离器时的压
第六章 气井井场工艺
第一节 采气流程 第二节 天然气的计量 第三节 气液(固)分离 第四节 天然气脱水工艺 第五节 天然气脱硫工艺
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第一节 采气流程
采气流程：气井采出的含有液（固）体杂质的高压天然
气变为适合矿场输送的合格天然气的各种设备组合。
根据处理天然气的不同方式，分类为：
1－气体进口； 2－气体出口； 3－内管； 4－螺旋叶片； 5－筒体； 6－锥形管； 7－支持板； 8－排液口； 9－加强板.
螺旋叶片是焊在内管上的薄钢板，对气体起着导向和加速旋转的作用.
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第三节 气液（固）分离
3.混合式分离器
混合式分离器是利用多种分离原理进行气液（固）体分离的， 结构比较复杂，类型也很多，如螺道分离器、串连离心式分离器、 多管旋流式分离器等。
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第三节 气液（固）分离
⒈ 重力分离器
利用液（固）体和气
V<(0.7~0.8) W
体之间的密度差分离气体
中的液（固）体。
为提高重力分离器的效率，
进口管线多以切线进入，利 用离心力对液体作初步分离。 安装除雾器，利用碰撞原 理分离微小的雾状液滴。
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第三节 气液（固）分离
单井常温采气流程
多井常温采气流程 低温回收凝析油采气流程 低温回收石油液化气采气流程
作用：
节流降压
气液固分离 计量
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第一节 采气流程
一、单井常温采气流程
气井
井口→针阀→保温加热→针阀→分离器 气体：分离器顶部→节流装臵计量→集气支线 液（固）体：分离器下部→计量罐→油罐和水池
动能越大，叶轮转速也越高。测出叶轮的转数或转速就可确定流 过管道的天然气流量。
涡轮流量计工作原理 采气工程—气井井场工艺
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第三节 气液（固）分离
一、分离设备及类型 根据分离需要分类:气液两相分离、油气水三相分离 根据外形分类：立式和卧式分离器 按作用原理分：重力分离器、旋流分离器、混合式分离器
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为了使液滴沉降，设计分离器时必须使分离器中的 气流速低于液滴沉降速度，一般要求：
V (0.7 ~ 0.8)W
W 4 g ( l g ) 3 g dm
dm
30 g gW 2
l g 2 W 40 g 2 g
1

大直径液滴被分离 较小直径液滴被分离 雾状液滴被捕集。
径液滴被分离下来。
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第三节 气液（固）分离
卧式分离器与立式分离器的区别：
卧式分离器是用径向进口并安有伞形板，伞形板的作用是防
止气液直接撞击储存段的液面，引起已沉降的液体重新被气流 携带。气流撞击伞形板后，气流速度降低，方向改变，在惯性 力的作用下液滴被分离，粘附在伞形板上顺流而下。
力损失和水力阻力系数。计算公式：
2 Q D 0.536 p 2 10

1 4
ξ为水力阻力系数，一般取180； ΔΡ/ρ为气体通过分离器时的压头损失， 一般设计时取0.55～1.8。
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第三节 气液（固）分离
旋流分离器结构：
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第一节 采气流程
一、单井常温采气流程
应用范围： ① 用在气田边远气井，不需要建集气站，可节约成本；
② 用在产水量大的气水同产井，可以进行气水分离，减 少输气阻力； ③ 用在低压气井，由于井口压力低，集气干线的压力波
动对产气影响很大，单井采气可以避免这种影响，保持产
气稳定。
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第一节 采气流程
二、多井常温采气流程
多井常温采气流程是把几口单井的采气流程集中在气田适 当部位进行集中采气和管理。
⒈ 工艺流程
工艺流程一般包括：节流、加热、分离、计量等几部分。 其中加热的目的是防止在节流降压中气体温度过低形成水化 物。 若气体压力降低，节流后不会形成水化物，集气站的流程 可简化为：节流、分离、计量，然后通过汇管输出。
丝网 筒体 螺道
伞形罩 中心管 矩形开口 破旋涡板 排液口 储液段 排污口
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第三节 气液（固）分离
（2）串连离心式分离器
利用重力、惯性力、离心力分离气液（固）体。
气液从顶部进入后向下流动，液滴在本身重
力作用下初次沉降。
气液到达环形空间底部时，气流改变方向拐
向上流，液滴在惯性力作用下二次分离。
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第一节 采气流程
二、多井常温采气流程
多井常温集气流程图
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第一节 采气流程
二、多井常温采气流程
⒉ 适用范围
多井常温采气流程的优点：便于对气井进行集中
调节和管理，实现水、电、蒸汽的一机多用。
凡是气井压力相近，气体性质相同，不需要用 单井采气流程的地方，都可以用多井采气流程。
⑴ 螺道分离器
螺道分离器是利用天然气在狭窄的螺道中作高速旋转 运动，形成强烈的离心力，使气流中的液滴聚合成较大的 液滴沿器壁流下。
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第三节 气液（固）分离
（1）螺道分离器
凝聚段由多道螺道组成，它的作用是使气流沿螺道 高速旋转，产生强大的离心力，把小液滴甩到器壁 上凝聚成大液滴顺器壁流到储液段。 扩大段由紧接凝聚段之后螺距逐渐加大的螺道组 成，由于螺距加大，气流速度降低，避免使已聚 合的液滴再分散。 捕集器用金属或尼龙丝网制成，起捕集雾状液滴作 用。储液段内设破旋涡板，防止储存的液体产生漩 涡而重新被气流夹带。 储液段
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第一节 采气流程
四、低温回收石油液化气采气流程 ⒉ 适用范围 ① 天然气含丙烷、丁烷组分高，一般应在3%以上； ② 气井剩余压力在10MPa以上，以造成低温； ③ 气井产量不受限制，只要丙烷、丁烷含量高，剩 余压力大。
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第二节 天然气的计量
天然气流量：在单位时间内流过管路横断面的天然 气数量（体积）。 天然气流量的测量仪表包括：孔板差压流量计、临 界流速流量计、垫圈流量计、涡轮流量计、靶式流量计、 质量流量计等。
②沉降段：沉降段直径比进口管 径大得多，使得气流在沉降段流 速急剧降低，有利于较小液（固） 滴在其重力作用下沉降。
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第三节 气液（固）分离
（1）立式分离器
③除雾段：用来捕集未能沉降分离 出来的雾状液滴，捕集器有翼状和 丝网。 ④储存段：存储液（固）体，由排 液管排出。排污管的作用是定期排 放污物（泥砂、锈浊物等）。
气流进入螺道部分高速旋转，液滴在离心力
作用下第三次分离。
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第三节 气液（固）分离
（3）多管旋流式分离器
由多个旋风子（小旋流分离器）并列臵于一个外壳 内，组成多管旋风分离器。进入壳内的气体分股进入旋 风子进行分离。多管旋流分离器适宜分离固体杂质，并 可按实际需要增加旋风子的数量。
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液滴沉降速度与液体的密度、液滴直径、分离器工 作压力等因素有关。可以用公式计算或查图表求得。
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第三节 气液（固）分离
不同 压力下 水滴直 径与沉 降速度 的关系
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第三节 气液（固）分离
（1）立式分离器
①分离段：混合物由切向进口进分 离器后旋转，在离心力作用下密度 大的液（固）体被抛向器壁顺流而 下，液（固）体得到初步分离。
Q s Ad 2 p
1
Qs K p
令
K Ad
2
1
则
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第二节 天然气的计量
三、气体涡轮流量计计量原理
在天然气流动管路中，安装一个可以自由转动叶片，与流体 流动方向成一定角度的，轴心与管道中心相同的叶轮，如图下图
所示。当气流通过叶轮时，其动能使叶轮旋转，流体的流速越高，
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第三节 气液（固）分离
影响重力分离器效率的主要因素是分离器的直径。 在气量一定、工作压力一定时，直径大，气流速度低，对 分离细小液滴有利，但直径过大，钢材消耗量大，加工不易。