高压天然气井口降压分离装置设计与流场分析

Design and Flow Field Analysis of a High-Pressure Natural Gas Wellhead Pressure Relief Separation Device

杨飞 邓琅 罗涛 张计春

YANG Fei DENG Lang LUO Tao ZHANG Jichun

高压天然气井只有将天然气压力与水蒸气压力控制在合理范围内，才能实现天然气集输管路的平稳供气，从而提高天然气开采效率，节约生产成本。为克服传统降压阀成本高、不耐冲蚀、使用寿命低及易发生冰堵等问题，文章首先介绍基于超音速分离器的采气工艺布局，其次根据天然气井场的管线布置情况，设计出一种超音速分离降压装置代替天然气井场的二级节流阀与水套炉，该装置不仅能有效的实现高压天然气井口降压，还能过滤掉高压天然气所携带的固体颗粒、水、重烃等杂质；最后基于CFD理论分析了超音速分离器的内部流场特性，验证了高压天然气井口降压分离装置的降压能力、旋流分离效率及抗冲蚀能力等，进而指导了工具设计及其现场应用。