Q∕SY 1568-2013 多管式段塞流捕集器技術(shù)規(guī)范

1、Q/SY中國石油球氣翻洞企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY 15682013多管式段塞流捕集器技術(shù)規(guī)范Technical specification of multiple pipe type slug catcher2013-04-15 發(fā)布2013-06-01 實(shí)施中國石油天然氣集團(tuán)公司發(fā)布Q/SY 15682013 IQ/SY 15682013 #目 次 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark5 o Current Document itti w n HYPERLINK l bookmark6 o Current Document i Mffl i2規(guī)范性引用文件13 術(shù)語和

2、定義14設(shè)計基本原則3T藝設(shè)計3機(jī)械設(shè)計47控制設(shè)計58 制造、安裝及檢驗(yàn)5附錄A （資料性附錄）幾種多管式段塞流捕集器典型結(jié)構(gòu)示意圖 6附錄B （資料性附錄）多管式段塞流捕集器設(shè)計數(shù)據(jù) 8附錄C （資料性附錄）多管式段塞流捕集器工藝設(shè)計方法10附錄D （資料性附錄）多管式段塞流捕集器防腐指南18 19Q/SY 15682013Q/SY 15682013本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 1. 12009標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫給出的規(guī)則 起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國石油天然氣集團(tuán)公司標(biāo)準(zhǔn)化委員會石油石化工程建設(shè)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委

3、員會提出并 歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：大慶油田工程有限公司、吉林油田勘察設(shè)計院、冀東油田勘察設(shè)計研究院。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：宋承毅、孟嵐、韋振光、談慶旬、詹德威、張昆、趙波、于靜蘭、榮博香。Q/SY 15682013 Q/SY 15682013 多管式段塞流捕集器技術(shù)規(guī)范1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了石油和(或)天然氣生產(chǎn)過程中所使用的多管式段塞流捕集器的設(shè)計、制造、安 裝、檢驗(yàn)及驗(yàn)收的基本要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于陸上及海洋油氣多相混輸管道終端多管式段塞流捕集器的設(shè)計和制造。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(

4、包括所有的修改單)適用于本文件。GB 150. 1-150. 4 壓力容器GB 713鍋爐和壓力容器用鋼板GB 50251輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范HG/T 20582鋼制化T容器強(qiáng)度計算規(guī)定HG/T 20592-20635鋼制管法蘭、墊片、緊固件JB/T 4712. 1容器支座 第1部分：鞍式支座JB/T 4730. 1473(). 6 承壓設(shè)備無損檢測JB/T 4731鋼制臥式容器JB 4732鋼制壓力容器一分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47014 承壓設(shè)備焊接T藝評定NB/T 47015壓力容器焊接規(guī)程N(yùn)B/T 47016承壓設(shè)備產(chǎn)品焊接試件的力學(xué)性能檢驗(yàn)SY/T 0071油氣集輸管道組成件選用標(biāo)準(zhǔn)S

5、Y/T ()09()油氣田及管道儀表控制系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范SY/T 0448油氣田油氣處理用鋼制容器施工技術(shù)規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3. 1段塞流捕集器slug catcher用于陸上及海洋油氣多相混輸管道終端，捕獲混輸管道來段塞流，為輸送介質(zhì)提供緩沖空間，以 保障下游氣、液相處理設(shè)備在混輸管道流量間歇性急劇變化時正常工作，可具備一定氣液初級分離功 能的專用設(shè)備。段塞流捕集器主要分為容積式、多管式和環(huán)管存儲式三種型式。多管式段塞流捕集器 主要適用于壓力高、液塞體積大的段塞流捕集場合。3. 2多管式段塞流捕集器 multiple-pipe type slug catcher捕獲混輸

6、管道來段塞流、氣液緩沖及初級分離主要在多根平行管結(jié)構(gòu)內(nèi)完成的段塞流捕集器，分 為單層和雙層兩種結(jié)構(gòu)類型。3.3管段bottle多管式段塞流捕集器上的平行管。單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器分為一級管段和二級管段。雙層 結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器分為上層管段和下層管段。3.4級管段 primary bottle單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器中用于分離氣、液相介質(zhì)，并且可以儲存液相介質(zhì)的管段；可分為 分離段和儲液段。3. 5二級管段 secondary bottle單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器中當(dāng)一級管段無法滿足單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器存儲液相介質(zhì) 體積要求時，所增設(shè)的只用于儲存液相介質(zhì)的管段。3.6上層管段

7、up-level bottle雙層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器中用于氣、液相介質(zhì)分離的管段。3.7下層管段 down-level bottle雙層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器中用于儲存液相介質(zhì)，并可進(jìn)一步分離氣、液相介質(zhì)的管段。3.8分配器 splitter介于多管式段塞流捕集器人口與人口匯管之間，用于使氣液兩相介質(zhì)盡可能均勻分配到各管段的 構(gòu)件。3. 9降液管 downcomer連接于單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器人口匯管和一級管段之間，通常垂直或大角度傾斜設(shè)置的 構(gòu)件。3. 10排氣立管 gas riser開口于多管式段塞流捕集器管段的垂直立管，氣相介質(zhì)由此排至排氣匯管。3. 11最高工作壓力 maxim

8、um working pressure在各種操作工況下，考慮氣液混輸管道壓力波動時捕集器內(nèi)的最高壓力。3. 12設(shè)計壓力 design pressure設(shè)定的多管式段塞流捕集器最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計溫度等參數(shù)一起作為捕集器的基本設(shè)計載荷 條件，其值不低于最高工作壓力。4設(shè)計基本原則4.1多管式段塞流捕集器設(shè)計的基礎(chǔ)資料應(yīng)包括混輸管道各種操作工況下的液量、氣量、溫度、壓 力參數(shù)。4.2多管式段塞流捕集器型式的選用.應(yīng)根據(jù)工藝流程、場地面積和設(shè)計儲液體積等要求來確定。 4.3多相介質(zhì)由混輸管道進(jìn)人多管式段塞流捕集器后應(yīng)保證流動狀態(tài)平穩(wěn)，捕集器的人口管內(nèi)徑不 應(yīng)小于混輸管道末端管內(nèi)徑。4.4多管式段

9、塞流捕集器管段的機(jī)械設(shè)計應(yīng)滿足GB 50251的規(guī)定，其他各部件的機(jī)械設(shè)計應(yīng)滿足 GB 150. 1 150. 4 的規(guī)定。4.5捕集器材料的選擇應(yīng)考慮由于氣相快速泄壓造成低溫脆性斷裂的因素。5工藝設(shè)計5. 1結(jié)構(gòu)組成5. 1. 1 入口部分人口部分宜包括捕集器人口、分配器、人口匯管和降液管。5.1.2管段部分單層結(jié)構(gòu)管段部分宜包括一級管段和二級管段。一級管段能夠滿足設(shè)計儲液量的要求時.可不設(shè) 置二級管段。雙層結(jié)構(gòu)管段部分應(yīng)包括上層管段和下層管段。5. 1. 3 排氣部分排氣部分宜包括排氣立管、排氣匯管和氣相介質(zhì)出口。5. 1. 4排液部分排液部分宜包括排液匯管、液相介質(zhì)出口和排污管。5.1.

10、5結(jié)構(gòu)簡圖多管式段塞流捕集器的結(jié)構(gòu)簡圖參見附錄A。圖A. 1是單斜率單組排氣立管單層結(jié)構(gòu)多管式段 塞流捕集器結(jié)構(gòu)示意圖。圖A. 2是帶二級管段的雙斜率單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖A. 3是雙組排氣立管單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器結(jié)構(gòu)示意圖。圖A. 4是雙層結(jié)構(gòu)多管式段塞流 捕集器結(jié)構(gòu)示意圖。圖A. 5是雙層結(jié)構(gòu)快速排液多管式段塞流捕集器結(jié)構(gòu)示意圖。5.2設(shè)計要求5.2.1當(dāng)管段根數(shù)較多時，可在捕集器人口和人口匯管之間設(shè)置分配器，分配器級數(shù)不宜超過2級。 5.2. 2單根人口匯管所連接的管段根數(shù)不宜超過8根。5.2.3降液管宜與水平面呈45.雙層結(jié)構(gòu)可不設(shè)置降液管。5.2.4單層結(jié)構(gòu)

11、的管段和雙層結(jié)構(gòu)的下層管段應(yīng)向下傾斜，管段斜率宜介于1 %2.5%之間，分離 段內(nèi)部介質(zhì)流動型態(tài)應(yīng)為分層流。5.2.5各管段之間應(yīng)設(shè)置壓力平衡管。2.6在單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器中.單根管段上的排氣立管根數(shù)不宜超過2根。2.7排氣匯管應(yīng)保證壓力平衡，高度不宜低于捕集器人口匯管。2.8排液匯管應(yīng)低于儲液段末端。2.9 應(yīng)設(shè)置超壓保護(hù)。5.3工藝設(shè)計方法設(shè)計基礎(chǔ)資料參見附錄B，設(shè)計方法參見附錄C。6機(jī)械設(shè)計1 特殊規(guī)定多管式段塞流捕集器局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計計算宜采用應(yīng)力分析方法，評定準(zhǔn)則應(yīng)滿足JB 4732的規(guī) 定，分析報告應(yīng)作為強(qiáng)度計算書的一部分。6.2載荷設(shè)計時應(yīng)分析以下載荷：a）內(nèi)壓、外壓或最

12、大壓差。b）液柱靜壓力。c）捕集器自重，以及正常工作條件下或耐壓試驗(yàn)狀態(tài)下內(nèi)裝介質(zhì)的重力載荷。d）附屬設(shè)備及接管的重力載荷。e）風(fēng)載荷、地震載荷、雪載荷。f）支撐件的反作用力。g）連接管道和其他部件的作用力。h）溫度梯度或熱膨脹量不同引起的作用力。i）沖擊載荷。j）疲勞載荷。k）運(yùn)輸或吊裝時的作用力。6.3設(shè)計要求6.3.1接管、匯管承受附加彎矩可按照J(rèn)B 4732進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計.許用應(yīng)力強(qiáng)度應(yīng)按GB 50251選取。6.3.2承受疲勞載荷的彎頭、管匯等部件可按照J(rèn)B 4732進(jìn)行疲勞校核。6.3.3開孔補(bǔ)強(qiáng)宜采用GB 150. 3規(guī)定的方法；GB 150. 3無法實(shí)現(xiàn)時，可按照J(rèn)B 4732進(jìn)

13、行補(bǔ)強(qiáng) 計算。6.4支撐設(shè)置4. 1多管式段塞流捕集器的支撐宜采取多鞍座支撐，應(yīng)滿足HG/T 20582的規(guī)定；HG/T 20582 無法實(shí)現(xiàn)時.可按照J(rèn)B 4732進(jìn)行。雙層結(jié)構(gòu)的上層管段宜采取對稱雙鞍座支撐.應(yīng)滿足JB/T 4731 的規(guī)定。4.2支座宜采用固定支座與滑動支座相結(jié)合的方式.支座設(shè)計參照J(rèn)B/T 4712. 1執(zhí)行。6. 5材料5. 1鋼板多管式段塞流捕集器受壓元件用鋼板應(yīng)按GB 713的規(guī)定選取。6. 5. 2 管件及配件多管式段塞流捕集器的管狀結(jié)構(gòu)及配件宜按SY/T 0071的規(guī)定選取。6.5.3 法蘭多管式段塞流捕集器上包括進(jìn)出口法蘭在內(nèi)所有法蘭宜選用符合HG/T 20

14、592-20635規(guī)定的鋼 制法蘭。6.6 防腐多管式段塞流捕集器防腐設(shè)計參見附錄D。6.7超壓保護(hù)多管式段塞流捕集器超壓保護(hù)應(yīng)按GB 50251的規(guī)定執(zhí)行。6.8 檢查孔多管式段塞流捕集器所有匯管的兩端應(yīng)配備端部檢查孔。7控制設(shè)計7.1捕集器氣相出口宜設(shè)置壓力控制器。7.2捕集器應(yīng)設(shè)置壓力報警。7.3捕集器可設(shè)置液位檢測、報警與控制系統(tǒng)。7.4 捕集器控制系統(tǒng)設(shè)計除滿足上述規(guī)定外.還應(yīng)滿足SY/T 0090的規(guī)定。8制造、安裝及檢驗(yàn)8. 1多管式段塞流捕集器的制造應(yīng)按照GB 150. 4的規(guī)定執(zhí)行。8.2多管式段塞流捕集器的安裝應(yīng)按照SY/T 0448的規(guī)定執(zhí)行。8.3多管式段塞流捕集器焊接

15、要求應(yīng)按照NB/T 47014, NB/T 47015和NB/T 471)16的規(guī)定執(zhí)行; 焊縫檢驗(yàn)應(yīng)按照J(rèn)B/T 4730. 1-4730. 6的規(guī)定執(zhí)行。8. 4多管式段塞流捕集器的安裝總體直線度應(yīng)按照GB 150. 4和SY/T 0448的規(guī)定執(zhí)行。8. 5多管式段塞流捕集器的檢驗(yàn)和驗(yàn)收應(yīng)按照GB 150. 4的規(guī)定執(zhí)行。附錄 A（資料性附錄）幾種多管式段塞流捕集器典型結(jié)構(gòu)示意圖幾種多管式段塞流捕集器典型結(jié)構(gòu)示意圖見圖A. 1至圖A. 5。圖A.2帶二級管段的雙斜率單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器結(jié)構(gòu)示意圖圖A. 4雙層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器結(jié)構(gòu)示意圖介質(zhì)人口附錄B（資料性附錄）多管式段塞流捕

16、集器設(shè)計數(shù)據(jù)B. 1 工作條件B. 1. 1天然氣參數(shù)：a）設(shè)計處理量： m3/d （標(biāo)況）；b）相對密度: ;c）黏度: Pa s；d）組分: B. 1.2原油（凝析液）參數(shù)：a）設(shè)計處理量: m3/d;b）密度: kg/m3 ;c）黍右度: Pa s。B. 1. 3水參數(shù)：a）設(shè)計處理量: m3/d;b）密度:kg/m3 0B. 1.4工作溫度：最高C，最低C。MPaB. 1.5工作壓力（表壓）：最大MPa,最小B. 1. 6混輸管道末端管內(nèi)徑：B. 1.7最大段塞長度：moB. 1.8最大段塞速度：m/soB. 1. 9 地理位置: B. 1. 10 場地限制： B. 1. 11 儀表及

17、自控要求: B. 1. 12 其他要求: B.2設(shè)計要求B. 2. 1結(jié)構(gòu)形式：單層結(jié)構(gòu)，雙層結(jié)構(gòu)。B. 2. 2管段傾斜形式：單斜率，雙斜率。B. 2.3設(shè)計溫度：C。B. 2. 4設(shè)計壓力（表壓）：MPa。B. 2. 5排氣立管組數(shù)：oB. 2. 6腐蝕裕量：mmoB. 2.7特殊應(yīng)力消除：無，有如有要求，詳細(xì)說明B. 3 防腐涂層B. 3. 1 段塞流捕集器外壁：制造標(biāo)準(zhǔn) ，其他 如有要求，詳細(xì)說明 B. 3. 2 段塞流捕集器內(nèi)壁: B.3.3陰極保護(hù)： B.4特殊說明B. 4. 1無損檢測：B. 4.2水壓試驗(yàn)壓力：B. 4.3吊耳：B. 4.4焊接要求：B. 4. 5安裝要求：B.

18、 4. 6其他：附錄C（資料性附錄）多管式段塞流捕集器工藝設(shè)計方法C. 1多管式段塞流捕集器入口部分的設(shè)計C. 1. 1多管式段塞流捕集器入口多管式段塞流捕集器的人口管內(nèi)徑通常不小于混輸管道末端管內(nèi)徑。C. 1.2分配器當(dāng)多管式段塞流捕集器管段根數(shù)較多時.可在捕集器人口和人口匯管之間設(shè)置分配器。其主要作 用是使氣液兩相介質(zhì)盡可能均勻地分配到捕集器各管段，避免因個別管段處理介質(zhì)流量大，導(dǎo)致氣液 分離效果差，氣相攜帶大量液滴進(jìn)人排氣系統(tǒng)，甚至部分液相涌入排氣系統(tǒng)等情況發(fā)生。分配器通常由多級三通結(jié)構(gòu)組成（見圖C. 1）.三通不但可使介質(zhì)分配均勻，而且還可抵抗油氣 多相混輸管道流量間歇性急劇變化帶來的

19、沖擊力。通常三通的級數(shù)不超過2級，即捕集器管段根數(shù)通 常不超過8根。C. 1.3 入口匯管介質(zhì)進(jìn)人捕集器后需經(jīng)入口匯管分流再進(jìn)人各管段。為了使介質(zhì)均勻平穩(wěn)流人各管段，人口匯管內(nèi)徑應(yīng)較大。每根人口匯管上所連接的管段不宜過多.通常不超過8根。C. 1.4降液管對于單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器.降液管的作用是在非段塞流工況時規(guī)整介質(zhì)流動型態(tài)，使多 相介質(zhì)盡可能地以分層流型態(tài)進(jìn)人管段中，便于后續(xù)氣液分離。降液管通常與水平面呈45。為了使 介質(zhì)進(jìn)人管段后流態(tài)保持分層流，降液管直徑通常小于管段的直徑.推薦降液管直徑取值管段內(nèi)徑的 三分之二。對于雙層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器可以不設(shè)置降液管。C.2管段工藝設(shè)計和

20、尺寸計算管段設(shè)計是多管式段塞流捕集器設(shè)計的核心，捕集器的緩沖功能、氣液分離功能和存儲功能都是 在管段內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，其工藝設(shè)計是否合理直接影響到捕集器的緩沖能力和氣液分離效果。管段設(shè)計流程見圖C. 2O圖C.2多管式段塞流捕集器管段設(shè)計流程圖C. 2.1計算多管式段塞流捕集器設(shè)計儲液體積多管式段塞流捕集器的設(shè)計儲液體積按公式（C. 1）計算：Vse = C（Vlnt +Vbuffer） （C. 1）式中：Vsc-多管式段塞流捕集器設(shè)計儲液體積，單位為立方米（m3）;C設(shè)計系數(shù).通常取1.2;VIM多管式段塞流捕集器最大處理液塞體積，即混輸管道正常操作、啟動、停輸、輸量變化、 清管等工況下產(chǎn)生的液塞體

21、積中的最大值，單位為立方米（m3）;多管式段塞流捕集器設(shè)計液相緩沖體積.通常取值為滿足下游工藝設(shè)備正常運(yùn)行所需 液相緩沖體積，單位為立方米（m3）。C.2.2選定管段斜率單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器的管段和雙層結(jié)構(gòu)的下層管段通常向下傾斜.管段斜率宜介于 之間。單層結(jié)構(gòu)的分離段和儲液段可選取同一斜率.也可選取不同斜率（又稱雙斜率結(jié) 構(gòu)）。C.2.3選取管段根數(shù)和管段內(nèi)徑多管式段塞流捕集器管段根數(shù)的選取主要取決于以下幾個因素：a）油氣多相混輸管道中介質(zhì)的流量。b）捕集器設(shè)計液相緩沖體積。c）管段最大允許長度（與捕集器的允許占地面積有關(guān)）。d）管段內(nèi)徑。e）管段斜率。多管式段塞流捕集器的氣液分離主要是

22、在單層結(jié)構(gòu)的一級管段和雙層結(jié)構(gòu)的上層管段中來完成 的，因此需要先確定這些管段的根數(shù)。管段根數(shù)通常是2的指數(shù)倍，但不宜過多，一般不超過8根。單層結(jié)構(gòu)的一級管段和雙層結(jié)構(gòu)的上層管段根數(shù)的選取與此部分管段內(nèi)徑的選取密切相關(guān)，它們 需要配合氣液分離管段內(nèi)氣相介質(zhì)速度綜合選取?？梢韵瘸醪竭x取氣液分離管段根數(shù)及其管段內(nèi)徑， 再由公式（C. 2）計算出氣液分離管段內(nèi)氣相介質(zhì)速度。式中：wG單根氣液分離管段內(nèi)氣相介質(zhì)速度，單位為米每秒（m/s）;C設(shè)計系數(shù)，通常取1.2；Qvg多管式段塞流捕集器內(nèi)氣相介質(zhì)體積流量，單位為立方米每秒（m3/s）;np氣液分離管段根數(shù)，單層結(jié)構(gòu)為一級管段根數(shù)，雙層結(jié)構(gòu)為上層管段根

23、數(shù)；Dbottle氣液分離管段內(nèi)徑，單層結(jié)構(gòu)為一級管段內(nèi)徑，雙層結(jié)構(gòu)為上層管段內(nèi)徑，單位為米 （m）;Hl氣液分離管段的設(shè)計持液率。多管式段塞流捕集器內(nèi)多相介質(zhì)在氣液分離管段中應(yīng)以分層流動型態(tài)為最佳。多管式段塞流捕集 器的氣液分離管段根數(shù)、氣液分離管段內(nèi)徑和氣液分離管段內(nèi)氣相介質(zhì)速度應(yīng)滿足Taitel和Dukler 的其他流型轉(zhuǎn)化為分層流的判斷準(zhǔn)則見公式（C.3），即式中：wG氣液分離管段內(nèi)氣相介質(zhì)速度，單位為米每秒（m/s）;Al氣液分離管段截面上液相高度，單位為米（m）;Dbottle氣液分離管段內(nèi)徑，單層結(jié)構(gòu)為一級管段內(nèi)徑，雙層結(jié)構(gòu)為上層管段內(nèi)徑，單位為米 （m）;Pl液相介質(zhì)密度，單位

24、為千克每立方米（kg/m3）；Pg氣相介質(zhì)密度，單位為千克每立方米（kg/m3）;g重力加速度，單位為米每二次方秒（m/s2）;Ag氣相介質(zhì)流通面積，單位為平方米（m2）;0氣液分離管段與水平面之間的夾角，單位為度（）;Si氣液分離管段濕周，單位為米（m）。在單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器設(shè)計過程中，受占地面積、機(jī)械設(shè)計、加工安裝等方面因素影 響，有時管段的長度會受到限制，一級管段的儲液量無法滿足設(shè)計要求。此時可在一級管段兩側(cè)同步 增設(shè)二級管段用來存儲多余的液相介質(zhì)，其長度應(yīng)與一級管段儲液段長度相等，其根數(shù)應(yīng)為偶數(shù)。在雙層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器設(shè)計過程中，下層管段通常是用來存儲液相的，其根數(shù)為偶數(shù)

25、。 管段根數(shù)和長度由捕集器設(shè)計儲液體積等因素決定。C. 2.4選取分離效率，計算氣液分離段長度在單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器中，氣液分離段指的是一級管段起點(diǎn)至最后一個排氣立管之間的 管段；在雙層結(jié)構(gòu)中，氣液分離段指的是上層管段。為了保證氣液分離，多相介質(zhì)在分離段停留時間 需要足夠長，即分離段足夠長或介質(zhì)流速控制在一定范圍內(nèi)，國際上一些生產(chǎn)捕集器的石油工程公司 通常把氣相介質(zhì)流動速度控制在2m/s以內(nèi)。計算氣液分離段長度的方法很多，可采用等液滴尺寸沉降法。計算步驟如下：第一步：確定液滴直徑。第二步：計算阿基米德準(zhǔn)數(shù)。阿基米德準(zhǔn)數(shù)按公式（C.4）計算。 （C.4）式中：Ar阿基米德準(zhǔn)數(shù)；d液滴直徑，

26、單位為米（m）;pL液相介質(zhì)密度，單位為千克每立方米（kg/m3）；pc氣相介質(zhì)密度，單位為千克每立方米（kg/m3）;g重力加速度，單位為米每二次方秒（m/s2）;叫氣相介質(zhì)動力黏度，單位為帕秒（Pa s）。第三步：計算雷諾數(shù)。當(dāng)Ar36時，雷諾數(shù)按公式（C. 5）計算。(C. 5)(C. 6)Re = 0. 056Ar式中：Re雷諾數(shù)；Ar阿基米德準(zhǔn)數(shù)。當(dāng)36A?83 X 103時，雷諾數(shù)按公式（C. 7）計算。Re=. 74Ar 5 （C. 7）式中：Re雷諾數(shù)；Ar阿基米德準(zhǔn)數(shù)。第四步：計算液滴沉降速度。液滴沉降速度按公式（C. 8）計算。w=Re （c. 8）ClpG式中：Wo液滴沉

27、降速度，單位為米每秒（m/s）;/ZG氣相介質(zhì)動力黏度，單位為帕秒（Pa s）；Re雷諾數(shù)；d 液滴直徑，單位為米（m）;Pg氣相介質(zhì)密度，單位為千克每立方米（kg/m3）。第五步：計算氣相中液滴的最大沉降距離。氣相中液滴的最大沉降距離指的是分離段豎直截面上管壁頂部至氣液相界面之間的垂直距離。可 以依據(jù)持液率，按照分離段豎直截面幾何尺寸計算。第六步：計算分離段長度。在分離段內(nèi)，液滴沉降至氣液相分界面所需時間應(yīng)小于液滴在分離段內(nèi)隨氣相介質(zhì)流動所需的時 間。為了保證分離效果，取液滴沉降至氣液相分界面所需時間為液滴在分離段內(nèi)隨氣相介質(zhì)流動所需 的時間的一半。對于單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器，有a）單斜

28、率結(jié)構(gòu)b）雙斜率結(jié)構(gòu)式中：L5氣相中液滴的最大沉降距離，單位為米（m）;wo液滴沉降速度，單位為米每秒（m/s）;L,單層結(jié)構(gòu)分離段長度，單位為米（m）;wG氣液分離管段內(nèi)氣相介質(zhì)速度，單位為米每秒（m/s）。公式（C.9）整理后即為單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器分離段長度L,的計算公式（C. 10）。(C. 10)對于雙層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器，有(C. 11)式中：L3雙層結(jié)構(gòu)上層管段長度，單位為米（m）。C. 2. 5計算設(shè)計儲液段長度單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器設(shè)計儲液段長度主要取決于捕集器設(shè)計儲液體積，由于管段是傾斜 的，設(shè)計儲液段長度與捕集器最高液位密切相關(guān)。捕集器最高液位通常按圖C.

29、3選取，即： /最低的一根排氣立管圖C.3單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器最高液位示意圖a）管段斜率為單斜率時，一級管段的最高液位為最低一根排氣立管中心線與管段底面交匯處; 二級管段的最高液位為該管段與排氣立管外側(cè)壁面交匯處。b）管段斜率為雙斜率時，一級管段的最高液位為最低一根排氣立管中心線與管段底面交匯處; 二級管段的最高液位為該管段與排氣立管內(nèi)側(cè)壁面交匯處。由圖C. 3可見，由于管段是傾斜的，單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器設(shè)計儲液段并沒有完全充滿 液體，液面上方存在一定氣相空間，該氣相空間體積最大值為（x/8） Db3/tan0。因此，單層結(jié)構(gòu)多 管式段塞流捕集器設(shè)計儲液段長度的最小值按公式（C.

30、12）計算。如沒有二級管段，公式（C. 12） 中二級管段根數(shù)取值為0。T _ 4 Vsc/（pb + 7?sb） + （兀/8）Dbj/tan6l-2, min 門 2 丄KUb式中：L2,_單層結(jié)構(gòu)設(shè)計儲液段長度的最小值，單位為米（m）；Vsc多管式段塞流捕集器設(shè)計儲液體積，單位為立方米（m3）;nvb級管段根數(shù)；”sb二級管段根數(shù)；Db單層結(jié)構(gòu)管段內(nèi)徑，單位為米（m）;9管段和水平面之間的夾角，單位為度（）。設(shè)計中，可根據(jù)實(shí)際工程需要，依據(jù)公式（C. 12）確定單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器設(shè)計儲液 段長度L2。雙層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器儲液段為下層管段，下層管段長度4的最小值L4,min按

31、公式 （C. 13）計算。1= 4 Vsc/ndb + （兀/8）Ddb3/tani9 _.式中：L4.min雙層結(jié)構(gòu)下層管段長度的最小值.單位為米（m）;Vsc多管式段塞流捕集器設(shè)計儲液體積，單位為立方米（m3）;下層管段根數(shù)；Ddb單層結(jié)構(gòu)管段內(nèi)徑，單位為米（m）;9管段和水平面之間的夾角，單位為度（）。設(shè)計中，可根據(jù)實(shí)際工程需要，依據(jù)公式（C. 13）確定雙層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器下層管段 長度L4。C. 2.6捕集器總長度校核單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器管段總長度L按公式（C. 14）計算：L = L, +L2 （C. 14）式中：L單層結(jié)構(gòu)捕集器長度，單位為米（m）;L,單層結(jié)構(gòu)分離段

32、長度，單位為米（m）;L2單層結(jié)構(gòu)設(shè)計儲液段長度，單位為米（m）。雙層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器管段總長度則為下層管段長度。在捕集器管段總長度確定后，整個捕集器總長度可確定，校核其是否滿足場地要求。如果捕集器 長度超出場地允許范圍，需增設(shè)管段根數(shù)。單層結(jié)構(gòu)，如果只有一級管段，需增設(shè)一級管段；如果一 級管段達(dá)到8根，可增設(shè)二級管段；如果已有二級管段，可直接增設(shè)二級管段。雙層結(jié)構(gòu)，直接增設(shè) 下層管段。管段增設(shè)應(yīng)以偶數(shù)對稱增設(shè)。增設(shè)管段根數(shù)后，返回步驟C. 2. 3重新設(shè)計計算直至捕集器長度校核合格。C. 3排氣系統(tǒng)設(shè)計C. 3. 1排氣立管排氣立管的主要作用是將多管式段塞流捕集器氣液分離段分離出的氣相

33、介質(zhì)由管段中排至排氣匯 管，同時具備進(jìn)一步脫除氣相介質(zhì)中攜帶的液滴的能力。排氣立管內(nèi)氣體的設(shè)計表觀速度可按公式 （C. 15）計算。式中：wsg排氣立管中氣相介質(zhì)表觀速度，單位為米每秒（m/s）;C設(shè)計系數(shù)，通常取1.2;Qvg多管式段塞流捕集器氣相介質(zhì)體積流量，單位為立方米每秒（m3/s）;m每個管段上排氣立管的根數(shù)；np多管式段塞流捕集器氣液分離管段根數(shù)，單層結(jié)構(gòu)為一級管段根數(shù)，雙層結(jié)構(gòu)為上層管段 根數(shù)；Dnser排氣立管的內(nèi)徑，單位為米（H1）。排氣立管中氣相介質(zhì)設(shè)計表觀速度應(yīng)不大于混輸管道的最大液塞速度，即公式（C. 15）可改寫 成關(guān)于排氣立管內(nèi)徑的公式（C. 16）。Driser2

34、 C （C. 16）丌 m/ipWint式中：Wint最大液塞速度，單位為米每秒（m/s）。公式（C. 16）給出了排氣立管內(nèi)徑的最小值。在工程實(shí)際應(yīng)用中，排氣立管的內(nèi)徑通常取其開 口于管段內(nèi)徑的三分之二即可滿足公式（C. 16）。在單層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器中，當(dāng)依據(jù)公式（C. 16）計算出的排氣立管內(nèi)徑大于管段內(nèi)徑 三分之二時，可在每根一級管段第一根排氣立管下游的同一位置上設(shè)置第二根排氣立管，第二根排氣 立管與第一根排氣立管之間距離宜取氣液分離段長度三分之一。推薦在兩根排氣立管頂端適當(dāng)縮徑以 控制管內(nèi)氣相介質(zhì)流量，第一根排氣立管氣相介質(zhì)流量占總氣相介質(zhì)流量的70%80%為宜，第二 根排氣立

35、管氣相介質(zhì)流量占總氣相介質(zhì)流量的20%30%為宜。每根管段上的排氣立管根數(shù)不宜超 過2根。排氣立管頂端在不低于捕集器人口匯管的前提下，其高度應(yīng)取5倍排氣立管直徑，以使氣相 介質(zhì)中攜帶的液滴有足夠的時間沉降。對于雙層結(jié)構(gòu)多管式段塞流捕集器，排氣立管的內(nèi)徑通常小于上層管段內(nèi)徑的三分之二，排氣立 管頂端不宜低于捕集器人口匯管。為了便于下層管段中分離出的氣相介質(zhì)及時排出，可在下層管段與 上層管段氣相空間管壁上設(shè)置連通管，連通管宜開口于上、下層連接管的下游。C. 3. 2排氣匯管排氣立管的主要作用是將多管式段塞流捕集器分離出的氣相介質(zhì)排至排氣匯管。排氣匯管的內(nèi)徑 宜介于排氣立管的內(nèi)徑和氣液分離管段的內(nèi)徑

36、之間。排氣匯管不宜低于捕集器人口匯管。C.3.3氣相介質(zhì)出口多管式段塞流捕集器氣相介質(zhì)出口位于排氣匯管上，與下游氣相介質(zhì)處理裝置連接。其位置應(yīng)保 證各根排氣立管頂端的壓力分布應(yīng)盡可能平衡。氣相介質(zhì)出口內(nèi)徑不宜小于排氣匯管內(nèi)徑。C. 4排液系統(tǒng)設(shè)計C. 4. 1排液匯管排液匯管的主要作用是匯集多管式段塞流捕集器各管段中的液相介質(zhì)。排液匯管的內(nèi)徑宜與管段 的內(nèi)徑相等。排液匯管應(yīng)低于儲液段管段末端。排液匯管的設(shè)計應(yīng)確?？梢赃M(jìn)行清淤作業(yè)。C. 4.2液相介質(zhì)出口多管式段塞流捕集器液相介質(zhì)出口位于排液匯管上，與下游液相處理裝置連接，其具體位置和管 內(nèi)徑盡可能有利于捕集器各管段內(nèi)部液相介質(zhì)均勻平穩(wěn)流出。C. 4.3排污管排污管位于排液匯管上，其主要作用是定期排出排液匯管中的淤積物。附錄D（資料性附錄）多管式段塞流捕集器防腐指南D. 1腐蝕因素確定原則D. 1. 1含有液態(tài)水和以下任一種氣體的介質(zhì)被認(rèn)為具有腐蝕性：a）氧氣（02）。b）二氧化碳（CO/）。c）硫化氫（H2S）。D.1.2以下原則雖非強(qiáng)制性，但可用于判斷碳鋼在腐蝕環(huán)境中的腐蝕程度：a）氧氣：1