[發明專利]一種浮子式穩流器

有效

• 申請號: 201310141757.8
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103216217A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 蔣明虎;張勇;劉彩玉;趙立新;李楓;宋華;張艷
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 李建華

技術領域

?本發明涉及一種應用在石油開采領域中在油田井筒內部使用的穩流與流量控制裝置。

背景技術

目前油田機械采油過程中在井筒內實現采出液預分離的方法主要是采用井下分離及同井回注系統。該系統采用井下泵送方式結合分離技術，在井筒內部將采出液初分，然后將富油相和富水相分別泵送到地面或合適地層。旋流分離器因其小型高效等特點成為最常用的井下分離器。旋流分離主要依靠旋轉流動形成的離心力實現分離，因此受來液液流穩定性影響很大。特別是在來液量激增的情況下，會造成過大的離心力，從而將液滴剪切破損，加大分離難度。隨著油田逐步進入高含水后期，井下油水分離技術的應用也越來越廣泛，為此，井下穩流也成為井下分離器長期穩定運行的保證。然而截至目前，適用于油田機械采油過程中井筒內采出液穩流作用的設備未見報道。在其它非油田機械類的穩流應用方面，目前存在的對非穩定流動起控制作用的穩流裝置僅限于低壓應用。例如：農田灌溉領域用到的水壓出流裝置，氣壓暖瓶的提水管附件，直流式熱水器的流量恒定自控裝置，綠化微灌使用的迷宮式穩流裝置等。這類低壓穩流裝置可以在較小的流量范圍下實現來液的壓力或流量控制，缺點是這類裝置主要依靠巧妙的結構設計實現穩流，可調范圍有限，流道容易堵塞，使用壽命短，最重要的是若在高壓、大流量下使用可靠性無法得到保證。其次，在具有穩流作用的工藝方面，地面流體系統出現了一些起到穩流作用的裝置或設備。例如：工業污水處理系統工藝中使用一種水箱式穩流器，通過箱體隔斷過渡，解決了進入沉淀池和生化系統的液流穩定性問題；煉油廠催化裂化裝置則采用一種獨特設計的煙道起到穩流作用。這類地面流體系統穩流裝置往往依靠空間緩沖流體的流動狀態，體積龐大。綜上所述，現有技術中尚無一種可以直接應用于油田井筒內部實現穩流作用從而保證分離器穩定工作的相關裝置。

發明內容

為了解決背景技術中所提到的現有技術問題，本發明提供一種浮子式穩流器，該種浮子式穩流器可適用于井下工況條件，能夠減緩或避免液流參數波動對旋流分離器分離效果的影響，確保其穩定高效運行。

本發明的技術方案是：該種浮子式穩流器，包括一個中心管，所述中心管的上、下兩端是采用錐形母體的油管上聯結頭和油管下聯結頭，所述油管上聯結頭和油管下聯結頭上均開有用于連接的外螺紋；所述穩流器還包括一個入口螺旋導流結構體、一個穩流浮子、防卡倒錐以及一個出口螺旋導流結構體；所述穩流浮子上開有若干導流孔和一個錐形腔。其中，入口螺旋導流結構體和出口螺旋導流結構體與所述中心管的圓柱形腔通過螺紋連接；在入口螺旋導流結構體和出口螺旋導流結構體之間依次固定連接扶正桿和防卡倒錐，穩流浮子套在扶正桿外可沿扶正桿上下滑動，在穩流浮子的上端與入口螺旋導流結構體的底部之間環繞于扶正桿上固定有一根彈簧；所述錐形腔與防卡倒錐相配合。

具體實現時，為起到高壓防卡作用，可使得錐形腔的錐角大于防卡倒錐的錐角，二者之間的角度差范圍在3度到8度之間。

另外，限制所述穩流浮子上的導流孔在穩流浮子上周向均布，兩兩相隔90度，同時，使導流孔的直徑為穩流浮子直徑的1/6，由此帶來的穩流效果更好。

本發明具有如下有益效果：本發明采用錐形穩流浮子配合彈簧及防卡倒錐實現穩流作用，首先，該裝置的圓柱形型腔和入口螺旋導流流道，能夠實現一定的預分離效果；其次，進出口采用錐螺紋連接，在實現密封效果的前提下減少密封件的使用；再次，內錐式穩流浮子開有導流孔，導流孔在穩流浮子上周向均布，相隔角度為90°，其直徑為穩流浮子直徑的1/6，可以與下端的防卡倒錐結構配合實現穩流；此外，調整上下錐角的角度差在3度到8度的范圍內，可避免高壓卡死現象發生。另外，穩流浮子連有彈簧，可保證其在來液壓力下上下浮動，改變過流截面，實現恒流量，導流孔可以保證其運動的靈活性。本種穩流器適于井下工況條件下，能夠緩解非恒定流動采出液對機械采油過程的影響，也可用于井下分離及同井回注系統中分離器的前后端，為分離器提供穩定的工作環境，確保其穩定高效運行。本種穩流器雖然結構簡單，依靠浮子式結構實現穩流作用，但是其工作性能可靠，?具有位置自恢復功能，不需要額外進行井下或井上調節，對流量或流速均具有調節作用。經過試驗和理論證明，該裝置可在非穩定液流輸入的情況下，自適應調整穩流器的流道大小，從而控制流量，本穩流器可適用于井下的惡劣工況條件，能夠減緩或避免因液流參數波動對旋流分離器分離效果及舉升和回注工藝效果的影響，確保其能夠穩定高效的運行，能夠用于油田機械采油過程中達到井下穩流的技術要求。

附圖說明：

圖1是本發明所述浮子式穩流器與油管連接后的結構示意圖。