[發明專利]耐磨氣體分離器

有效

• 申請號: 201480019658.5
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN105308259B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 王成寶;K.皮薩多夫斯基
• 申請（專利權）人: 通用電氣石油和天然氣ESP公司
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12;E21B43/38;B01D19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 劉林華,肖日松

技術領域

本發明大體上涉及井下泵送系統的領域，并且更具體地涉及用于在泵送之前使氣體與井流體分離的氣體分離器。

背景技術

水下泵送系統通常配置在井中以從地下儲藏回收石油流體。通常，水下泵送系統包括一定數目的構件，包括聯接到一個或更多個泵組件上的電動機。開采管路連接到泵組件上，以將井孔流體從地下儲藏輸送至地面上的儲存設備。

井孔流體通常含有液體和氣體的組合。由于大多數井下泵送設備主要設計成回收液體，故井孔流體中的過量氣體可向鉆井設備提出問題。例如，由井下渦輪機施加的離心力趨于使氣體與液體分離，從而增大空化或汽封的機會。

氣體分離器已經用于在井孔流體進入泵之前除去氣體。在操作中，井孔流體被經由進入口吸入氣體分離器中。升力發生器提供附加升力來將井孔流體移動到攪拌器中。攪拌器典型地構造作為旋轉槳，其將離心力給予至井孔流體。在井孔流體穿過攪拌器時，較重的成分如油和水傳送至攪拌器槳葉的外緣，而較輕的成分如氣體仍接近攪拌器的中心。以此方式，現代氣體分離器利用兩相井孔流體的各種成分之間的具體重力的相對差異來使氣體與液體分離。一旦分離，則液體可被引導至泵組件，且氣體從氣體分離器排出。

在出砂油井中，攜帶在井流體內的固體顆?？蓚魉偷綒怏w分離器中。這些固體顆粒可引起對氣體分離器和下游泵送系統內的各種構件的顯著的磨損。精確加工的構件的磨損可顯著地降低氣體分離器的效率和服務壽命。

過去，制造商使用硬化材料來減小磨損固體顆粒的沖擊。碳化鎢、鎳硼和其它涂層已經應用于延長暴露于磨損顆粒的構件的壽命。然而，在極端的出砂油井中，甚至硬涂布的部分可能不足以延長在氣體分離器內的構件的服務壽命。因此，持續需要對磨損固體顆粒有更大抵抗力的改進的氣體分離器設計。其在于本發明針對的現有技術的這些及其它不足。

發明內容

在優選實施例中，本發明包括構造成使氣體與兩相流體分離的氣體分離器。氣體分離器包括可旋轉軸和一個或更多個分離級。一個或更多個分離級中的至少一個包括連接到可旋轉軸上的轉子和導送壓縮管，其中導送壓縮管包括壓縮管套節和多個通道。通道構造成將磨損固體顆粒與氣體分離器內的旋轉構件隔離。氣體分離器可選地包括分離級上游的流轉化器，其減少轉子上游的旋轉流。

附圖說明

圖1為根據優選實施例構造的井下泵送系統的側立面視圖。

圖2為根據優選實施例構造的氣體分離器的局部截面視圖。

圖3為圖2的導送壓縮管的上游側的透視圖。

圖4為圖2的導送壓縮管的備選實施例的上游側的透視圖。

圖5為圖2的氣體分離器的流轉化器的透視圖。

圖6為圖2的氣體分離器的轉子的透視圖。

圖7為圖2的氣體分離器的擴散器的上游側的透視圖。

圖8為圖2的氣體分離器的交叉組件的上游側的透視圖。

具體實施方式

如本文使用的，用語"石油"寬泛地指所有礦物碳氫化合物，如，粗油、氣體以及油和氣體的組合。此外，如本文使用的用語"兩相"是指包括氣體和液體的混合物的流體。本領域的技術人員將認識到，在井下環境中，兩相流體還可傳送固體和懸液。因此，如本文使用的用語"兩相"未排除包含液體、氣體、固體或其它物質中間形式的流體。

根據本發明的優選實施例，圖1示出了附接到開采管路102上的泵送系統100的立面視圖。泵送系統100和開采管路102設置在井孔104中，其被鉆取來用于開采流體如水或石油。開采管路102將泵送系統100連接到位于地面上的井口106上。盡管泵送系統100主要設計成泵送石油產品，但將理解的是，本發明還可用于移動其它流體。還將理解的是，盡管泵送系統100的各個構件主要在水下應用中公開，但一些或所有這些構件還可用于表面泵送操作。

泵送系統100優選地包括泵組件108、電機組件110、密封區段112和氣體分離器114的一些組合。密封區段112使電機組件110免受泵組件108產生的機械推力，且在操作期間提供了電機潤滑劑的膨脹。氣體分離器114優選在密封區段112與泵組件108之間連接。