[發明專利]一種井下氣液分離器

在審

• 申請號: 201810217456.1
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108533243A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 史仕熒;吳應湘;邢樹彬;鐘興福;李東暉;林黎明;張軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: E21B43/38
• 分類號: E21B43/38
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開了一種井下氣液分離器，包括：對氣液流體進行分離的旋流管，扣在所述旋流管外表面的一側且用于輸送氣液流體至旋流管的進液套管，以及扣在所述旋流管外表面的另一側且用于輸送從旋流管內分離的液體的出液套管；所述旋流管的頂端設有出氣口。本發明的井下氣液分離器具有分離效果穩定、高效，結構簡單、體積小、處理量大的優點；適用于氣井、高含氣的油井、頁巖氣井的氣液兩相分離，具有很好的工業應用前景。

技術領域

本發明屬于采氣工程技術領域，具體地涉及一種高含氣油井或氣井的氣液分離裝置。

背景技術

隨著氣藏開發程度的提高，越來越多的氣井開始產液，產液量也越來越高，產液量增加，造成的危害主要有：(1)井筒積液、回壓增大、井口壓力下降、氣井生產能力受到嚴重影響；(2)井底近區積液，產氣層由于“水侵”、“水鎖”、“水敏性粘土礦物的膨脹”等原因，使得氣相滲透率受到極大傷害，這將嚴重地影響氣田最終采收率。例如，在頁巖氣、煤層氣、有水氣藏的開采中，通常是高含氣、低含液的開采；隨著氣的采出，水會在井筒中逐漸積累，形成井筒積液現象，當積液到一定程度時，氣體在井筒中的流速會降低，氣體攜液能力下降，從而導致所產的氣體無法上升至井口，造成氣井被淹，無法生產的嚴重后果。因此如何降低井底積液對氣井生產造成的影響，將氣液在井底分離，并及時將產出液采至地面成為氣井生產過程中的關鍵環節。

發明內容

針對現有技術中存在的一種或多種技術問題，本發明的一個目的在于提供一種井下氣液分離器。所述氣液分離器借助氣液兩相的密度差異，使得氣液兩相流體通過氣液分離器的切向入口進入旋流管中，氣液流體在旋流管中形成旋轉流動，密度大的液相向壁面附近運動，并在重力的作用下向下運動；密度小的氣相向軸心附近運動，形成氣核并向上運動，最終實現氣液分離。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種井下氣液分離器，包括：對氣液流體進行分離的旋流管，扣在所述旋流管外表面的一側且用于輸送氣液流體至旋流管的進液套管，以及扣在所述旋流管外表面的另一側且用于輸送從旋流管內分離的液體的出液套管；所述旋流管的頂端設有出氣口。

優選地，所述旋流管的入口為切向入口，所述切向入口位于所述旋流管的的1/2高度處；優選地，所述旋流管的入口為漸開線式與旋流管相切的切向入口。

優選地，所述進液套管和出液套管不連通且橫截面均呈半圓形，兩個套管套設在所述旋流管外表面拼接形成一個完整的套管。

優選地，所述進液套管的頂部端面位于旋流管的1/2高度處，且設有與所述切向入口相連通的出口。

優選地，所述旋流管的底部出口處設有與所述出液套管相連通的彎管，用于將所述旋流管內分離的液體順利地輸送至出液套管。

優選地，所述旋流管頂部設有與其同軸線的出氣管，以使旋流管內分離后的氣體順利輸出。

優選地，所述出液套管的頂端設有用于輸送旋流管內分離后液體的出口。

優選地，所述旋流管、進液套管和出液套管的內徑比為3:3.5:3.5。

優選地，所述進液套管和出液套管均與所述旋流管同軸線。

優選地，所述彎管的縱向軸線與所述旋流管處于同一軸線上。

優選地，所述進液套管或出液套管均與所述旋流管通過隔板連接。

本發明的有益效果如下：

1、明利用離心、重力原理于一體的氣液分離方法采用柱狀結構的旋流管進行氣液分離，膨脹空間大，氣液分離效果好；尤其適用于高含氣的井下氣液兩相分離，當含氣率大于50％，其分離性能較優。