[發(fā)明專利]一種智能井下氣液分離裝置

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• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111691866A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 鄭杰;閆新;竇益華;緱雅潔;趙文凱;師曉曉
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: E21B43/38
• 分類號: E21B43/38;B01D19/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種智能井下氣液分離裝置，包括下端封閉的工作外筒，所述的工作外筒一側開有油氣混合流體入口，所述的油氣混合流體入口處設置有防砂裝置，另一側設置有氣體出口，氣體出口位置高于油氣混合流體入口，所述的工作外筒內(nèi)部安裝有排液管，該排液管下端在不同高度處開有排液孔，上端為液體出口，排液管上端穿過工作外筒頂部，位于工作外筒內(nèi)部的排液管外側同軸設置有導氣管，導氣管上設置有旋流板，旋流板將油氣混合流體入口進入的液體甩向工作外筒外壁，位于旋流板下方的導氣管上環(huán)繞設置有螺旋片，所述的導氣管和排液管之間設置有過濾孔板。本發(fā)明具有排液口可自動調(diào)節(jié)、安裝簡單、可實現(xiàn)三次有效分離的特點。

技術領域

本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)井下氣液分離技術領域，特別涉及一種智能井下氣液分離裝置。

背景技術

當前各大油田已經(jīng)進入中高含水期，由于油田產(chǎn)出物有伴生氣體產(chǎn)生，因此不可避免地會有一部分氣體進入井下儀器內(nèi)部，如進入抽油泵內(nèi)會減少設備抽油量。常規(guī)的井下氣液分離設備由于井下空間限制、氣流壓力高、溫度高、流速大等問題，無法進行有效的井下氣液分離工作；對于老油田的增產(chǎn)措施，一般會采取注二氧化碳、注水、注氮氣等方式進行驅(qū)油，注入后油井氣液比會增大，如不采取有效的除氣、防氣措施，則會對油氣井整體的生產(chǎn)造成影響；因此將產(chǎn)出流體中的氣、液相成分有效的在井下分離出來是目前亟需解決的問題。

目前存在的井下氣液分離裝置有氣液旋流分離器、慣性分離式裝置、氣液重力分離裝置等。對于井下氣液旋流分離器，僅采用螺旋流道來進行分離，分離效果不徹底，而且無法對流量輸出的穩(wěn)定性進行控制。慣性分離器采用阻礙油氣混合流體運動，靠氣液相接觸到障礙物后，由于密度不同，從而產(chǎn)生不同運動軌跡的特點來進行分離。僅適用于井底流速較慢時使用，對于高速流體，氣液兩相流動過程速度方向改變不明顯，從而導致產(chǎn)生的分離效果不明顯。而且這種類型裝置會產(chǎn)生較大的流體阻力，在氣體出口處會由于壓降產(chǎn)生較大吸力，引起二次夾帶現(xiàn)象。氣液重力分離裝置是利用密度不同，讓氣液兩相流體通過較長一段管徑，利用液體密度大下沉、氣體密度小上升的特點，通過重力實現(xiàn)兩相分離。但重力分離裝置的分離段管徑一般會很長，需要足夠的時間讓流體緩慢通過，對高速流體不適用。以上裝置都無法實現(xiàn)對井下氣液兩相流體的高效分離和實時流量調(diào)節(jié)，這會導致井下氣液分離器出口的流體通過舉升設備時的流量不穩(wěn)定，對舉升設備造成危害。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種智能井下氣液分離裝置，具有排液口可自動調(diào)節(jié)、安裝簡單、可實現(xiàn)三次有效分離的特點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種智能井下氣液分離裝置，包括下端封閉的工作外筒1，所述的工作外筒1一側開有油氣混合流體入口8，所述的油氣混合流體入口8處設置有防砂裝置，另一側設置有氣體出口3，氣體出口3位置高于油氣混合流體入口8，所述的工作外筒1內(nèi)部安裝有排液管10，該排液管10下端在不同高度處開有排液孔，上端為液體出口，排液管10上端穿過工作外筒1頂部，位于工作外筒1內(nèi)部的排液管10外側同軸設置有導氣管2，導氣管2上設置有旋流板4，旋流板4將油氣混合流體入口8進入的液體甩向工作外筒1外壁，位于旋流板4下方的導氣管2上環(huán)繞設置有螺旋片5，所述的導氣管2和排液管10之間設置有過濾孔板9。

所述的防砂裝置包括防砂罩7和微流量監(jiān)測裝置6。

所述的過濾孔板9高度與氣體出口3高度相同。

所述的排液管10頂部設置有出口微流量檢測裝置及調(diào)節(jié)閥11。

所述的過濾孔板9為網(wǎng)狀結構孔板，套接在排液管10外壁。主要作用是過濾分離排液管與導氣管之間的氣液混合流體。

所述的旋流板4由環(huán)形陣列的旋流葉片所組成，安裝在導氣管2外壁，油氣混合流體入口8下方，主要作用是對混合流體進行首次氣液分離。

所述的導氣管2與螺旋片5利用離心原理將旋流板首次分離的流體進行二次分離。