[發明專利]一種同井注采井筒內氣-液-液三級旋流分離裝置

有效

• 申請號: 202011619048.2
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112832734B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 趙立新;蔣明虎;邢雷;高揚;劉海龍;張爽
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B43/38
• 分類號: E21B43/38;E21B43/40
• 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

一種同井注采井筒內氣?液?液三級旋流分離裝置。主要解決油田開采過程中含氣條件下的井下同井注采工藝內部旋流器入口進液含氣致使分離效率變低的問題。其特征在于：所述三級旋流分離裝置內置有一級氣相分離單元、二級液相分離單元和三級液相分離單元，氣液混合相經進液孔進入氣分離筒內部使得氣相被優先排出，脫氣后的混合液進入切向旋流筒使得部分溢流液被排出，其余混合液通過除液旋流器后使得溢流液通過溢流導管流出。本種旋流分離裝置可實現對氣液兩相的多級分離，避免井下同井注采工藝在含氣條件下的溢流分離性能變差現象的發生，消除了氣體擾動下對溢流液的分離所造成的不良影響。

技術領域

本發明涉及一種應用于井下油田同井注采系統的氣液旋流分離裝置。

背景技術

隨著油田的不斷開發與技術的不斷創新,旋流器作為一種油水分離設備成功的應用于井下油水分離，并取得了一定的成效，但在某些選定的油井中，由于伴生氣的影響，井下油水分離旋流器的分離效果受到制約，氣相存在條件下會影響同井注采系統內部旋流器的分離效果，導致油相沒能被完全分離，因此會很大程度降低旋流器油水分離效率，目前，在氣液旋流分離器領域的研究有很大進展，但多數氣液旋流分離器結構復雜且不適用于井下狹小空間，專利文獻CN1626770A公開了一種油井井下氣液分離方法及多沉降杯等流型氣錨，此裝置利用多杯并聯重力沉降的方式進行氣液分離，當含氣率較高時分離效果并不好，因此有必要研制適用于井下的氣液分離裝置。

發明內容

發明提供了一種同井注采井筒內氣-液-液三級旋流分離裝置，通過一級分離單元使得氣相被優先分離，再經過二、三級分離單元完成對溢流液的分離，使得井下同井注采工藝在氣體影響下依舊保障對旋流器溢流液的充分提取，消除了氣相對溢流液分離所產生的不良影響。

本發明的技術方案是：該種井下氣液旋流分離器，具有一級氣相分離單元、二級液相分離單元、三級液相分離單元。

所述一級氣相分離單元包括氣相分離筒、導氣管、脫氣導流器、密封盤；所述氣相分離筒主要結構有進液孔和連接孔，共3列進液孔圓周分布氣相分離筒表面且每列有6個進液孔，連接孔分別與切向旋流筒和液相分離筒螺紋連接；所述導氣管外觀為一通透圓管，在其外表面開兩段螺紋分別與脫氣導流器和密封盤連接；所述脫氣導流器前端為半球形，后端為棱臺結構，共10個導流葉片圓周分布在中端圓柱體外壁，在其軸心處開一通透孔貫穿整個脫氣導流器，通透孔內壁開有螺紋與導氣管螺紋連接；所述密封盤中心開孔與導氣管螺紋連接，其側壁端面與氣相分離筒螺紋連接；

所述二級液相分離單元為切向旋流筒，借助其內部復雜結構即可實現油水兩相分離，所述切向旋流筒主要結構有切向進液口、一級溢流管、旋流腔，6個切向進液口圓周分布在切向旋流筒底端，且切向進液口進液速度方向與旋流腔內壁相切，一級溢流管貫穿整個切向旋流筒，在旋流腔外壁開螺紋線后螺紋連接至氣相分離筒內連接孔一端；

所述三級液相分離單元包括液相分離筒、除液旋流器、溢流導管；所述液相分離筒為圓筒狀，其內部為3段不同橫截面積空腔，前端為直徑較大的圓柱狀空腔段、中端為直徑漸變的空腔段、后端為直徑較小的圓柱狀空腔段，液相分離筒一端與氣相分離筒螺紋連接，另一端螺紋連接至同井注采工藝外部端口；所述除液旋流器軸心有一通孔且與溢流導管螺紋連接；所述溢流導管主要結構有溢流進液口和連接環，溢流導管中心開有通孔貫穿整體，連接環外壁面開有螺紋線，與切向旋流筒內部結構的一級溢流管螺紋連接。

所述氣相分離筒與液相分離筒螺紋連接，氣相分離筒內部進液孔端與密封盤螺紋連接，液相分離筒底流出口端與同井注采系統內部封隔器螺紋連接，切向旋流筒與氣相分離筒螺紋連接在一起，其溢流出口端與外部端口封隔器螺紋連接，溢流導管螺紋連接至切向旋流筒內部。