CN100532782C - 油井井下气液分离方法及多沉降杯等流型气锚 - Google Patents
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Abstract
本发明创造涉及油井井下气液分离方法及多沉降杯等流型气锚，属于油田气液分离方法及气液分离装置，方法是在抽油泵下安装多沉降杯等流型气锚，气液混合体先流经沉降杯，分离出的气体沿沉降杯外壁聚集上升；沉降杯底部液体通过进液孔流入中心管后由抽油泵产出；抽油泵每次抽汲时，所有进液孔的进液总量不大于所有沉降杯总容量的二分之一，且中心管上所有进液孔的进液量应近似相等；多沉降杯等流型气锚的结构是：中心管上套装数个沉降杯保护体和沉降杯，沉降杯的外轮廓呈流线上升型；中心管在靠近每个沉降杯内侧底部位置上开有若干个进液孔，进液孔的过流面积在0.2mm2-7mm2之间；中心管下部联接洗井阀。
Description
技术领域：
本发明创造涉及油井井下气液分离方法及多沉降杯等流型气锚，属于油田油井井下气、液分离方法及气、液分离装置。
背景技术：
油田现有的油井举升设备在井下工作时抽吸的是气、油、水三相混合液。混合液中的气体对人工举升装置的效率影响很大，例如，当抽油泵沉没度在正常范围(150---500m)内时，平均泵效仅为30--40％。以往研究的各类井下气、液分离装置--气锚，都是让混合液大量进入气锚后，通过气锚的各种流道，让液体在回旋流动中进行气、液分离。此种方法分离效率极低，尤其对于井下粘度大于2mpa.s的流体，现场应用中很难实现提高泵效、增加产量的目的。目前，油田中尚无一种方法和装置能使抽油机在抽汲井下流体，尤其是粘度大于2mpa.s的流体时，能在井下使气、液达到有效地分离。
发明内容：
本发明创造的目的就是针对上述现有技术中存在的问题，提供油井井下气液分离方法及多沉降杯等流型气锚，有效地解决油井井下气、液分离问题，提高人工举升装置的抽汲效率，特别是提高抽油泵的泵效。
本发明创造—油井井下气液分离方法，是在抽油泵下端用连接头连接多沉降杯等流型气锚；气液混合体先流经每个外轮廓呈流线上升型的沉降杯，气液混合体中分离出的气体沿沉降杯外壁聚集上升；沉降杯内的底部液体通过进液孔流入中心管后由抽油泵产出；抽油泵每次抽汲时，所有进液孔的进液总量应不大于所有沉降杯总容量的二分之一，且中心管上所有进液孔的进液量应近似相等。
上述抽油泵每次抽汲时，中心管上所有进液孔的进液量的误差应不大于10％。
上述抽油泵每次抽汲时，所有进液孔的进液总量应不大于所有沉降杯总容量的二分之一且中心管上所有进液孔的进液量应近似相等，可通过改变进液孔的过流面积、每个沉降杯内侧底部的位置上开有的进液孔的个数及沉降杯的个数来实现。
上述改变进液孔的过流面积、每个沉降杯内侧底部的位置上开有的进液孔的个数及沉降杯的个数的步骤是：第一步：对于已知排量的抽油泵，确定沉降杯的容量；第二步：确定每个沉降杯内侧底部的位置上开有的进液孔的个数；第三步：设定所有进液孔的进液总量占所有沉降杯总容量的几分之几，此分数应不大于二分之一；第四步：根据流体力学中常用公式及孔口与管嘴的流量公式，可计算出沉降杯的个数、进液孔的过流面积和所有进液孔的进液量的误差；第五步：若所有进液孔的进液量的误差不大于10％，则上述各参数确定不变；第六步：若所有进液孔的进液量的误差大于10％，则缩小进液孔的过流面积，再次计算所有进液孔进液量的误差，直至满足进液量的误差不大于10％为止。
本发明创造--油井井下气液分离方法中所述的多沉降杯等流型气锚，是由中心管、沉降杯、沉降杯保护体和洗井阀构成；中心管上以间隙配合套装数个沉降杯保护体，在每两个沉降杯保护体之间安装多个沉降杯，且沉降杯保护体的上端托盘外径大于沉降杯的杯口直径；沉降杯的外轮廓呈流线上升型；中心管在靠近每个沉降杯内侧底部的位置上均匀开有若干个进液孔，进液孔的过流面积在0.2mm2--7mm2之间；中心管下部联接洗井阀。
上述的沉降杯上升角度与中心管成30°-60°角。
上述进液孔的个数为4—10个。
上述的沉降杯的数量为30-500个。
上述的洗井阀可为丝堵。
本发明创造同现有技术相比具有如下优点；1、多沉降杯把气液混合体分成若干份，利用其呈上升型的外轮廓，使分离后的气体迅速聚集、上升，达到有效分离气体的目的。2、每个吸入行程吸入的是所有沉降杯底部的液体，抽油泵每次抽汲液量不大于沉降杯总容量的二分之一且所有进液孔的进液量近似相等，从而保证了气体在沉降杯中进行充分有效的分离。3、克服了现有各类气锚存在的缺陷，特别是能解决油井井下粘度大于2mpa.s的流体的气、液分离问题，使抽油泵吸入液体中的气体含量降到最低，达到提高泵效、提高原油产量、节能降耗的目的。
附图说明：
附图为用于抽油机井的本发明创造---多沉降杯等流型气锚结构图。
具体实施方式：
参见附图，多沉降杯等流型气锚，是由中心管7、沉降杯5、沉降杯保护体6和洗井阀9构成；中心管7上以间隙配合套装数个沉降杯保护体6，在每两个沉降杯保护体6之间安装多个沉降杯5，且沉降杯保护体6的上端托盘外径大于沉降杯5的杯口直径；沉降杯5的外轮廓呈流线上升型；中心管7在靠近每个沉降杯5内侧底部的位置上均匀开有若干个进液孔8，进液孔8的过流面积在0.2mm2--7mm2之间；中心管7下部联接洗井阀9。
上述的沉降杯5上升角度与中心管7成30°-60°角。
上述进液孔8的个数为4—10个。
上述的沉降杯5的数量为30-500个。
上述洗井阀9可为丝堵。
油井井下气液分离方法，是在抽油泵3下端用连接头4连接多沉降杯等流型气锚；气液混合体先流经每个外轮廓呈流线上升型的沉降杯5，气液混合体中分离出的气体沿沉降杯5的外壁聚集上升；沉降杯5内的底部液体通过进液孔8流入中心管7后由抽油泵3产出；抽油泵3每次抽汲时，所有进液孔8的进液总量应不大于所有沉降杯5总容量的二分之一，且中心管7上所有进液孔8的进液量应近似相等；目的是保证抽油泵3每次抽汲时，通过进液孔8流入中心管7的液体在抽油泵3抽汲间歇，在每一个沉降杯5中有足够的时间进行充分的分离。
上述的抽油泵3每次抽汲时，中心管7上所有进液孔8的进液量的误差应不大于10％。
上述抽油泵3每次抽汲时，所有进液孔8的进液总量应不大于所有沉降杯5总容量的二分之一且中心管7上所有进液孔8的进液量应近似相等，可通过改变进液孔8的过流面积、每个沉降杯5内侧底部的位置上开有的进液孔8的个数及沉降杯5的个数来实现。
上述改变进液孔8的过流面积、每个沉降杯5内侧底部的位置上开有的进液孔8的个数及沉降杯5的个数的具体步骤是：第一步：对于已知排量的抽油泵3，确定沉降杯5的容量；第二步：确定每个沉降杯5内侧底部的位置上开有的进液孔8的个数；第三步：设定所有进液孔8的进液总量占所有沉降杯5总容量的几分之几，此分数应不大于二分之一；第四步：根据流体力学中常用公式及孔口与管嘴的流量公式，可计算出沉降杯5的个数、进液孔8的过流面积和所有进液孔8的进液量的误差；第五步：若所有进液孔8进液量的误差不大于10％，则上述各参数确定不变；第六步：若所有进液孔8进液量的误差大于10％，则缩小进液孔8的过流面积，再次计算所有进液孔8进液量的误差，直至满足所有进液孔进液量的误差不大于10％为止。
抽油泵3在工作过程中，气液混合体由于洗井阀9的阻挡，只有通过沉降杯5和进液孔8进入抽油泵3；由于进液孔8的限流作用，抽油泵3每次抽汲时，中心管7上所有的进液孔8的进液量应近似相等，并且，抽油泵3每次抽吸的液量应不大于所有沉降杯5总容量的1/2，使得气体有足够的时间从气液混合液中分离。
沉降杯5的外轮廓呈流线上升型，上升角度与中心管7所成的最佳角度为30°-60°，便于分离出来的气体沿沉降杯外壁迅速聚集和上升，并分离到油管2与套管1之间的环型空间后再排出，分离后的液体经抽油泵3、油管2产出。
2003年11月1日，本发明创造多沉降杯等流型气锚在大庆油田有限责任公司第一采油厂高132-更47井进行了现场试验，试验前后生产数据见下表：
高132-更47井多沉降杯等流型气锚试验数据表
| 采出液(t/d) | 采油量(t/d) | 套压(Mpa) | 沉没度(m) | 泵效(％) | 下井时间 | |
| 加气锚前 | 49 | 8 | 0.22 | 351.4 | 38.3 | 2003.10.30 |
| 加气锚后 | 68 | 10 | 0.8 | 233.5 | 56.4 | 2003.11.7 |
使用多沉降杯等流型气锚后泵效提高了18.1百分点，日采出液增加了19吨，日采油量增加了2吨，沉没度降低了117.9m，试验效果理想。
本发明创造—多沉降杯等流型气锚可与其他人工举升装置配套使用，如螺杆泵等，实现气液分离，提高抽油效率。
Claims (8)
1、多沉降杯等流型气锚，是由中心管(7)、沉降杯(5)、沉降杯保护体(6)和洗井阀(9)构成；其特征在于：中心管(7)上以间隙配合套装数个沉降杯保护体(6)，在每两个沉降杯保护体(6)之间安装多个沉降杯(5)，且沉降杯保护体(6)的上端托盘外径大于沉降杯(5)的杯口直径；沉降杯(5)的外轮廓呈流线上升型；中心管(7)在靠近每个沉降杯(5)内侧底部的位置上均匀开有若干个进液孔(8)，进液孔(8)的过流面积在0.2mm2--7mm2之间；中心管(7)下部联接洗井阀(9)。
2、如权利要求1所述的多沉降杯等流型气锚，其特征在于：所述的沉降杯(5)上升角度与中心管(7)成30°-60°角。
3、如权利要求1或权利要求2所述的多沉降杯等流型气锚，其特征在于：所述进液孔(8)的个数为4—10个。
4、如权利要求1所述的多沉降杯等流型气锚，其特征在于：所述的沉降杯(5)的数量为30-500个。
5、油井井下气液分离方法，其特征在于：在抽油泵(3)下端用连接头(4)连接权利要求1-4之一的多沉降杯等流型气锚；气液混合体先流经每个外轮廓呈流线上升型的沉降杯(5)，气液混合体中分离出的气体沿沉降杯(5)的外壁聚集上升；沉降杯(5)内的底部液体通过进液孔(8)流入中心管(7)后由抽油泵(3)产出；抽油泵(3)每次抽汲时，所有进液孔(8)的进液总量应不大于所有沉降杯(5)总容量的二分之一，且中心管(7)上所有进液孔(8)的进液量应近似相等。
6、如权利要求5所述的油井井下气液分离方法，其特征在于：上述的抽油泵(3)每次抽汲时，中心管(7)上所有进液孔(8)的进液量的误差应不大于10％。
7、如权利要求5或权利要求6所述的油井井下气液分离方法，其特征在于：上述的抽油泵(3)每次抽汲时，所有进液孔(8)的进液总量应不大于所有沉降杯(5)总容量的二分之一且中心管(7)上所有进液孔(8)的进液量应近似相等，可通过改变进液孔(8)的过流面积、每个沉降杯(5)内侧底部的位置上开有进液孔(8)的个数及沉降杯(5)的数量实现。
8、如权利要求7所述的油井井下气液分离方法，其特征在于：上述改变进液孔(8)的过流面积、每个沉降杯(5)内侧底部的位置上开有进液孔(8)的个数及沉降杯(5)的数量的步骤是：第一步：对于已知排量的抽油泵(3)，确定沉降杯(5)的容量；第二步：确定每个沉降杯(5)内侧底部的位置上开有的进液孔(8)的个数；第三步：设定所有进液孔(8)的进液总量占所有沉降杯(5)总容量的几分之几，此分数应不大于二分之一；第四步：根据流体力学中常用公式及孔口与管嘴的流量公式，可计算出沉降杯(5)的个数、进液孔(8)的过流面积和所有进液孔(8)的进液量的误差；第五步：若所有进液孔(8)的进液量的误差不大于10％，则上述各参数确定不变；第六步：若所有进液孔(8)的进液量的误差大于10％，则缩小进液孔(8)的过流面积，再次计算所有进液孔(8)的进液量的误差，直至满足所有进液孔(8)的进液量的误差不大于10％为止。
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