CN102787835B - 气井井下螺旋气液分离排液采气装置 - Google Patents

气井井下螺旋气液分离排液采气装置 Download PDF

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本发明的目的是提供一种井下螺旋气液分离排液采气装置，所述气井井下螺旋气液回注装置包括井下螺旋气液分离器和有杆泵。其中井下螺旋气液分离器由内筒、外筒、起导流作用的螺旋片和挡板组成；内筒上下端设有螺纹接头，外筒上端有螺纹接头，内筒与外筒形成的环形空间上端为排气通道，挡板与外筒形成的环形空间下端为排液通道，挡板与内筒形成的环形空间下端为气液混合物进入螺旋分离器的入口。所述装置结构简单，由井下螺旋气液分离器和有杆泵配合使用，在井下自动实现气液分离，并将气、液分别举升到地面。

Description

气井井下螺旋气液分离排液采气装置
技术领域
本发明属于采气工程领域，是一种在井下利用生产压差做动力，自动实现气液分离，并将气、液分别举升到地面的气井井下螺旋气液分离排液采气装置。
背景技术
随着气藏开发程度的提高，越来越多的气井开始产液，产液量也越来越高，产液量增加，造成的危害主要有：(1)井筒积液、回压增大、井口压力下降、气井生产能力受到严重影响；(2)井底近区积液，产气层由于“水侵”、“水锁”、“水敏性粘土矿物的膨胀”等原因，使得气相渗透率受到极大伤害，这将严重地影响气田最终采收率。如何降低井底积液对气井生产造成的影响，将气液在井底分离，并及时将产出液采至地面成为气井生产过程中的关键环节；气井井下螺旋气液分离排液采气装置结构简单，可配合有杆泵使用，不仅气液分离效率高，而且能及时将产出液举升至地面。
与气井井下涡流排水采气工具(申请号201020605046)相比，结构简单，且活动部件少，施工操作简单，可根据产液量的大小调整泵的型号。
发明内容
本发明的目的是提供一种井下螺旋气液分离排液采气装置，所述装置结构简单，由井下螺旋气液分离器和有杆泵配合使用，在井下自动实现气液分离，并将气、液分别举升到地面。
所述气井井下螺旋气液回注装置包括井下螺旋气液分离器和有杆泵。
其中井下螺旋气液分离器由内筒、外筒、起导流作用的螺旋片和挡板组成；内筒上下端设有螺纹接头，外筒上端有螺纹接头，内筒与外筒形成的环形空间上端为排气通道，挡板与外筒形成的环形空间下端为排液通道，挡板与内筒形成的环形空间下端为气液混合物进入螺旋分离器的入口。
起导流作用的螺旋片由同宽等厚的钢板螺旋状焊接在内筒外侧，其中一部分螺旋片的另一侧与挡板焊接在一起；螺旋片螺旋长度（螺旋数×螺距）为1个单位长度，则内筒长度为2.5个单位长度，外筒长度为2个单位长度，挡板长度为1个单位长度；挡板和外筒均为钢管，挡板和外筒的下端对齐，且下端向上对称分别切去钢管圆周四分之一，如图4所示，形成两豁口，豁口长0.25个单位长度，顶端为弧形，外筒豁口与挡板豁口用钢板焊接形成排液通道，如图5所示；外筒下端位于内筒下端向上0.25处，螺旋片下端位于内筒下端向上0.75处。
有杆泵由泵筒、抽油杆、泵筒上接头、活塞、游动凡尔、固定凡尔组成，泵筒上端有螺纹接头；使用时，有杆泵的泵筒上接头与气液螺旋分离器内筒下接头螺纹连接。
本发明是通过以下步骤来实现的：
(1)将油管与井下气液螺旋分离器的内筒上接头螺纹连接；
(2)将封隔器与井下气液螺旋分离器的外筒上接头螺纹连接；
(3)将有杆泵与井下气液螺旋分离器的内筒下接头螺纹连接；为使有杆泵位于合理的沉没深度，井下螺旋分离器与有杆泵之间可适当连接油管；
(4)将连接好的装置下入气井，封隔器下到采气层上部，封隔器坐封；
(5)抽油杆与游梁式抽油机的光杆连接；
(6)气液混合物经入口进入井下气液螺旋分离器，由于离心力的作用，液体向外侧移动，气体向内侧移动，从而达到气液分离；分离后的气体经排气通道进入气井的油管和井壁形成的环形空间采至地面；液体在重力的作用下经排液通道进入井底，最后由有杆泵采至地面；
(7)游梁式抽油机驱动光杆向上运行时，光杆带动抽油杆和活塞向上运动，游动凡尔在重力和油管内液柱压力作用下关闭，活塞下部压力降低，固定凡尔在封隔器下部的环形空间（由泵和油管外侧与井壁形成的空间）的液柱压力和泵内压力之差的作用下打开，井筒内的液体进入泵筒；与此同时，活塞上部液体经过油管举升至地面；
(8)游梁式抽油机驱动光杆向下运行时，光杆带动抽油杆和活塞向下运动，固定凡尔在重力作用下关闭，活塞下部压力增加，当泵内压力大于活塞以上液柱压力时，游动凡尔被顶开，活塞下部的液体通过游动凡尔进入活塞上部；
(9)如此往复运动，井下螺旋气液分离排液采气装置将产出层的气液混合物由螺旋气液分离器分离，分离后的气体和液体分别经油管与井壁之间的环形空间和油管内采至地面。
有益效果
本发明与已有技术相比具有如下优点：井下螺旋气液分离排液采气装置结构简单，活动部件少，在井下自动实现气液分离，并将气、液分别举升到地面的气井井下螺旋气液分离排液采气装置；该井下螺旋气液分离排液采气装置可有效降低气井产液造成的危害，可以延长气田的开采期，提高采收率，提高投资效益。
附图说明
图1为本发明的螺旋气液分离器结构图；
图2为本发明使用的有杆泵(成熟产品)结构图；
图3为本发明的使用示意图；
图4为挡板和外筒的分别切去钢管圆周四分之一的示意图；
图5为外筒豁口与挡板豁口用钢板焊接形成排液通道的示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明作进一步详述，本发明由井下螺旋气液分离器、有杆泵配合使用。
其中井下螺旋气液分离器由内筒9、外筒4、起导流作用的螺旋片5和挡板6组成；内筒9上下端设有螺纹接头，外筒4上端有螺纹接头3，内筒9与外筒4形成的环形空间上端为排气通道2，挡板6与外筒4形成的环形空间下端为排液通道8，挡板6与内筒9形成的环形空间下端为气液混合物进入螺旋分离器的入口7。
起导流作用的螺旋片5由同宽等厚的钢板螺旋状焊接在内筒外侧，其中一部分螺旋片的另一侧与挡板焊接在一起，假设螺旋片螺旋长度(螺旋数×螺距)为1个单位长度，则内筒长度为2.5个单位长度，外筒长度为2个单位长度，挡板长度为1个单位长度；挡板和外筒均为钢管，挡板和外筒的下端对齐，且下端向上对称分别切去钢管圆周四分之一，形成两豁口，豁口长0.25个单位长度，顶端为弧形，外筒豁口与挡板豁口用钢板焊接形成排液通道；外筒下端位于内筒下端向上0.25处，螺旋片下端位于内筒下端向上0.75处。
有杆泵由泵筒13、抽油杆11、泵筒上接头12、活塞14、游动凡尔15、固定凡尔16组成，泵筒13上端有螺纹接头12；使用时，有杆泵的泵筒上接头12与气液螺旋分离器25内筒9下接头10螺纹连接。
本发明是通过以下步骤来实现的：
(1)将油管24与井下气液螺旋分离器25的内筒9的上接头螺纹1连接；
(2)将封隔器27与井下气液螺旋分离器25的外筒4的上接头螺纹3连接；
(3)将有杆泵26与井下气液螺旋分离器25的内筒9的下接头螺纹10连接；为使有杆泵位于合理的沉没深度，井下螺旋分离器25与有杆泵26之间可适当连接油管；
(4)将连接好的装置下入气井，封隔器27下到采气层28上部，封隔器27坐封；
(5)抽油杆11与游梁式抽油机21的光杆22连接；
(6)气液混合物经入口7进入井下气液螺旋分离器25，由于离心力的作用，液体向外侧移动，气体向内侧移动，从而达到气液分离；分离后的气体经排气通道2进入气井的油管和井壁形成的环形空间23采至地面；液体在重力的作用下经排液通道8进入井底，最后由有杆泵26采至地面；
(7)游梁式抽油机21驱动光杆22向上运行时，光杆22带动抽油杆11和活塞14向上运动，游动凡尔15在重力和油管24内液柱压力作用下关闭，活塞14下部压力降低，固定凡尔16在封隔器27下部的环形空间（由泵和油管外侧与井壁形成的空间）的液柱压力和泵内压力之差的作用下打开，井筒内的液体进入泵筒；与此同时，活塞14上部液体经过油管24举升至地面；
(8)游梁式抽油机21驱动光杆22向下运行时，光杆22带动抽油杆11和活塞14向下运动，固定凡尔16在重力作用下关闭，活塞14下部压力增加，当泵内压力大于活塞14以上液柱压力时，游动凡尔15被顶开，活塞14下部的液体通过游动凡尔15进入活塞14上部；
(9)如此往复运动，井下螺旋气液分离排液采气装置将产出层28的气液混合物由螺旋气液分离器25分离，分离后的气体和液体分别经油管24与井壁之间的环形空间23和油管24内采至地面。

Claims (1)

1.气井井下螺旋气液回注装置，包括井下螺旋气液分离器和有杆泵，其特征在于：所述井下螺旋气液分离器由内筒、外筒、起导流作用的螺旋片和挡板组成；内筒上下端设有螺纹接头，外筒上端有螺纹接头，内筒与外筒形成的环形空间上端为排气通道，挡板与外筒形成的环形空间下端为排液通道，挡板与内筒形成的环形空间下端为气液混合物进入螺旋分离器的入口；有杆泵的泵筒上接头与气液螺旋分离器内筒下接头螺纹连接；起导流作用的螺旋片由同宽等厚的钢板螺旋状焊接在内筒外侧，其中一部分螺旋片的另一侧与挡板焊接在一起；螺旋片螺旋长度为1个单位长度，则内筒长度为2.5个单位长度，外筒长度为2个单位长度，挡板长度为1个单位长度；挡板和外筒均为钢管，挡板和外筒的下端对齐，且下端向上对称分别切去钢管圆周四分之一，形成两豁口，豁口长0.25个单位长度，顶端为弧形，外筒豁口与挡板豁口用钢板焊接形成排液通道，外筒下端位于内筒下端向上的内筒高度的1/4处，螺旋片下端位于内筒下端向上的内筒高度的3/4处。
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