CN1036482C - 一种井下油水分离器 - Google Patents

一种井下油水分离器

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CN1036482C CN 92103065 CN92103065A CN1036482C CN 1036482 C CN1036482 C CN 1036482C CN 92103065 CN92103065 CN 92103065 CN 92103065 A CN92103065 A CN 92103065A CN 1036482 C CN1036482 C CN 1036482C
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石行
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一种井下油水分离器,特别适于在高含水油井中使用。它有壳体等,其特征在于:在壳体内有环形腔转子,其内表面开有筛孔,并在其上部外缘有与壳体密封的封严,在下端接有潜水电机,在壳体外与井壁间有隔离堵环,在环形腔上部有起旋叶片。使用环形腔带动其内混合液旋转的方法,在离心力的作用下,加快混合液中油、水的沉降分离。分离后的石油被从环形腔内筛孔中抽走。使抽油机械只需抽取石油,节约大量的抽提能量,提高能量利用率。

Description

一种井下油水分离器,它属于石油开采设备,可用于各种抽油油井中,特别适用于高含水油井。
在现在的油田采油井中,大部分是不能自喷的油井。对于这些不能自喷的油井,必须使用抽取的方法把石油抽取上来。由于有的油井属于高含水油井,从井中抽取的混合液中,含有大量的水分,有的含水量可高达80%~90%。对于这样的油井开采,现在都是采用把含水混合液抽取到井上,然后使用专用的油水分离器使石油与水分分离。由于抽取的混合液中,含有一定的水分,因而抽取所消耗的能量并不是完全用于抽取石油。特别是当混合液中的含水量很高时,所消耗电能大部分都被用于抽取无用的水分。在含水率超过一定值时,抽取混合液所消耗的能量,将超过分离出的石油所含能量,从而从能量角度来说是得不偿失。
本发明的目的是发明一种可在井下工作的油水分离器。它在井下就地把产出的油水混合液进行油水分离,使抽油机只抽取已分离出来的石油成分,达到提高能量利用率,降低能耗的目的。
本发明的结构如附图1所示。它有壳体1、进液口2、出水口3、出油口4,其特征在于:在壳体1内有可以旋转的环形腔转子5,在环形腔转子5内柱面上开有筛孔并在环形腔转子5外柱面下部开有排水开口,在环形腔转子5上部外缘有与壳体1旋转密封的封严6,出水口在环形腔转子5下部,在环形腔转子5下端接有潜水电机7,在壳体1外部与井壁之间有隔离堵环8,在环形腔转子5的环形腔上部有起旋叶片9。
附图1为本发明的结构剖视示意图。
本发明的工作原理如下:在使用时,把发明放入采油井下采油层下部,使壳体外部与井壁之间的隔离堵环8在井壁中把油层渗出段和下面的注水段分隔。潜水电机7通电后,环形腔转子5旋转。从油层中渗出的油和水的混合液通过进液口2进入壳体1内上部,并进入环形腔转子5的环形腔上部。在起旋叶片9的作用下旋转。这样,进入到环形腔中的混合液都和环形腔转子5一样旋转。由于油水混合液中油和水的比重不同,根据斯托克混合液分离沉降公式,在离心力的作用下水分和石油将在径向(离心力方向)分离,而且离心力越大,所需的分离停留时间就越短。由于在环形腔转子5内柱面上开有筛孔,分离后的石油从内柱面筛孔中被抽取。而分离出的水分从外柱面下部的孔中流出并通过出水口3输入到油层下的含水层中。
本发明使用在油井下部旋转的内柱面有筛孔的环形腔转子带动混合液转动,在离心力的作用下,使比重不同的石油和水的混合液分离,比重小的石油通过出油口被出取,比重大的水分被重新输入到油层下的含水层中,实现了混合液井下分离的目的。抽油装置只需抽取已分离的石油,因而可以减少抽取石油能量消耗,特别是对于高含水油井,由于水分占混合液的绝大部分,因而可以大大降低能耗,提高能量利用率。
在本发明中,潜水电机7可以使用电潜泵中使用的电机,电潜泵在石油油井的开采中使用很多,如天津电机总厂的ASK系列。为适应不同油井不同含水量的工作要求,也可以使用可以调节其工作工况的全数控电力拖动系统,如专利申请号为CN92100001的“一种全数控电力拖动装置”。
在本发明中,环形腔转子5的环形腔上部有起旋叶片9。起旋叶片9的作用是使进入环形腔的混合液旋转,与转子基本同步。在环形腔内部的混合液相对转子只有低速的轴向流动和径向分离运动。其叶面形状可以使用离心泵叶轮的设计。
在本发明中,转子的支承结构可以参照电潜泵的设计,可以使用水润滑的轴承,也可以使用滑动轴承,还可以使用现有电潜泵改装。在使用现有电潜泵改装时,去除电潜泵中的蜗轮叶片,换成带筛孔的环形腔转子,并使用原电潜泵的壳体,电机和支承系统。转子5与壳体之间的封严6可以是多间隙封严,利用间隙密封,防止输入混合液与分离出的水分的再混合。在壳体1外部与井壁之间的隔离堵环8也起同样作用。但是由于隔离堵环8在工作时无相对运动,因而可以使用接触密封,如弹性环,橡胶圈等。

Claims (1)

1.一种井下油水分离器,它有壳体1、进液口2、出水口3、出油口4,其特征在于:在壳体1内有可以旋转的环形腔转子5,在环形腔转子5内柱面上开有筛孔并在环形腔转子5外柱面下部开有排水开口,在环形腔转子5上部外缘有与壳体1旋转密封的封严6,出水口在环形腔转子5下部,在环形腔转子5下端接有潜水电机,在壳体1外部与井壁之间有隔离堵环8,在环形腔转子5的环形腔上部有起旋叶片9。
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