CN104213898B - 一种井底气液分离器 - Google Patents

Abstract

一种井底气液分离器，该气液分离器包括：筒状部分(21)，周围有限定进气口(1)和出气口(81)的筒壁，进气口(1)和出气口(81)具有一定的轴向距离；气液分离室(2)，通轴电机(16)，压缩机(7)，同一轴线上依序布置在进气口与出气口之间的筒状部分(21)内；带突孔的集液凸板(82)封盖于筒状部分(21)顶部的出气口(81)上；筒状部分(21)与外套筒(11)间的空腔形成重力分离部分(20)，重力分离部分(20)顶部密封，压缩机(7)对应的筒状部分(21)壁上设置有进气孔(13)；重力分离部分(20)中部气液分离室(2)所在筒状部分(21)有若干排气/液孔(4)；重力分离部分(20)近进气口(1)端，由挡液板(15)和外套筒(11)形成集液槽(5)；凝析液回收池(12)位于重力分离部分(20)顶部。

Description

一种井底气液分离器

技术领域

本发明涉及凝析气藏、常规气藏以及煤层气藏的开发领域，特别涉及一种井底气液分离器。

背景技术

凝析气藏是一种特殊的气藏，存在反凝析区，在温度压力降低的情况下，气体凝结成凝析油，因此，在开发过程中往往面临很多问题：由于地层温度压力变化，凝析气凝结成凝析油，凝析油会造成地层堵塞，降低气井产能甚至停产；凝析气由于井筒的温度压力变化凝结成凝析油，凝析油附着在井筒中，增大摩擦，降低产能，当气井携液能力不足时，凝析油回落到井底，同样会造成地层堵塞，降低气井产能甚至停产。

现有的气液分离装置只是针对普通的气藏，由于地层中含有地层液，只是将气液进行分离，采出气体，将液体返排到地层中。而此类装置对于凝析气藏不能完全适用，专门针对凝析气藏的井底气液分离装置还没有，本装置针对凝析气藏在井筒中反凝析的特性，特别添加井筒中的凝析液回收设备。

类似的专利如CN 101939505A，该装置只适用于常规气井气液分离，并且离心部分只靠气藏自身能量，只考虑能量充足情况下的实用性，一旦气藏能量衰竭，该装置就无法使用，况且靠自身能量驱动分离效果不好。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种井底气液分离器。该装置适用于凝析气藏、常规气藏以及煤层气藏的气井气液分离，并且离心部分在能量充足及气藏能量衰竭的情况下均能正常使用，并且分离效果突出。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种井底气液分离器，该气液分离器包括：

筒状部分，周围有限定进气口和出气口的筒壁，进气口和出气口具有一定的轴向距离；

气液分离室，通轴电机，压缩机，同一轴线上依序布置在进气口与出气口之间的筒状部分内；

带突孔的集液凸板封盖于筒状部分顶部的出气口上；

筒状部分与外套筒间的空腔形成重力分离部分，重力分离部分顶部密封，压缩机对应的的筒状部分壁上设置有进气孔；重力分离部分中部气液分离室所在筒状部分有若干排气/液孔；重力分离部分近进气口端，由挡液板和外套筒形成集液槽；凝析液回收池位于重力分离部分顶部。

进一步的，所述气液分离室内设置有螺旋叶轮。

进一步的，所述外套筒顶部的外侧壁开有密封槽，密封槽内设置有垫圈。

进一步的，所述重力分离部分底部还设置有可拆卸的排液孔，排液孔通过油管连接套管环空与重力分离部分。在排液孔底部靠近油管部分设置有一个单相流动固定阀。

进一步的，重力分离部分上部，所述压缩机进气孔下方设有多层丝网折叠板。

进一步的，U型导液管连接凝析液回收池，位于重力分离部分内部。

进一步的，所述筒状部分的进气口外还设置有防砂滤网。

进一步的，通轴电机上还设置有根据不同产液阶段控制电机转速的调频装置。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)由于凝析气会在井筒中凝结，凝析液会附着在桶壁上，凝析液的附着以及回落到地层中会降低气井产能，甚至堵塞地层。该装置添加一个凝析液回收池，可以回收井筒中凝结的凝析液，避免凝析油造成不必要的损失。

(2)该装置应用一个通轴电机，该电机可以同时带动螺旋叶轮和压缩机运转，节省空间，便于维修。

(3)该装置在地面可以添加一个调频装置，该调频装置通过电缆连接电机，可以根据不同产液阶段控制电机的转速。a.能量充足时，调低发动机转速，离心机靠电能和气体能量进行高速旋转，此时压降较少，压缩机也可以低速运转；b.地层能量不足时，调高电频，电机高速运转，同时带动离心机和压缩机高速运行，补充地层能量的不足

(4)离心叶轮采用螺旋式，在不通电的情况下在气体能量的冲击下可以自由旋转。

(5)排液孔到套管环空处设置一个单向阀。防止套管环空的液体回流。

(6)该装置将井筒中的液体导入到套管环空，可以进行凝析液的采收，避免凝析液的浪费。

(7)防砂滤网可以防止地层出砂对装置的影响，延长装置使用时间。

(8)密封槽，可以在装置与油管之间加一个密封橡胶圈封隔器，固定装置并且阻止凝析液流向地层。

(9)U型导液管可以防止由于重力势能造成的液体飞溅以及对装置的冲击；离心分离是一级分离，重力分离是二级分离，丝网过滤分离是三级分离,多层不锈钢丝网折叠板可以将凝析蒸汽(水蒸汽，地层液等)进行吸附，提高分离效率。

(10)该装置较以往的装置结构简单，便于维修，制造成本较低，有较强的实用价值。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明在地层中应用示意图。

其中，1-进气口，2-气液分离室，3-螺旋叶轮，4-排气/液孔，5-集液槽，6-多层不锈钢丝网折叠板，7-压缩机，81-出气口，82-带突孔的集液凸板，9-排液孔，10-固定阀，11-外套筒，12-凝析液回收池，13-进气孔，14-U形导液管，15-挡液板，16-通轴电机，17-密封槽，18-垫圈，19-防砂滤网，20-重力分离部分，21-筒状部分。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明方案做进一步详细描述，

如图1、2所示：一种井底气液分离器，该气液分离器包括：

筒状部分21，周围有限定进气口1和出气口81的筒壁，进气口1和出气口81具有一定的轴向距离；

气液分离室2，通轴电机16，压缩机7，同一轴线上依序布置在进气口与出气口之间的筒状部分21内；

带突孔的集液凸板82封盖于筒状部分21顶部的出气口81上；

筒状部分21与外套筒11间的空腔形成重力分离部分20，重力分离部分20顶部密封，压缩机7对应的的筒状部分21壁上设置有进气孔13；重力分离部分20中部气液分离室2所在筒状部分21有若干排气/液孔4；重力分离部分20近进气口1端，由挡液板15和外套筒11形成集液槽5；凝析液回收池12位于重力分离部分20顶部。

进一步的，所述气液分离室2内设置有螺旋叶轮3。

进一步的，所述外套筒11顶部的外侧壁开有密封槽17，密封槽内设置有垫圈18。

进一步的，所述重力分离部分20底部还设置有可拆卸的排液孔9，排液孔9通过油管连接套管环空与重力分离部分20。在排液孔9底部靠近油管部分设置有一个单相流动固定阀10。

进一步的，重力分离部分20上部，所述压缩机7进气孔13下方设有多层丝网折叠板6。

进一步的，U型导液管14连接凝析液回收池12，位于重力分离部分20内部。

进一步的，所述筒状部分21的进气口1外还设置有防砂滤网19

进一步的，通轴电机16上还设置有根据不同产液阶段控制电机转速的调频装置。

本发明的工作原理为：

[1]井底流体通过进气口1进入气液分离2，在螺旋叶轮3的旋转带动下将气液通过排气/液孔4甩到集液槽5上方，在重力作用下，液体流向集液槽5，气体向上流动；

[2]U型导液管可以防止由于重力势能造成的液体飞溅以及对装置的冲击；离心分离是一级分离，重力分离是二级分离，丝网过滤分离是三级分离,多层不锈钢丝网折叠板可以将凝析蒸汽(水蒸汽，地层液等)进行吸附，提高分离效率；

[3]气体通过进气孔13进入到压缩机7中，由于气体从井底经过装置会产生压降损失，在装置上部添加一个压缩机7以提高气体能量)，经过补充能量的气体通过排气孔8进入井筒：

[4]由重力分离的液体在集液槽5中聚集，经过排液孔9流到套管环空11，在经过环空采收到地面；

[5]在排液孔底部设置一个固定阀10，该固定阀10是一个单向流动阀，防止套管环空中的液体回流到集液槽5以及井底。

[6]由于井筒中的温度压力变化，凝析气会在井筒中产生凝结，凝析油会附着在井壁上，当气体携液能力不足时，井筒中的凝析油还会在重力的作用下落到井底。由井筒和井壁上掉下来的凝析液会落到带突起孔集液孔板8和凝析液回收池12中；

[7]凝析液回收池12中的凝析液经过U型导液管14聚集到集液槽5中。

[8]气液分离室2下部设置一个挡液板15，该挡液板可以防止离心机甩出的液体回落到地层。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)由于凝析气会在井筒中凝结，凝析液会附着在桶壁上，凝析液的附着以及回落到地层中会降低气井产能，甚至堵塞地层。该装置添加一个凝析液回收池，可以回收井筒中凝结的凝析液，避免凝析油造成不必要的损失。

(2)该装置应用一个通轴电机，该电机可以同时带动螺旋叶轮和压缩机运转，节省空间，便于维修。

(3)该装置在地面可以添加一个调频装置，该调频装置通过电缆连接电机，可以根据不同产液阶段控制电机的转速。a.能量充足时，调低发动机转速，离心机靠电能和气体能量进行高速旋转，此时压降较少，压缩机也可以低速运转；b.地层能量不足时，调高电频，电机高速运转，同时带动离心机和压缩机高速运行，补充地层能量的不足

(4)离心叶轮采用螺旋式，在不通电的情况下在气体能量的冲击下可以自由旋转。

(5)排液孔到套管环空处设置一个单向阀。防止套管环空的液体回流。

(6)该装置将井筒中的液体导入到套管环空，可以进行凝析液的采收，避免凝析液的浪费。

(7)防砂滤网可以防止地层出砂对装置的影响，延长装置使用时间。

(8)密封槽，可以在装置与油管之间加一个密封橡胶圈封隔器，固定装置并且阻止凝析液流向地层。

(9)U型导液管可以防止由于重力势能造成的液体飞溅以及对装置的冲击；离心分离是一级分离，重力分离是二级分离，丝网过滤分离是三级分离,多层不锈钢丝网折叠板可以将凝析蒸汽(水蒸汽，地层液等)进行吸附，提高分离效率。

(10)该装置较以往的装置结构简单，便于维修，制造成本较低，有较强的实用价值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种井底气液分离器，其特征在于，该气液分离器包括：

筒状部分(21)，周围有限定进气口(1)和出气口(81)的筒壁，进气口(1)和出气口(81)具有一定的轴向距离；

气液分离室(2)，通轴电机(16)，压缩机(7)，同一轴线上依序布置在进气口与出气口之间的筒状部分(21)内；

带突孔的集液凸板(82)封盖于筒状部分(21)顶部的出气口(81)上；

筒状部分(21)与外套筒(11)间的空腔形成重力分离部分(20)，重力分离部分(20)顶部密封，压缩机(7)对应的筒状部分(21)壁上设置有进气孔(13)；重力分离部分(20)中部气液分离室(2)所在筒状部分(21)有若干排气/液孔(4)；重力分离部分(20)近进气口(1)端，由挡液板(15)和外套筒(11)形成集液槽(5)；凝析液回收池(12)位于重力分离部分(20)顶部，所述气液分离室(2)内设置有螺旋叶轮(3)，所述通轴电机(16)上还设置有根据不同产液阶段控制电机转速的调频装置，所述通轴电机(16)可以同时带动螺旋叶轮(3)和压缩机(7)运转。

2.根据权利要求1所述的井底气液分离器，其特征在于，所述外套筒(11)顶部的外侧壁开有密封槽(17)，密封槽内设置有垫圈(18)。

3.根据权利要求2所述的井底气液分离器，其特征在于，所述重力分离部分(20)底部还设置有排液孔(9)，排液孔(9)通过油管连接套管环空与重力分离部分(20)，在排液孔(9)底部靠近油管部分设置有一个单相流动固定阀(10)。

4.根据权利要求3所述的井底气液分离器，其特征在于，重力分离部分(20)上部，所述压缩机(7)进气孔(13)下方设有多层丝网折叠板(6)。

5.根据权利要求4所述的井底气液分离器，其特征在于，U型导液管(14)连接凝析液回收池(12)，位于重力分离部分(20)内部。

6.根据权利要求5所述的井底气液分离器，其特征在于，所述筒状部分(21)的进气口(1)外还设置有防砂滤网(19)。