CN104763405A - 一种井下气体分离器的应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种井下气体分离器的应用方法，通过在套管与外管之间的偏心流道以及外管与内管之间的偏心流道、环空流道对气液混合物进行多次分离，到达降低油液中气体含量的目的；其中内管与外管的轴线不在一条直线上，当经过二次分离的气液混合物由进液孔流入外管内部时，气液混合物会再次进行在套管与外管之间的两个偏心流道上的分离，即在气液混合物在因其重力因素自然下滑的同时，重复进行气液的简单分离，进一步降低最终进入到内管中的液体的气体含量，加强油泵的泵效。
Description
技术领域
本发明涉及一种井下管柱，具体是指一种井下气体分离器的应用方法。
背景技术
抽油井在生产时，进入井筒的流体一般为气、油两箱或是气、油、水三相混合物。由于气相的存在，当泵吸入口压力小于泡点压力时，气体将以小气泡的形式存在，在抽汲过程中，由于气体的压缩性较强，气体成为影响有杆泵泵效的主要因素。为减低气体对抽油泵工作的影响，通常采用的方法有两种：一是增加泵的沉没度提高泵入口压力，减少自由气对泵工作的影响；二是采用井下气体分离器，使进泵流体在进泵前实现气液分离，分离处的气体由油管套环空排出，减少进泵液体中的气体含量。
而现有技术中，石油井下的气液分离器由中心管及其外围空套的外管构成，中心管的底部开设有下进液孔，外管与中心管形成一个腔室，外管的顶端与中心管之间具有排气孔，外管的上部的侧壁上开设有上进液孔，在使用时，油井中的油气混合物首先通过外管上的上进液孔进入到外管中，进入外管中的混合物中油液下沉并从中心管的下进液孔处被油泵抽走，气体则通过外管上端处的排气孔排入套管。这种结构虽然利用了气液滑脱效应，但是由于油气混合物是在外管中分离，在油气混合物流量不变的情况下，外管中受到空间限制，压力较大，因此分离效果较差、分离效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种井下气体分离器的应用方法，方便线缆在布线拐角时合理安放，进而达到保护线缆的目的。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种井下气体分离器的应用方法，包括以下步骤，
（A）将偏心接头与抽油泵的下方，且分离管柱整体置于套管内，通过固定在连接座外壁上的弹性弧片，使得外管的轴线与套管的轴线不在一条直线上，同时弹性弧片与套管内壁相互作用后产生形变，使得分离器能放置在不同孔径大小的套管内；
（B）在外管对应的两侧上分别设有进液孔和排气孔，气体的分离则在抽油泵开始工作的一瞬间开始进行，当气液混合物进入到外管与套管之间形成的偏心流道中后，在大小不一的两个偏心流道之间产生一个速度差，使得在偏心流道的宽侧运动的流体的速度远大于在偏心流道的窄侧运动的流体，进而实现气体的初步分离；
（C）初步分离后的气液混合物沿偏心流道垂直流动时，密度高的流体滞后与密度低的流体，使得气液混合物中出现层流，即造成液体滑脱，进而破坏流体的均质性，使得液体与气体之间的速度差进一步扩大，进而实现气液的第二次分离；
（D）经过第二次分离后的气液混合物由外管外壁上的进液孔进入到其内部，与内管环空，密度高的液体向下流动后通过内管内部进泵，密度低的气体有排气孔排出；
本发明当抽油泵下抽程时，环空内流体保持静止，油气自然分离，气体分离的效率提高，进而减小气体对抽油泵的影响，提高抽油泵的泵效。
其中，在外管内部，内管与外管的轴线同样不在一条直线上，当经过二次分离的气液混合物由进液孔流入外管内部时，气液混合物会再次进行在套管与外管之间的两个偏心流道上的分离，即在气液混合物在因其重力因素自然下滑的同时，重复进行气液的简单分离，进一步降低最终进入到内管中的液体的气体含量，加强油泵的泵效；并且弹性弧片的一端固定，另一端滑动设置在连接座外壁上的凹槽内，由此可将分离器置于不同孔径的套管内，通过弹性弧片自身的形变能力保证在套管内形成可供气液混合物进行初次分离的偏心流道，大大提高了本发明的实用性。
所述连接座内设有流道，且通过堵头将流道密封。在分离器闲置或是需要检修时，可直接将堵头取下，有流道将外管与内管中残留的油液排出，方便操作人员的工作。
以外管的底端为水平线，沿所述外管的轴线向下数，第一个排气孔的圆心所处的水平高度为A，第一个进液孔的圆心所处的水平高度为B，且满足A＜B。在外管的两侧开有多个排气孔与进液孔，且第一个排气孔的水平高度小于第一个进液孔的高度，使得在经过二次分离的气液混合物在经过外管后与内管环空的同时，将绝大部分的气体全部从排气孔中排出，避免大量的气体在外管与内管之间堆积，进而提高抽油泵的泵效。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明在外管内部，内管与外管的轴线同样不在一条直线上，当经过二次分离的气液混合物由进液孔流入外管内部时，气液混合物会再次进行在套管与外管之间的两个偏心流道上的分离，即在气液混合物在因其重力因素自然下滑的同时，重复进行气液的简单分离，进一步降低最终进入到内管中的液体的气体含量，加强油泵的泵效；
2、本发明在分离器闲置或是需要检修时，可直接将堵头取下，有流道将外管与内管中残留的油液排出，方便操作人员的工作；
3、本发明在外管的两侧开有多个排气孔与进液孔，且第一个排气孔的水平高度小于第一个进液孔的高度，使得在经过二次分离的气液混合物在经过外管后与内管环空的同时，将绝大部分的气体全部从排气孔中排出，避免大量的气体在外管与内管之间堆积，进而提高抽油泵的泵效。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图；
附图中标记及相应的零部件名称：
1-偏心接头、2-外管、3-内管、4-连接座、5-弹性弧片、6-堵头、7-排气孔、8-进液孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本实施例包括以下步骤，
（A）将偏心接头1与抽油泵的下方，且分离管柱整体置于套管内，通过固定在连接座4外壁上的弹性弧片，使得外管2的轴线与套管的轴线不在一条直线上，同时弹性弧片5与套管内壁相互作用后产生形变，使得分离器能放置在不同孔径大小的套管内；
（B）在外管2对应的两侧上分别设有进液孔8和排气孔7，气体的分离则在抽油泵开始工作的一瞬间开始进行，当气液混合物进入到外管2与套管之间形成的偏心流道中后，在大小不一的两个偏心流道之间产生一个速度差，使得在偏心流道的宽侧运动的流体的速度远大于在偏心流道的窄侧运动的流体，进而实现气体的初步分离；
（C）初步分离后的气液混合物沿偏心流道垂直流动时，密度高的流体滞后与密度低的流体，使得气液混合物中出现层流，即造成液体滑脱，进而破坏流体的均质性，使得液体与气体之间的速度差进一步扩大，进而实现气液的第二次分离；
（D）经过第二次分离后的气液混合物由外管2外壁上的进液孔8进入到其内部，与内管3环空，密度高的液体向下流动后通过内管3内部进泵，密度低的气体有排气孔7排出。本发明当抽油泵下抽程时，环空内流体保持静止，油气自然分离，气体分离的效率提高，进而减小气体对抽油泵的影响，提高抽油泵的泵效。
其中，在外管2内部，内管3与外管2的轴线同样不在一条直线上，当经过二次分离的气液混合物由进液孔8流入外管2内部时，气液混合物会再次进行在套管与外管2之间的两个偏心流道上的分离，即在气液混合物在因其重力因素自然下滑的同时，重复进行气液的简单分离，进一步降低最终进入到内管3中的液体的气体含量，加强油泵的泵效；并且弹性弧片5的一端固定，另一端滑动设置在连接座4外壁上的凹槽内，由此可将分离器置于不同孔径的套管内，通过弹性弧片5自身的形变能力保证在套管内形成可供气液混合物进行初次分离的偏心流道，大大提高了本发明的实用性。
进一步地，以外管2的底端为水平线，沿所述外管2的轴线向下数，第一个排气孔7的圆心所处的水平高度为A，第一个进液孔8的圆心所处的水平高度为B，且满足A＜B。在外管2的两侧开有多个排气孔7与进液孔8，且第一个排气孔7的水平高度小于第一个进液孔8的高度，使得在经过二次分离的气液混合物在经过外管2后与内管3环空的同时，将绝大部分的气体全部从排气孔7中排出，避免大量的气体在外管2与内管3之间堆积，进而提高抽油泵的泵效。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种井下气体分离器的应用方法，其特征在于：包括以下步骤，
（A）将偏心接头（1）与抽油泵的下方连接，且分离器整体置于套管内，通过固定在连接座（4）外壁上的弹性弧片（5），使得外管（2）的轴线与套管的轴线不在一条直线上，同时弹性弧片（5）与套管内壁相互作用后产生形变，使得分离器能放置在不同孔径大小的套管内；
（B）在外管（2）对应的两侧上分别设有进液孔（8）和排气孔（7），气体的分离则在抽油泵开始工作的一瞬间开始进行，当气液混合物进入到外管（2）与套管之间形成的偏心流道中后，在大小不一的两个偏心流道之间产生一个速度差，使得在偏心流道的宽侧运动的流体的速度远大于在偏心流道的窄侧运动的流体，进而实现气体的初步分离；
（C）初步分离后的气液混合物沿偏心流道垂直流动时，密度高的流体滞后与密度低的流体，使得气液混合物中出现层流，即造成液体滑脱，进而破坏流体的均质性，使得液体与气体之间的速度差进一步扩大，进而实现气液的第二次分离；
（D）经过第二次分离后的气液混合物由外管（2）外壁上的进液孔（8）进入到其内部，与内管（3）环空，密度高的液体向下流动后通过内管（3）内部进泵，密度低的气体有排气孔（7）排出；
其中外管（2）的上下两端连接有偏心接头（1）、连接座（4），还包括设置在外管（2）内部的内管（3），所述内管（3）的一端与偏心接头（1）连通，内管（3）的另一端与外管（2）内部连通，所述内管（3）与外管（2）的轴线平行，且内管（3）与外管（2）之间形成偏心环空，在所述外管（2）的两侧分别开有多个排气孔（7）和进液孔（8），所述排气孔（7）位于偏心环空的宽侧，所述进液孔（8）位于偏心环空的窄侧；在连接座（4）的下端侧壁上安装有弹性弧片（5），且所述弹性弧片（5）与排气孔（7）异侧，在所述连接座（4）的外壁上开有凹槽，弹性弧片（5）的活动端滑动设置在凹槽内。
2.根据权利要求1所述的一种井下气体分离器的应用方法，其特征在于：所述连接座（4）内设有流道，且通过堵头（6）将流道密封。
3.根据权利要求1或2所述的一种井下气体分离器的应用方法，其特征在于：以外管（2）的底端为水平线，沿所述外管（2）的轴线向下数，第一个排气孔（7）的圆心所处的水平高度为A，第一个进液孔（8）的圆心所处的水平高度为B，且满足A＜B。
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