CN106837291A - 非常规气井口内油套环空气液分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非常规气井口内油套环空气液分离装置，包含光杆，光杆通过接头丝扣与抽油杆连接，油管通过油管挂与井口装置连接，杆管环空出液口通过井口装置与油管连接，抽液泵、阀门、出气口、软管接头三与井口排水排气接头连接，井口排水排气接头通过连接螺栓与短管接头短节连接；本发明利用气液在井筒内产出时本身的压力和能量，防止分离时产生水合物；利用套压稳定器在分离时维持套压的稳定，实现边排采边分离而不影响非常规天然气生产；套压控制系统通过液压加载系统和液压泄压系统来实时控制套压，实现了边排采边分离，简化了排采后分离加工的工序，并且实现井口内分离，增加了非常规天然气开采的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及的是分离装置技术领域，具体的说是一种非常规气井口内油套环空气液分离装置。
背景技术
天然气因其低碳、洁净、低污染的特性，已成为当今世界能源发展的重要方向。随着环境危机的加剧和人们生活水平的提高，我国对天然气的需求不断增加。由我国地质条件决定，非常规天然气资源的开发利用，是对常规天然气资源不足的有力补充和经济接替。非常规天然气开发具有广阔的前景。
非常规天然气主要包括煤层气、致密砂岩气、页岩气等。
煤层气开采是一个排水降压采气的过程，通过排出井筒周围的地层产出水以降低井底压力至煤层气解吸压力，使煤层气解吸并产出。一般的煤层气抽采井通过杆管环空排液，而油套环空产气，由于气体压力较大携带部分地层水在油套环空产出。
致密砂岩气的开采是一个自降压产气的过程，通过将压力释放使得致密砂岩气从致密砂岩中解吸出来。随着致密砂岩气携带地层水产出，使致密砂岩气解吸进一步产出。
故对于非常规油气排采时油套环空中产出气液混合物，需对产出的气液混合物进行分离，以满足实际应用。目前非常规井应用的气水分离设备主要采用地面分离，随着产出压力的下降，易产生水合物，严重影响生产。目前为止，尚没有一种保证生产下的非常规气液分离设备，对非常规天然气的开发和应用造成了较大的阻碍。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种非常规气井口内油套环空气液分离装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种非常规气井口内油套环空气液分离装置，包含光杆，光杆通过接头丝扣与抽油杆连接，油管通过油管挂与井口装置连接，杆管环空出液口通过井口装置与油管连接，抽液泵、油套环空分离液体出口、软管接头三与井口排水排气接头连接，井口排水排气接头通过连接螺栓与短管接头短节连接，短管接头短节通过内外螺纹与分离器外管连接，分离器外管通过内外螺纹与套压维持器外管连接，套压维持器外管通过螺纹与套管连接，油管穿过整个环空气液分离装置；连接软管通过软管接头一、软管接头二、软管接头三与油套环空分离液体出口和环形分隔板连接，连接软管直接到储液室II，抽液泵通过阀门、出气口、软管接头抽出储液室II分离出的液体；
环空轴承式旋流片分离器主要包括分离气体出口、采出气液入口、离心分离器(一级分离)、采出液连接软管、轴承式旋流片分离器(二级分离)、分离器外管、软管三通接头、储液室I、储液室II、导流螺旋管、软管接头、分离液体出口、软管三通；环形环空轴承式旋流片分离器内有4个气液混合物进气口，4个软管接头分别与4个气液混合物进气口连接，软管接头与采出液连接软管连接，两两的采出液连接软管通过软管三通接头连接后形成两个进气管通过采出气液入口与分离器内壳体相连，轴承式旋流片分离器(二级分离)直接卡到分离器内壳体的轴肩上，分离的液体先进入储液室I、然后通过分离液体出口，导流螺旋管进入储液室II，分离器内壳体直接卡到分离器外管的内环形凸台上；
套压维持器主要包括套压维持器调节块、套压维持器外管、弹簧、球阀、内密封圈、外密封圈、阀座；套压维持器外管通过螺纹与套管连接，阀座下端直接坐到套管的端面上，上面通过套压维持器外管的凸出结构卡住，套压维持器调节块通过螺纹与套压维持器外管连接，套压维持器调节块通过螺纹旋进的程度不同压缩弹簧和球阀，使球阀坐到阀座上；
套压实时控制系统主要包括液压控制系统、液压软管、短节、液压分隔板、液压加载腔、柱塞调节块、液压泄载系统、液压加载系统；液压控制系统通过电路与液压泄载系统、液压加载系统通过阀门与液压软管连接，液压软管通过软管接头与分离器外管内壳体连接，并通过软管接头与下端软管连接进而通过软管接头与液压分隔板连接，分离器外管通过螺纹与短节连接，短节通过螺纹与套压维持器外管连接，液压分隔板通过螺纹与套压维持器外管连接，柱塞调节块通过密封圈密封在套压维持器外管中。
进一步，所述环形分隔板主要包括环形分隔板主体、排液软管口、螺纹、液压软管口和出气孔；环形分隔板通过螺纹与离心分离器内壳体连接，环形分隔板通过油管密封圈、套管密封圈与内部油管、外部分离器外管保持良好的密封，并将油套环空空间进行分割，上部形成储气室、下部空间形成储液室II。
本发明的有益效果为：利用气液在井筒内产出时本身的压力和能量，防止分离时产生水合物；利用套压稳定器在分离时维持套压的稳定，实现边排采边分离而不影响非常规天然气生产；套压控制系统通过液压加载系统和液压泄载系统来实时控制套压，实现了边排采边分离，简化了排采后分离加工的工序，并且实现井口内分离，增加了非常规天然气开采的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的的稳套压生产时整体结构示意图；
图2是本发明的实时控制套压时整体结构示意图；
图3是本发明的环形分隔板的结构示意图；
图中1.井口装置、2.光杆、3.井口排水排气接头、4.油管、5、储气室6.油管密封圈、7.环形分隔板、701.排液软管口、702.螺纹、703.液压软管口、704.出气孔、8.套管密封圈、9.分离气体出口、10.采出气入口、11.离心分离器(一级分离)、12.采出液连接软管、13.轴承式旋流片分离器(二级分离)、14.分离器外管、15.软管三通接头、16.储液室I、17.储液室II、18.导流螺旋管、19.软管接头、20.套压维持器调节块、21.套压维持器外管、22.弹簧、23.球阀、24.内密封圈、25.外密封圈、26.阀座、27.油管、28.套管、29.抽油杆、30.分离液体出口、31.软管三通、32.软管接头一、33.软管接头二、34.短管接头短节、35.排液软管、36.连接螺栓、37.油套环空分离液体出口、38.抽液泵、39.阀门、40.出气口、41.软管接头三、42.杆管环空液体出口、43.液压控制系统、44.液压软管、45.短节、46.液压分隔板、47.液压加载腔、48.柱塞调节块、49.液压泄载系统、50.液压加载系统。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参看图1至图3，本具体实施方式采用以下技术方案：一种非常规气井口内油套环空气液分离装置，包含光杆2，光杆2通过接头丝扣与抽油杆29连接，油管27通过油管挂与井口装置1连接，杆管环空出液口42与通过井口装置1与油管27连接，抽液泵38、油套环空分离液体出口37、软管接头三41与井口排水排气接头3连接，井口排水排气接头3通过连接螺栓36与短管接头短节34连接，短管接头短节34通过内外螺纹与分离器外管14连接，分离器外管14通过内外螺纹与套压维持器外管21连接，套压维持器外管21通过螺纹与套管28连接，油管27穿过整个环空气液分离装置，通过各部分油管密封圈密封以避免油套环空中气液混合物沿油管壁泄露造成分离效果差的问题。
连接软管35通过软管接头一32、软管接头二33、软管接头三41与油套环空分离液体出口37和环形分隔板7连接，连接软管直接到储液室II17，抽液泵38通过阀门39、出气口40、软管接头抽出储液室II17分离出的液体。
环空轴承式旋流片分离器主要包括分离气体出口9，采出气液入口10、离心分离器(一级分离)11、采出液连接软管12、轴承式旋流片分离器(二级分离)13、分离器外管14、软管三通接头15、储液室I16、储液室II17、导流螺旋管18、软管接头19、分离液体出口30、软管三通31。环形环空轴承式旋流片分离器内有4个气液混合物进气口，4个软管接头19分别与4个气液混合物进气口连接，软管接头19与采出液连接软管12连接，采出液连接软管12通过软管三通接头15连接后形成两个进气管通过采出气液入口10与分离器内壳体相连；两个进气管沿分离器内壁切线方向进入，形成旋流，对气液混合物进行分离，轴承式旋流片分离器(二级分离)13直接卡到分离器内壳体的轴肩上，通过叶片的旋转进行气液的二级分离。分离的液体先进入储液室I16、然后通过分离液体出口30，导流螺旋管18进入储液室II17。导流螺旋管18由于螺旋的结构避免未分离气体进入储液室II17可以达到进一步分离，故整个分离器分离效果好，分离率高。分离器内壳体直接卡到分离器外管14的内环形凸台上。
套压维持器主要包括套压维持器调节块20、套压维持器外管21、弹簧22、球阀23内密封圈24，外密封圈25、阀座26。套压维持器外管21通过螺纹与套管28连接；阀座26下面直接坐到套管的端面上，上面通过套压维持器外管21的凸出结构卡住。套压维持器调节块20通过螺纹与套压维持器外管21连接，套压维持器调节块20通过螺纹旋进的程度不同压缩弹簧22，球阀23，使阀球23坐到阀座26上。套压维持器调节块20旋进程度不同压缩弹簧22程度不同，阀球开启的压力不同，以达到控制套压的目的。每次下入前需调节好套压维持器调节块20的旋进程度，来维持非常规气井的套压。若需改变套压时需要把设备提出，重新设定套压维持器调节块20旋进程度。套压稳定器主要是在分离时维持套压的稳定，实现边排采边分离而不影响非常规天然气生产。
套压实时控制系统可以在不提出设备下对套压进行实时的调节，该结构主要包括套压维持器调节块20、套压维持器外管21、弹簧22、球阀23内密封圈24，外密封圈25、阀座26。液压控制系统43、液压软管44、短节45、液压分隔板46、液压加载腔47、柱塞调节块48、液压泄压系统49、液压加载系统50。液压控制系统通过电路与液压泄压系统49、液压加载系统50。液压泄压系统49、液压加载系统50通过阀门与液压软管44连接，液压软管44通过软管接头与分离器外管14内壳体连接，并通过软管接头与下端软管连接进而通过软管接头与液压分隔板46连接，向液压加载腔47输送液压油，以调节液压加载腔47的压力，推动柱塞调节块48向下压缩弹簧22、球阀23使阀球23坐到阀座26上，实现阀球23不同的开启压力。分离器外管14通过螺纹与短节45连接，短节45通过螺纹与套压维持器外管21连接。液压分隔板46通过螺纹与套压维持器外管21连接。柱塞调节块48通过密封圈密封在套压维持器外管21中实现上下移动。
环形分隔板主要包括环形分隔板主体7、排液软管口701、螺纹702、液压软管口703和出气孔704；环形分隔板7通过螺纹702与离心分离器11内壳体连接，环形分隔板7通过油管密封圈6、套管密封圈8与内部油管27、外部分离器外管14保持良好的密封，并将油套环空空间进行分割，上部形成储气室5、下部空间形成储液室II17。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (2)
1.非常规气井口内油套环空气液分离装置，其特征在于：包含光杆，光杆通过接头丝扣与抽油杆连接，油管通过油管挂与井口装置连接，杆管环空出液口通过井口装置与油管连接，抽液泵、阀门、出气口、软管接头三与井口排水排气接头连接，井口排水排气接头通过连接螺栓与短管接头短节连接，短管接头短节通过内外螺纹与分离器外管连接，分离器外管通过内外螺纹与套压维持器外管连接，套压维持器外管通过螺纹与套管连接，油管穿过整个环空气液分离装置；连接软管通过软管接头一、软管接头二、软管接头三与油套环空分离液体出口和环形分隔板连接，连接软管直接到储液室II，抽液泵通过阀门、出液口、软管接头抽出储液室II分离出的液体；
环空轴承式旋流片分离器主要包括分离气体出口、采出气液入口、离心分离器(一级分离)、采出液连接软管、轴承式旋流片分离器(二级分离)、分离器外管、软管三通接头、储液室I、储液室II、导流螺旋管、软管接头、分离液体出口、软管三通；环形环空轴承式旋流片分离器内有4个气液混合物进气口，4个软管接头分别与4个气液混合物进气口连接，软管接头与采出液连接软管连接，两两的采出液连接软管通过软管三通接头连接后形成两个进气管通过采出气液入口与分离器内壳体相连，轴承式旋流片分离器(二级分离)直接卡到分离器内壳体的轴肩上，分离的液体先进入储液室I、然后通过分离液体出口，导流螺旋管进入储液室II，分离器内壳体直接卡到分离器外管的内环形凸台上；
套压维持器主要包括套压维持器调节块、套压维持器外管、弹簧、球阀、内密封圈、外密封圈、阀座；套压维持器外管通过螺纹与套管连接，阀座下端直接坐到套管的端面上，上面通过套压维持器外管的凸出结构卡住，套压维持器调节块通过螺纹与套压维持器外管连接，套压维持器调节块通过螺纹旋进的程度不同压缩弹簧和球阀，使球阀坐到阀座上；
套压实时控制系统主要包括液压控制系统、液压软管、短节、液压分隔板、液压加载腔、柱塞调节块、液压泄载系统、液压加载系统；液压控制系统通过电路与液压泄载系统、液压加载系统通过阀门与液压软管连接，液压软管通过软管接头与分离器外管内壳体连接，并通过软管接头与下端软管连接进而通过软管接头与液压分隔板连接，分离器外管通过螺纹与短节连接，短节通过螺纹与套压维持器外管连接，液压分隔板通过螺纹与套压维持器外管连接，柱塞调节块通过密封圈密封在套压维持器外管中。
2.根据权利要求1所述的非常规气井口内油套环空气液分离装置，其特征在于：所述环形分隔板主要包括环形分隔板主体、排液软管口、螺纹、液压软管口和出气孔；环形分隔板通过螺纹与离心分离器内壳体连接，环形分隔板通过油管密封圈、套管密封圈与内部油管、外部分离器外管保持良好的密封，并将油套环空空间进行分割，上部形成储气室、下部空间形成储液室II。
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