CN109555510A - 一种气动陀螺油气梯次分离装置 - Google Patents

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梁振民
赵小平
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    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34Arrangements for separating materials produced by the well

Abstract

本发明公开一种气动陀螺油气梯次分离装置,包括进液管、外管、中心管、变速管、气动陀螺、排气管线、陀螺罩以及油水液体排出管,其中,中心管、变速管以及气动陀螺在外管中由下至上依次排布;进液管由外管底部进入与中心管连接,气动陀螺上方设有陀螺罩;排气管线由外管顶部伸出,与天然气管网连通,陀螺罩在外管内部悬挂于排气管线底端;外管中的油水混合液由设于外管底端的油水液体排出管排出。本发明采用变速解析法和气动陀螺离心分离法进行梯次气液分离,便于油气分子有效剥离,可以二次或多梯次进行气液分离,占地空间小、减少了维护费用,及安装、运维简单方便。

Description

一种气动陀螺油气梯次分离装置
技术领域
本发明涉及一种油气田油气水分离技术,具体为一种气动陀螺油气梯次分离装置。
背景技术
油气田是指同一面积内的油藏、气藏、油气藏的总和。油气田在开采过程中,油井生产出的原油是包含油、水以及伴生天然气油气水混合物,需要进行油气水分离,将油井生产出的油、水和伴生天然气分离开来。
常规油气水多相分离技术,多采用重力法,利用气液之间存在的密度差,使得气体与液体在垂直流程分离。该原理决定了必须为流体充分得以分离所必需的体积空间,导致制造成本、安装占地和日常维护费用方面居高不下,安装、运维都十分不便。
发明内容
针对现有技术中油气水多相分离技术采用重力法存在设备占地空间大、维护费用高以及安装、运维十分不便等不足,本发明要解决的问题是提供一种可气动陀螺油气梯次分离装置。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
本发明一种气动陀螺油气梯次分离装置,包括进液管、外管、中心管、变速管、气动陀螺、排气管线、陀螺罩以及油水液体排出管,其中,中心管、变速管以及气动陀螺在外管中由下至上依次排布;进液管由外管底部进入与中心管连接,气动陀螺上方设有陀螺罩;排气管线由外管顶部伸出,与天然气管网连通,陀螺罩在外管内部悬挂于排气管线底端;外管中的油水混合液由设于外管底端的油水液体排出管排出。
在变速管外同轴设有筒状的初级分离衬管,初级分离衬管的筒底部分安装于变速管底部、中心管上端,筒口与外管相通。
气动陀螺安装于撑架中,撑架安装于外管的内壁上。
撑架中部设有吊孔,气动陀螺上部通过连杆挂在该吊孔中,吊孔周边设有多个透气孔。
增加外管的管线长度,气动陀螺、陀螺罩以及排气管线为两层或两层以上,在中心管中纵向布置;气动陀螺和排气管线通过各自的撑架悬挂于中心管中,最上层排气管线由外管顶部伸出。
所述油水液体排出管前端安装浮球联动阀,浮球联动阀包括阀门及与阀门连接的浮球,其中阀门安装于油水液体排出管的进口位置,浮球浮动安装在油水液体中的导杆上,浮球通过连杆与阀门开口端连接。
本发明具有以下有益效果及优点:
1.本发明采用变速解析法和气动陀螺离心分离法进行梯次气液分离,变速解析后,气动陀螺随机旋转改变气液流向,不同分子量物质产生大小不一的离心力,迫使混合流体各相分子力处于克服分子极限引力,便于油气分子有效剥离,可以二次或多梯次进行气液分离。
2.本发明装置占地空间小、减少了维护费用,及安装、运维简单方便。
附图说明
图1为本发明气动陀螺油气梯次分离装置结构示意图;
图2为本发明中的撑架示意图;
图3为本发明中多梯次分离装置结构示意图。
其中,1为进液管,2为外管,3为中心管,4为变速管,5为气动陀螺,6为排气管线,7为陀螺罩,8为初级分离衬管,9为油水液体排出管,10为浮球联动阀,11为撑架。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
如图1所示,本发明一种气动陀螺油气梯次分离装置,包括进液管1、外管2、中心管3、变速管4、气动陀螺5、排气管线6、陀螺罩7以及油水液体排出管9,其中,中心管3、变速管4以及气动陀螺5在外管中由下至上依次排布;进液管1由外管2底部进入,与中心管3连接,气动陀螺5上方设有陀螺罩7;排气管线6由外管2顶部伸出,与天然气管网连通,陀螺罩7在外管内部悬挂于排气排气管线6底端;外管2中的油水混合液由设于外管2底端的油水液体排出管9排出。
在变速管4外同轴设有筒状的初级分离衬管8,初级分离衬管8的筒底部分安装于变速管4底部、中心管上端,筒口与外管相通。
本实施例中,气动陀螺5安装与撑架1连接悬挂在变速管4喷口顶部,撑架安装于外管的内壁上。
如图2所示,撑架11中部设有吊孔,气动陀螺5上部通过连杆挂在该吊孔中,吊孔周边设有多个透气孔。
在油水液体排出管9前端安装浮球联动阀10,浮球联动阀10包括阀门及与阀门连接的浮球,其中阀门安装于油水液体排出管9的进口位置,浮球浮动安装在油水液体中的导杆上,浮球通过连杆与阀门开口端连接。
本发明的工作原理为:
本发明采用变速解析法和气动陀螺离心分离法进行梯次气液分离,变速解析后,气动陀螺随机旋转改变气液流向,不同分子量物质产生大小不一的离心力,迫使混合流体各相分子力处于克服分子极限引力,便于油气分子有效剥离,实现二次或多梯次进行气液分离。
本发明的工作过程及原理如下:
气液混合介质通过进液管1流经中心管3,由变速管4加速喷出,混合流体中的气体先行溢出,实现初步分离;
脱去大部分液体的气液混合介质经扩径膨胀(气液混合介质变速管4喷口喷出后,突然进到大管径的外管2空间中的过程)后,推动气动陀螺5在撑架上悬浮并随机旋转,在气动陀螺5离心力的作用下,气体高速上升通过排气管线6进入天然气管网,液滴被甩向陀螺罩7内壁上,沉降到外管2低部,通过油水液体排出管9排出。
油水液体排出管9的前端安装浮球联动阀10,沉降的液体达到液位浮起浮球时开启阀门,经油水液体排出管9流出,在有限的空间内高效完成气液二次分离。
本发明还可增加外管2的管线长度,增加外管2的管线长度,气动陀螺5、陀螺罩7以及排气管线6为两层或两层以上,在中心管3中纵向布置;气动陀螺5和排气管线6通过各自的撑架11悬挂于中心管3中,最上层排气管线6由外管2顶部伸出。
如图3所示,在排气管线6上端可根据分离需要再增加一层或两层气动陀螺油气分离装置,实现三梯次气液分离。

Claims (6)

1.一种气动陀螺油气梯次分离装置,其特征在于:包括进液管(1)、外管(2)、中心管(3)、变速管(4)、气动陀螺(5)、排气管线(6)、陀螺罩(7)以及油水液体排出管(9),其中,中心管(3)、变速管(4)以及气动陀螺(5)在外管中由下至上依次排布;进液管(1)由外管(2)底部进入与中心管(3)连接,气动陀螺(5)上方设有陀螺罩(7);排气管线(6)由外管(2)顶部伸出,与天然气管网连通,陀螺罩(7)在外管内部悬挂于排气管线(6)底端;外管(2)中的油水混合液由设于外管(2)底端的油水液体排出管(9)排出。
2.根据权利要求1所述的气动陀螺油气梯次分离装置,其特征在于:在变速管(4)外同轴设有筒状的初级分离衬管(8),初级分离衬管(8)的筒底部分安装于变速管(4)底部、中心管(3)上端,筒口与外管(2)相通。
3.根据权利要求1所述的气动陀螺油气梯次分离装置,其特征在于:气动陀螺(5)安装于撑架(11)中,撑架(11)安装于外管(2)的内壁上。
4.根据权利要求3所述的气动陀螺油气梯次分离装置,其特征在于:撑架(11)中部设有吊孔,气动陀螺(5)上部通过连杆挂在该吊孔中,吊孔周边设有多个透气孔。
5.根据权利要求1所述的气动陀螺油气梯次分离装置,其特征在于:增加外管(2)的管线长度,气动陀螺(5)、陀螺罩(7)以及排气管线(6)为两层以上,在中心管(3)中纵向布置;气动陀螺(5)和排气管线(6)通过各自的撑架(11)悬挂于中心管(3)中,最上层排气管线(6)由外管(2)顶部伸出。
6.根据权利要求1所述的气动陀螺油气梯次分离装置,其特征在于:所述油水液体排出管(9)前端安装浮球联动阀(10),浮球联动阀(10)包括阀门及与阀门连接的浮球,其中阀门安装于油水液体排出管(9)的进口位置,浮球浮动安装在油水液体中的导杆上,浮球通过连杆与阀门开口端连接。
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