CN111691866A - 一种智能井下气液分离装置 - Google Patents

一种智能井下气液分离装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111691866A
CN111691866A CN202010639443.0A CN202010639443A CN111691866A CN 111691866 A CN111691866 A CN 111691866A CN 202010639443 A CN202010639443 A CN 202010639443A CN 111691866 A CN111691866 A CN 111691866A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
liquid
liquid discharge
discharge pipe
oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010639443.0A
Other languages
English (en)
Inventor
郑杰
闫新
窦益华
缑雅洁
赵文凯
师晓晓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Shiyou University
Original Assignee
Xian Shiyou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Shiyou University filed Critical Xian Shiyou University
Priority to CN202010639443.0A priority Critical patent/CN111691866A/zh
Publication of CN111691866A publication Critical patent/CN111691866A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK 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
    • E21B43/38Arrangements for separating materials produced by the well in the well
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • B01D19/0005Degasification of liquids with one or more auxiliary substances

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cyclones (AREA)

Abstract

一种智能井下气液分离装置,包括下端封闭的工作外筒,所述的工作外筒一侧开有油气混合流体入口,所述的油气混合流体入口处设置有防砂装置,另一侧设置有气体出口,气体出口位置高于油气混合流体入口,所述的工作外筒内部安装有排液管,该排液管下端在不同高度处开有排液孔,上端为液体出口,排液管上端穿过工作外筒顶部,位于工作外筒内部的排液管外侧同轴设置有导气管,导气管上设置有旋流板,旋流板将油气混合流体入口进入的液体甩向工作外筒外壁,位于旋流板下方的导气管上环绕设置有螺旋片,所述的导气管和排液管之间设置有过滤孔板。本发明具有排液口可自动调节、安装简单、可实现三次有效分离的特点。

Description

一种智能井下气液分离装置
技术领域
本发明涉及油气田开发井下气液分离技术领域,特别涉及一种智能井下气液分离装置。
背景技术
当前各大油田已经进入中高含水期,由于油田产出物有伴生气体产生,因此不可避免地会有一部分气体进入井下仪器内部,如进入抽油泵内会减少设备抽油量。常规的井下气液分离设备由于井下空间限制、气流压力高、温度高、流速大等问题,无法进行有效的井下气液分离工作;对于老油田的增产措施,一般会采取注二氧化碳、注水、注氮气等方式进行驱油,注入后油井气液比会增大,如不采取有效的除气、防气措施,则会对油气井整体的生产造成影响;因此将产出流体中的气、液相成分有效的在井下分离出来是目前亟需解决的问题。
目前存在的井下气液分离装置有气液旋流分离器、惯性分离式装置、气液重力分离装置等。对于井下气液旋流分离器,仅采用螺旋流道来进行分离,分离效果不彻底,而且无法对流量输出的稳定性进行控制。惯性分离器采用阻碍油气混合流体运动,靠气液相接触到障碍物后,由于密度不同,从而产生不同运动轨迹的特点来进行分离。仅适用于井底流速较慢时使用,对于高速流体,气液两相流动过程速度方向改变不明显,从而导致产生的分离效果不明显。而且这种类型装置会产生较大的流体阻力,在气体出口处会由于压降产生较大吸力,引起二次夹带现象。气液重力分离装置是利用密度不同,让气液两相流体通过较长一段管径,利用液体密度大下沉、气体密度小上升的特点,通过重力实现两相分离。但重力分离装置的分离段管径一般会很长,需要足够的时间让流体缓慢通过,对高速流体不适用。以上装置都无法实现对井下气液两相流体的高效分离和实时流量调节,这会导致井下气液分离器出口的流体通过举升设备时的流量不稳定,对举升设备造成危害。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种智能井下气液分离装置,具有排液口可自动调节、安装简单、可实现三次有效分离的特点。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种智能井下气液分离装置,包括下端封闭的工作外筒1,所述的工作外筒1一侧开有油气混合流体入口8,所述的油气混合流体入口8处设置有防砂装置,另一侧设置有气体出口3,气体出口3位置高于油气混合流体入口8,所述的工作外筒1内部安装有排液管10,该排液管10下端在不同高度处开有排液孔,上端为液体出口,排液管10上端穿过工作外筒1顶部,位于工作外筒1内部的排液管10外侧同轴设置有导气管2,导气管2上设置有旋流板4,旋流板4将油气混合流体入口8进入的液体甩向工作外筒1外壁,位于旋流板4下方的导气管2上环绕设置有螺旋片5,所述的导气管2和排液管10之间设置有过滤孔板9。
所述的防砂装置包括防砂罩7和微流量监测装置6。
所述的过滤孔板9高度与气体出口3高度相同。
所述的排液管10顶部设置有出口微流量检测装置及调节阀11。
所述的过滤孔板9为网状结构孔板,套接在排液管10外壁。主要作用是过滤分离排液管与导气管之间的气液混合流体。
所述的旋流板4由环形阵列的旋流叶片所组成,安装在导气管2外壁,油气混合流体入口8下方,主要作用是对混合流体进行首次气液分离。
所述的导气管2与螺旋片5利用离心原理将旋流板首次分离的流体进行二次分离。
所述的导气管2由工作外筒1内壁凸台进行卡接,排液管10与工作外筒1顶部内壁进行联接,导气管2底部位置位置高于排液管10,且排液管10位置高于工作外筒1底部位置便于导出液体。
所述的排液管10底部开设有四个环形微孔利于液体流入。同时由于螺旋片5作用大量液体被输送至气液分离器底部,被分离的高压液体通过排液管10底部入口流到油管。
本发明的有益效果:
本发明结构简单,设计新颖,工作过程通过位于分离器入口和排液口的微流量检测装置实时调整流量变化,保障分离器出口流量的稳定。通过三次气液分离过程,高效的对油气混合流体进行分离,分离效率得到很大提升,改善了原有井下气液分离器分离效率不高,流量不稳定的情况。达到了高效分离和流量稳定输出双重目的。
附图说明
图1为智能井下气液分离装置整体结构示意图。
图2为过滤孔板9结构示意图。
图3为旋流板4结构示意图。
图4为导气管2与螺旋片5结构外轮廓示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-图4所示,由与上部油管螺纹连接的工作外筒1,用于混合流体进入的位于外筒壁上的入口,排液管10及具有螺旋片5和旋流板4的导气管2,及位于外筒壁的气体出口组成。工作外筒1、导气管2、排气口3、旋流板4、螺旋片5、入口微流量检测装置6、防砂罩7、油气混合流体入口8、过滤孔板9、排液管10、出口微流量检测装置及调节阀11,其中过滤孔板9三维结构如图2。
本次设计的智能井下气液分离装置的总体构成部件主要有与上部油管连接的工作外筒1,该工作外筒1上开有油气混合流体入口8和气体出口3,其中工作外筒1内部有凸起的带内螺纹的平台用于和导气管2同轴连接并形成密封。导气管2外壁有螺旋片5可以对油气流体产生涡旋并加速。在螺旋片5上端同轴安装有旋流板4,有排液管10与导气管2同轴安装,在排液管10与导气管2之间具有过滤孔板9。在分离装置入口8处安装有防砂罩7和微流量监测装置6,在排液管10出口安装有微流量检测装置及调节阀11。
所述的智能井下气液分离装置具有三次分离过程,分别是第一级分离过程:油气流体通过防砂罩7进入分离器工作外筒1入口,油气混合流体通过位于导气管2上端旋流板4,旋流板4将液体甩向外筒壁,气相可直接从旋流板4中心通过;第二级分离过程:通过旋流板4的含部分液相的油气混合流体经过位于旋流板4下端的螺旋片5对油气混合流体进行旋转加速,将液相甩向工作外筒1内壁,气相向螺旋片5中心运动;第三级分离过程:经工作外筒1内壁向下流动的液相聚集在工作外筒1下端,达到一定液面高度后经过排液管10下端小孔或直接从排液管10向上流动,气相经过导气管2向上流动,经过位于导气管2与排液管10之间的过滤孔板9再次实现分离。将液相甩向导气管2内壁,向下流动经排液管10向上流向油管,气相经过导气管2向外排出油套环空。从而达到井下气液高效分离的目的。
一种智能井下气液分离装置,由与上部油管螺纹连接的工作外筒1,用于混合流体进入的位于外筒壁上的入口,排液管10及具有螺旋片5和旋流板4的导气管2,及位于外筒壁的气体出口组成。
工作外筒1下端封闭,上端留有与油管相连接的内螺纹,在工作筒壁一侧开有混合流体入口,该入口安装有防砂装置,主要用于防止井底流体中的杂质进入分离器,在入口和排液管10出口处还安装有微型流量监测传感器,主要用于实时反馈流量变化情况,调整排液管10出口流量。
在工作外筒1内部安装有排液管10,该排液管10下端在不同高度处开有排液孔,上端为液体出口,主要用于分离后的液相流出通道。与排液管10同轴安装有具有旋流板4和螺旋片5的导气管2,主要用于分离气体及引导气体从导气管2排出。导气管2通至工作外筒1上腔体,在上腔体另一侧开有气体出口,主要用于将通过分离装置分离出的气体排出。当该智能井下气液分离装置工作时,连接在油管最下端。油气混合流体经套管上射孔通道流入分离器入口,经防砂罩7过滤部分固体杂质后,油气混合流体首先通过旋流板4进行一次分离。经过旋流板4后,液相被旋流板4甩至工作外筒1壁,受重力作用向下运动,气相会在靠近旋流板4的内侧运动。经过一次分离的油气混合向下经过螺旋片5,实现二次分离,螺旋片5将油气流体旋转加速为高速螺旋流体,受离心力作用,液相会再次被甩向筒壁向下运动,直至到达排液孔,气相会经过导气管2向上运动。此时含有少量液体的油气混合流体经过位于导气管2和排液管10之间的过滤孔板实现第三次气液分离,分离后气体经气体出口流向油套环空,液体向下运动,到达排液管10,向上运动直至到达油管,从而实现三次高效的气液分离。
本发明的工作原理:
一种智能井下气液分离装置通过螺纹连接在最下端油管上,油气混合流体经过套管上形成的射孔通道经过防砂罩7流入分离器入口,经过入口后的油气混合流体首先通过旋流板4进行第一次气液分离,液相会被旋流板4甩向工作外筒1内壁,气相通过旋流板4向中心运动;通过旋流板4的含部分液相的气流体经过导气管2上螺旋片5进行第二次气液分离,分离后液相再次被甩向工作外筒1内壁,气相向导流管中心运动,沿工作外筒1壁受重力向下运动的液相聚集在底部经排液管10向上排出直至油管,向下运动的含少量液相的气体通过导气管2与排液管10之间的过滤孔板进行第三次气液分离,分离后液相经导气管2排出到油套环空,液相被甩向导气管2壁向下运动到排液管10,由排液管10排出直至到达油管。本发明的智能体现在分离器入口设置微流量检测装置,实时反馈给位于分离器排液管10出口的微流量检测装置及调节阀,根据流量大小实时调节排液管10中液体流量。调节方式为当入口检测到流量信号增大时,反馈给出口微流量检测装置,将信号直接传递给排液管10出口调节阀,调节阀会适当减小液体通过路径,当检测到流量信号减弱时,排液管10出口调节阀会适当增大液体通过路径,从而达到分离器出口流量稳定的目的。

Claims (8)

1.一种智能井下气液分离装置,其特征在于,包括下端封闭的工作外筒(1),所述的工作外筒(1)一侧开有油气混合流体入口(8),所述的油气混合流体入口(8)处设置有防砂装置,另一侧设置有气体出口(3),气体出口(3)位置高于油气混合流体入口(8),所述的工作外筒(1)内部安装有排液管(10),该排液管(10)下端在不同高度处开有排液孔,上端为液体出口,排液管(10)上端穿过工作外筒(1)顶部,位于工作外筒(1)内部的排液管(10)外侧同轴设置有导气管(2),导气管(2)上设置有旋流板(4),旋流板(4)将油气混合流体入口(8)进入的液体甩向工作外筒(1)外壁,位于旋流板(4)下方的导气管(2)上环绕设置有螺旋片(5),所述的导气管(2)和排液管(10)之间设置有过滤孔板(9)。
2.根据权利要求1所述的一种智能井下气液分离装置,其特征在于,所述的防砂装置包括防砂罩(7)和微流量监测装置(6)。
3.根据权利要求1所述的一种智能井下气液分离装置,其特征在于,所述的过滤孔板(9)高度与气体出口(3)高度相同。
4.根据权利要求1所述的一种智能井下气液分离装置,其特征在于,所述的排液管(10)顶部设置有出口微流量检测装置及调节阀(11)。
5.根据权利要求1所述的一种智能井下气液分离装置,其特征在于,所述的过滤孔板(9)为网状结构孔板,套接在排液管(10)外壁。
6.根据权利要求1所述的一种智能井下气液分离装置,其特征在于,所述的旋流板(4)由环形阵列的旋流叶片所组成,安装在导气管(2)外壁,油气混合流体入口(8)下方。
7.根据权利要求1所述的一种智能井下气液分离装置,其特征在于,所述的导气管(2)由工作外筒(1)内壁凸台进行卡接,排液管(10)与工作外筒(1)顶部内壁进行联接,导气管(2)底部位置位置高于排液管(10),且排液管(10)位置高于工作外筒(1)底部位置便于导出液体。
8.根据权利要求1所述的一种智能井下气液分离装置,其特征在于,所述的排液管(10)底部开设有四个环形微孔利于液体流入。
CN202010639443.0A 2020-07-06 2020-07-06 一种智能井下气液分离装置 Pending CN111691866A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010639443.0A CN111691866A (zh) 2020-07-06 2020-07-06 一种智能井下气液分离装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010639443.0A CN111691866A (zh) 2020-07-06 2020-07-06 一种智能井下气液分离装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111691866A true CN111691866A (zh) 2020-09-22

Family

ID=72485336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010639443.0A Pending CN111691866A (zh) 2020-07-06 2020-07-06 一种智能井下气液分离装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111691866A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112682022A (zh) * 2020-12-21 2021-04-20 西安石油大学 一种气井井下可调超音速气体分离液体回注装置
CN112983391A (zh) * 2021-02-20 2021-06-18 西南石油大学 一种内部旋流与外部网管复合式油气分离装置及方法
CN113577829A (zh) * 2021-07-22 2021-11-02 孙运国 一种气、液体分离及纯净设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203050667U (zh) * 2013-02-08 2013-07-10 东北石油大学 油田开发注水井采出污水过滤装置
CN104213898A (zh) * 2014-08-19 2014-12-17 西南石油大学 一种井底气液分离器
CN106640031A (zh) * 2016-11-29 2017-05-10 东北石油大学 井下同井采注气液分离器
CN208650839U (zh) * 2018-09-03 2019-03-26 陕西延长石油(集团)有限责任公司 一种油气勘探井气侵涌水的气液分离装置
CN212249995U (zh) * 2020-07-06 2020-12-29 西安石油大学 一种智能井下气液分离装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203050667U (zh) * 2013-02-08 2013-07-10 东北石油大学 油田开发注水井采出污水过滤装置
CN104213898A (zh) * 2014-08-19 2014-12-17 西南石油大学 一种井底气液分离器
CN106640031A (zh) * 2016-11-29 2017-05-10 东北石油大学 井下同井采注气液分离器
CN208650839U (zh) * 2018-09-03 2019-03-26 陕西延长石油(集团)有限责任公司 一种油气勘探井气侵涌水的气液分离装置
CN212249995U (zh) * 2020-07-06 2020-12-29 西安石油大学 一种智能井下气液分离装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王尊策;崔航;李森;徐艳;张井龙;: "井下螺旋式气液分离器分离性能的数值模拟", 科学技术与工程, no. 06, 28 February 2010 (2010-02-28), pages 1358 - 1359 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112682022A (zh) * 2020-12-21 2021-04-20 西安石油大学 一种气井井下可调超音速气体分离液体回注装置
CN112682022B (zh) * 2020-12-21 2022-05-27 西安石油大学 一种气井井下可调超音速气体分离液体回注装置
CN112983391A (zh) * 2021-02-20 2021-06-18 西南石油大学 一种内部旋流与外部网管复合式油气分离装置及方法
CN112983391B (zh) * 2021-02-20 2021-11-19 西南石油大学 一种内部旋流与外部网管复合式油气分离装置及方法
CN113577829A (zh) * 2021-07-22 2021-11-02 孙运国 一种气、液体分离及纯净设备
CN113577829B (zh) * 2021-07-22 2022-07-12 广钢气体(广州)有限公司 一种气、液体分离及纯净设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111691866A (zh) 一种智能井下气液分离装置
CN102458667B (zh) 气液固分离器
CN101146584B (zh) 用于分离液体/液体/气体/固体混合物的分离器
CN201184183Y (zh) 采油螺杆泵除砂除气装置
KR20120085232A (ko) 석유 및 기체를 물로부터 분리하기 위한 분리 탱크
EA013178B1 (ru) Разделительный резервуар для разделения текучей среды, содержащей воду, нефть и газ, применение такого резервуара и способ разделения текучей среды, включающей воду, нефть и газ
CN204933069U (zh) 一种涡流管式气液分离器
CN105148625B (zh) 一种涡流管式气液分离器
CN212249995U (zh) 一种智能井下气液分离装置
CN102974187A (zh) 复合式防窜气液分离器
CN110538487A (zh) 一种井下超重力聚结旋流油水分离装置
CN108999605A (zh) 一种气井井口管式外循环旋流脱水装置
CN110270189B (zh) 一种导叶式高压旋风分离器
CN108434787B (zh) 一种管式油水分离装置
CN110924923A (zh) 一种液位动态平衡的气液分离器
CN216617490U (zh) 一种多级溢流气液旋流分离装置
CN201776190U (zh) 一种带有组合开缝结构的双蜗壳式旋风管
CN110075618A (zh) 一种组合式高效气液分离器
CN115387760B (zh) 一种喷射旋流装置、自循环喷射旋流排水采气系统及方法
CN214091831U (zh) 页岩气多管旋流分离器
CN109432827B (zh) 弱旋流式油气水三相分离装置和分流方法
CN202892985U (zh) 复合式防窜气液分离器
CN110743253B (zh) 一种管道式高流速气液分离装置和方法
CN113512442A (zh) 一种吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置
CN110924922A (zh) 一种筒体组合式恒液位气液分离器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination