CN111980660A - 一种油水自动分离流入控制器 - Google Patents

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李海涛
刘真信
崔小江
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
    • E21B43/38—Arrangements for separating materials produced by the well in the well

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Abstract

本发明公开了一种油水自动分离流入控制器。装置主要由阀基座(1)和阀盖(2)两个部件组成。阀基座(1)设有流入通道(3)，加速旋流腔室(4)加速流体，在导流槽(5)的作用下，流体切向进入旋流分离室(9)，并在通过导水槽(6)、导油槽(11)将水和油分别导入水旋流腔室(7)、由分流挡板10围成的油流腔室(12)，最后使得油水分别从出水口(8)、出油口(13)流出。本装置可自动分离油水，并经过多个增阻结构增加水相压降限制水相流动。对于已见水井可以起到限制水产出，实现稳油控水的目的，提高油井寿命。同时本装置不具备可动部件，可适用于砂井。

Description

一种油水自动分离流入控制器
技术领域
本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种油水自动分离流入控制器。
背景技术
由于储层非均质性、储层各向异性和天然裂缝等天然因素以及修井完井和注采等人工因素的影响。开发油藏过程中往往容易出现水脊进问题，这一问题缩短了油藏的无水采收期，使得整个井的含水上升加快，出现水突破，而水突破后的堵水作业十分困难，严重影响了油井产能优势的发挥和开采综合效益的实现，成为了制约高效开发底水油藏的关键之处。目前常见井下控水工具包括两类流入控制器(ICD及AICD)和ICV等，其中ICV需要下入光纤、传感器等，工具造价相对较高。而且AICD在底水突破前可以均衡剖面，延缓底水脊进，在底水突破后可以限制水的流动，较ICD完井更具优势。同时由于井下情况复杂且存在砂砾，对井下工具要求较高，不具备可动部件的井下工具才能有效避免砂卡。
因此，设计一种不含可动部件，可根据流体性质自动识别分离流体，并引导油和水通过不同的流道流出，同时还可增加水相压降限制其流动，最终实现油井控水的流入控制器意义重大。
发明内容
本发明目的在于减少砂卡对装置性能的影响，提供一种可自动分离油水同时还可以增加水相压降，最终控制油井水产出的油水自动分离流入控制器。
本发明通过以下技术方案来实现：一种油水自动分离流入控制器，主要包括阀基座1和阀盖2两个部件。阀基座1包括流入通道3以及与流入通道3相切的加速旋流腔室4，加速旋流腔室4出口通过导流槽5切向连接旋流分离室9，旋流分离室9外侧壁连通有导水槽6，水旋流腔室7和出水口8；旋流分离室9内部设置有由分流挡板10围成的油流腔室12，油流腔室12通过导油槽11与旋流分离室9相连，油流腔室12内部设置有出油口13。
优选地，流入通道3为突缩管，截面形状为圆形或者矩形。
优选地，加速旋流腔室4流道截面积从流体进入加速旋流腔室4到进入导流槽5不断减小。
优选地，导油槽11与导流槽5垂直。
优选地，导水槽6与水旋流腔室7相切。
优选地，阀基座1设置有一个出油口13以及两个出水口8。
本发明具有以下优点：
1、没有活动部件，安装方便，可用于出砂井，可实现油水进行自动分离分流。
2、水相流过流入通道3、加速旋流腔室4和旋流分离室9处产生的压力损失大于油相的压力损失，且水相会多一个在水旋流腔室7内产生的压力损失，因此过装置流体高含水时产生的压降远大于低含水时产生的压降，最终实现限制水产出的目的。
附图说明
图1是本发明装置的剖面结构示意图。
图2是本发明阀基座俯视结构示意图。
以上附图各标记说明：
1-阀基座，2-阀盖，3-流入通道，4-加速旋流腔室，5-导流槽，6-导水槽，7-水旋流腔室，8-出水口，9-旋流分离室，10-分流挡板11-导油槽，12-油流腔室，13-出油口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1所示，一种油水自动分离流入控制器，它由阀基座1和阀盖2两部分组成，阀基座1和阀盖2通过螺纹密封连接。
如图2所示，本发明工作过程如下，流体经过流入通道3，经过流道截面突缩处时速度升高，然后切向进入加速旋流腔室4，流体流速升高后再通过内部导流槽5切向进入旋流分离室9，流体旋转流动，由于水粘度低，导致其惯性力大，沿着旋流分离室9壁面流动，然后水通过导水槽6切向进入水旋流腔室7并在其中经过一定时间旋流后通过出水口8。而油由于粘度大，在旋流分离室9内靠内侧流动，经过导油槽11进入由分流挡板10围成的油流腔室12并直接通过出油口13流出。依据伯努利方程原理
Figure BDA0002646232500000031
由于水相密度低，在流入通道3、加速旋流腔室4处水相的压力损失大于油相，同时因为水相粘度低，惯性力大，产生旋流作用强，流体内摩擦大，能量消耗大，在旋流分离室9内水相压力损失大于油相压力损失，再加上最后水相较油相会多进行一次旋流即多产生在水旋流腔室7内的压力损失。最终导致过装置流体高含水时的压降高于低含水时的压降，实现限制水产出，延长油井寿命以及提高油田开采效益的目的。

Claims (6)

1.一种油水自动分离流入控制器，主要包括阀基座(1)和阀盖(2)两个部件，阀基座(1)包括流入通道(3)以及与流入通道(3)相切的加速旋流腔室(4)，加速旋流腔室(4)出口通过导流槽(5)切向连接旋流分离室(9)，旋流分离室(9)外侧壁连通有导水槽(6)，水旋流腔室(7)和出水口(8)；旋流分离室(9)内部设置有由分流挡板(10)围成的油流腔室(12)，油流腔室(12)通过导油槽(11)与旋流分离室(9)相连，油流腔室(12)内部设置有出油口(13)。
2.根据权利要求1所述的一种油水自动分离流入控制器，其特征在于：所述的流入通道(3)为突缩管，截面形状为圆形或者矩形。
3.根据权利要求1所述的一种油水自动分离流入控制器，其特征在于：所述的加速旋流腔室(4)流道截面积从流体进入加速旋流腔室(4)到进入导流槽(5)不断减小。
4.根据权利要求1所述的一种油水自动分离流入控制器，其特征在于：所述的导油槽(11)与导流槽(5)垂直。
5.根据权利要求1所述的一种油水自动分离流入控制器，其特征在于：所述的导水槽(6)与水旋流腔室(7)相切。
6.根据权利要求1所述的一种油水自动分离流入控制器，其特征在于：所述的阀体(13)设置有一个出油口(13)以及两个出水口(8)。
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