CN112145134A - 一种多功能防砂油气分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能防砂油气分离器，包括外管、中心管和分流管，所述中心管和所述分流管固定连接，所述中心管和所述分流管均套设在所述外管内部，所述外管前端的管壁上开设有若干吸筛孔，所述分流管对应于所述外管的后端，所述分流管的管壁上开设有进液孔，所述中心管与所述外管之间设置有螺旋片，所述分流管与所述外管之间设置有分流伞。本发明采用螺旋片进行螺旋分离，采用分流伞进行滑脱效应分离，使液流在管内循环的过程中实现两级分离的效果，结构新颖、简单可靠。
Description
技术领域
本发明涉及石油机械技术领域，特别是涉及一种多功能防砂油气分离器。
背景技术
油田进入中、后期开发后，随着油井的开采，由于地层压力下降，原油中的溶解气易过早析出，使抽油泵充满程度降低，抽油泵效下降，甚至造成气锁。此外，由于地层胶结疏松，生产压差过大等因素，往往导致地层出砂，造成抽油泵磨损加剧、卡抽油泵，影响油井的正常生产。
实践证明，油井的气油比越大，地层出砂越为严重。为了解决上述问题，各油田通常在抽油泵下安装一级的利用滑脱效应和重力分离的气锚或砂锚，进行简单的分离，防止气、砂进入抽油泵内。虽然有一定的作用，但从现场的应用情况看，对于出气、砂严重的油井效果较差；国外生产的多级分离式气、砂锚，使用效果虽好，但其结构复杂，生产成本高，限制了实际应用的范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种多功能防砂油气分离器，以解决上述现有技术存在的问题，采用螺旋分离与滑脱效应分离的原理，使液流在管内循环的过程中实现两级分离的效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种多功能防砂油气分离器，包括外管、中心管和分流管，所述中心管和所述分流管固定连接，所述中心管和所述分流管均套设在所述外管内部，所述外管前端的管壁上开设有若干吸筛孔，所述分流管对应于所述外管的后端，所述分流管的管壁上开设有进液孔，所述中心管与所述外管之间设置有螺旋片，所述分流管与所述外管之间设置有分流伞。
优选的，所述外管的前端设置有上接头，所述上接头上开设有气体通道，所述气体通道的一端与所述外管和所述中心管之间的空间连通，所述气体通道的另一端与所述外管的外部连通，所述外管的后端设置有下接头，所述下接头与所述外管和所述分流管之间的空间连通，所述下接头用于连接尾管。
优选的，所述吸筛孔前端的所述外管、所述中心管和所述上接头之间为集气室，所述气体通道位于所述集气室的前端。
优选的，所述气体通道设置有单向阀。
优选的，所述螺旋片包括一级螺旋片和二级螺旋片，所述一级螺旋片和所述二级螺旋片之间设置有缓冲沉淀区。
优选的，所述分流管的后端设置有油砂隔离罩。
优选的，所述分流伞的较小的一端与所述分流管的外壁固定连接，所述分流伞的较大的一端位于所述分流管和所述外管之间。
优选的，所述分流伞位于所述进液孔的外侧。
优选的，所述螺旋片采用合金材料制成；所述外管、所述中心管和所述分流管均采用P110钢管制成。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
采用本发明进行分离时，液流(气油砂混合物)从外管上的吸筛孔进入，液流中的气泡受螺旋片的离心力和重力分异的作用上浮到吸筛孔，排出外管到油套环空中，砂石在离心力和重力作用下，下沉到外管后端的尾管中，实现一次分离。液流经过分流伞，由于重力和滑脱效应的作用，气泡上行排出外管，砂石下行沉降，完成了气砂的有效分离，实现二次分离。油从分流管的进液孔进入中心管，进而进入前端的抽油泵内采出。本发明采用螺旋片进行螺旋分离，采用分流伞进行滑脱效应分离，使液流在管内循环的过程中实现两级分离的效果，结构新颖、简单可靠。
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为本发明的多功能防砂油气分离器示意图；
其中：1-外管，2-中心管，3-分流管，4-吸筛孔，5-进液孔，6-螺旋片，7-分流伞，8-上接头，9-气体通道，10-下接头，11-集气室，12-单向阀，13-缓冲沉淀区，14-油砂隔离罩。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种多功能防砂油气分离器，以解决上述现有技术存在的问题，采用螺旋分离与滑脱效应分离的原理，使液流在管内循环的过程中实现两级分离的效果。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示：本实施例提供了一种多功能防砂油气分离器，包括外管1、中心管2和分流管3，中心管2和分流管3固定连接，中心管2和分流管3均套设在外管1内部，外管1、中心管2和分流管3同轴设置，外管1前端的管壁上开设有若干吸筛孔4，分流管3对应于外管1的后端，分流管3的管壁上开设有进液孔5，中心管2与外管1之间设置有螺旋片6，分流管3与外管1之间设置有分流伞7。采用本实施例进行分离时，液流(气油砂混合物)从外管1上的吸筛孔4进入，液流中的气泡受螺旋片6的离心力和重力分异的作用上浮到吸筛孔4，排出外管1到油套环空中，砂石在离心力和重力作用下，下沉到外管1后端的尾管中，实现一次分离。液流经过分流伞7，由于重力和滑脱效应的作用，气泡上行排出外管1，砂石下行沉降，完成了气砂的有效分离，实现二次分离。油从分流管3的进液孔5进入中心管2，进而进入前端的抽油泵内采出。本实施例采用螺旋片6进行螺旋分离，采用分流伞7进行滑脱效应分离，使液流在管内循环的过程中实现两级分离的效果，结构新颖、简单可靠。
具体地，本实施例中，外管1的前端设置有上接头8，上接头8上开设有气体通道9，气体通道9的一端与外管1和中心管2之间的空间连通，气体通道9的另一端与外管1的外部油套环空连通，外管1的后端设置有下接头10，下接头10与外管1和分流管3之间的空间连通，下接头10用于连接尾管。
本实施例中，吸筛孔4前端的外管1、中心管2和上接头8之间为集气室11，气体通道9位于集气室11的前端，吸筛孔4位于集气室11的后端。气体通道9设置有单向阀12，单向阀12使气体实现由集气室11到油套环空的单向排出。单向阀12包括阀芯、弹簧和阀座。
本实施例中，螺旋片6包括一级螺旋片和二级螺旋片，本实施例由前向后依次为一级分离区、缓冲沉淀区13和二级分离区，一级分离区对应一级螺旋片的设置位置，缓冲沉淀区13位于一级螺旋片和二级螺旋片之间，二级分离区对应分流管3的位置。缓冲沉淀区13不设置螺旋片6，经过一级螺旋片分离的液流，在缓冲沉淀区13对油砂进行有效分隔，砂石在重力的作用下顺利沉入尾管内，分离后的液流再次经过二级螺旋片分离。
本实施例中，螺旋片6采用合金材料制成，提高了耐磨性，保证液流在高速旋转分离下，螺旋片6不损失，确保装置的正常使用；外管1、中心管2和分流管3均采用P110钢管制成，针对目前油井的含水率高、H2S、CO2、CLˉ含量高的问题，采用P110钢管可以满足抗硫防腐的需求，保证多功能防砂油气分离器正常、有效的工作，延长工具的在井内的使用寿命。
本实施例中，分流伞7位于进液孔5的外侧。分流伞7的较小的一端与分流管3的外壁固定连接，分流伞7的较大的一端位于分流管3和外管1之间。分流伞7对液流中的气体和油通过滑脱效应进行分离，分离出的气体上浮至外管1上的吸筛孔4排出至油套环空中，油通过进液孔5进入中心管2内，进而由抽油泵采出。
本实施例中，分流管3的后端设置有油砂隔离罩14，防止砂石进入中心管2中。
本实施例使用时，将本实施例的多功能防砂油气分离器的前端与抽油泵连接，随抽油泵一起下入井内，下入过程中应平稳操作，下放速度不可过快，多功能防砂油气分离器的后端通常接50-100米的尾管，可根据出砂情况调节尾管的长度。液流通过外管1上的吸筛孔4进入中心管2和外管1之间，依靠抽油泵的抽吸作为动力源在分离器内形成高速旋转气液混合流体，旋流气体分子集中在螺旋片6内侧，由抽油泵的形成的间歇气液流动，使气体分子向外管1前端聚集，气体在抽油泵的作用下聚集在集气室11中，抽油泵的下次冲程使液流吸入，将集气室11内压力升高，使气体通过单流气体通道9排出到油套环空中，完成了气液的一次分离。液流在缓冲沉淀区13对油砂进行有效分隔，砂石在重力的作用下顺利沉入尾管内，液流经过分流伞7，在分流伞7的作用下，由于重力和滑脱效应的作用，气泡上行通过吸筛孔4排到油套环空中，砂石下行沉降，完成了气液的二次分离，油通过进液孔5进入分流管3和中心管2中，在抽油泵的作用下采出。
本实施例将装置的长度增加至4500mm，将原有的一级分离升级为二级分离；本实施例的适用范围广泛，日处理液量达20-180吨/天；适用于气液比60-400的情况。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种多功能防砂油气分离器，其特征在于：包括外管、中心管和分流管，所述中心管和所述分流管固定连接，所述中心管和所述分流管均套设在所述外管内部，所述外管前端的管壁上开设有若干吸筛孔，所述分流管对应于所述外管的后端，所述分流管的管壁上开设有进液孔，所述中心管与所述外管之间设置有螺旋片，所述分流管与所述外管之间设置有分流伞。
2.根据权利要求1所述的多功能防砂油气分离器，其特征在于：所述外管的前端设置有上接头，所述上接头上开设有气体通道，所述气体通道的一端与所述外管和所述中心管之间的空间连通，所述气体通道的另一端与所述外管的外部连通，所述外管的后端设置有下接头，所述下接头与所述外管和所述分流管之间的空间连通，所述下接头用于连接尾管。
3.根据权利要求2所述的多功能防砂油气分离器，其特征在于：所述吸筛孔前端的所述外管、所述中心管和所述上接头之间为集气室，所述气体通道位于所述集气室的前端。
4.根据权利要求2所述的多功能防砂油气分离器，其特征在于：所述气体通道设置有单向阀。
5.根据权利要求1所述的多功能防砂油气分离器，其特征在于：所述螺旋片包括一级螺旋片和二级螺旋片，所述一级螺旋片和所述二级螺旋片之间设置有缓冲沉淀区。
6.根据权利要求1所述的多功能防砂油气分离器，其特征在于：所述分流管的后端设置有油砂隔离罩。
7.根据权利要求1所述的多功能防砂油气分离器，其特征在于：所述分流伞的较小的一端与所述分流管的外壁固定连接，所述分流伞的较大的一端位于所述分流管和所述外管之间。
8.根据权利要求1所述的多功能防砂油气分离器，其特征在于：所述分流伞位于所述进液孔的外侧。
9.根据权利要求1所述的多功能防砂油气分离器，其特征在于：所述螺旋片采用合金材料制成；所述外管、所述中心管和所述分流管均采用P110钢管制成。
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Cited By (3)
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| CN112827674A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-25 | 东北石油大学 | 一种往复间歇式旋流分离装置 |
| CN112827669A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-25 | 东北石油大学 | 一种间歇式气液旋流分离器 |
| CN115263267A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-11-01 | 山东威马泵业股份有限公司 | 一种三相分离防垢防蜡装置及抽油系统 |
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