CN113512442A - 一种吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实发明涉及石油输送技术领域，具体涉及一种吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，包括旋流分离器、离心泵和引射器，旋流分离器上设置有介质入口、排气管、排液管和排砂口，排液管通过液相管路与离心泵的入口相连通，离心泵的出口通过高压进液管路与引射器的高压进口相连通，排气管通过低压进气管路与引射器的低压进口相连通。本装置可实现井流物的分气、除砂、吸气均质和增压等多个功能，操作简单，实用方便；通过旋流分离器将复杂井流物中的气相、液相和固相分离开来，并将分离后的液相经离心泵增压后进入引射器内，将旋流分离器内分离的气相吸入引射器内，形成均质弥散，被液相携带增压形成混合外输。

Description

一种吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置

技术领域

本发明涉及石油输送技术领域，具体为一种吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置。

背景技术

单井采出液属于复杂井流物，石油、天然气等为主要混合物，并含有少量的固体颗粒细粉砂。目前石油开采大多采用滚动开发方式，由于偏远油田增多，城乡经济发展需求，大量应用井工厂模式，需要大量的长距离油气混输增压装置。由于油气混输时气液两相同时存在，大多选用性价比高的双螺杆泵为代表的容积泵进行输送。但由于螺杆泵由于自身的性质，无法适应井流物中细砂的磨蚀，长此以往其工作效率会迅速降低，造成频繁的维修；而且，在实际输送过程中，由于井流物波动范围广，变化频次高，流态会时时发生变化，再者加上海上平台爬升，山区的地势起伏，沙漠长距离输送等不同输送工况的存在，都会引发段塞流现象的产生，段塞流轻则影响混输装置出口压力，降低装置效率，重则引发起点回压急剧增加，引起装置的超压损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一种吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，能够适应含有气、液和固态的复杂井流物的输送过程，实现复杂井流物就地除砂、高效增压、均质混输。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，包括依次连通的旋流分离器、离心泵和引射器；所述旋流分离器上设置有介质入口、排气管、排液管和排砂口，所述排液管通过液相管路与离心泵的入口相连通，所述离心泵的出口通过高压进液管路与引射器的高压进口相连通，所述排气管通过低压进气管路与引射器的低压进口相连通；所述排气管设置在旋流分离器顶端，所述排气管的底部深入旋流分离器内部，且排气管底端连通有上下均开口的伞罩，所述伞罩的纵截面为梯形；所述伞罩的下端连接有空心且上下均敞口的富集管，且所述伞罩的内壁与富集管的上端通过若干加强杆连接；所述富集管的周壁上设置有若干导流槽，所述富集管的周壁及导流槽上均开设有内外贯通的溢气孔；所述富集管的下侧设置有上端敞口的溢流腔，且所述溢流腔与旋流分流器的内壁之间留有间隔，所述排液管伸入至溢流腔的内部；所述旋流分离器的底端连通有集砂腔，所述排砂口设置在集砂腔的底部。从采油树流出的复杂井流物进入旋流分离器中进行分离和流态重整，经分离后的气相经引射器的低压进口进入引射器内，分离后的液相经由离心泵加压后进入引射器的高压进口进入引射器内，两者在引射器内发生剧烈混合，形成均质弥散后进行外输，避免段塞流现象的发生；而井流物中的存在的细砂等固态颗粒被旋流分离器分离出来，避免其混杂在井流物中输送，从而造成设备的损坏。

作为优化，所述低压进气管路上连通有低压进口调节阀；离心泵与引射器之间的高压进液管路上连通有高压进口调节阀，以便对进入引射器的高压流体和低压气体进行调节。

作为优化，旋流分离器和离心泵之间的所述液相管路上连通有截断阀，控制流体输送过程。

作为优化，所述导流槽呈螺旋设置，且螺旋方向与气相上升时的方向相一致，避免影响上升的气相在旋流分离器内所做的回转运动。

作为优化，所述溢流腔的上端设置有滤网，所述富集管的底端与所述滤网固定连接，滤网可以避免细砂误入溢流腔内。

作为优化，所述旋流分离器下侧的内壁上设置有若干倾斜的斜板，所述斜板位于集砂腔的正上方，且所述斜板均匀分布在旋流分离器的内壁上，一方面斜板可以提高固相的分离效果，另一方面，斜板可以减少和避免集砂腔内的细砂向上翻涌。

作为优化，所述排气管的下端设置有捕雾器，净化排气管内排出的气相，进一步减少低压进气管路内液相的存在。

作为优化，所述集砂腔的底部为圆弧形，便于积存的细砂彻底排出。

作为优化，所述排砂口上设置有排砂阀，以便定期对集砂腔内的细砂排出。

作为优化，所述排气管伸入至溢流腔的一端呈90°下折弯设置，以便可以充分吸取较为纯净的液相流体。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明所提供的一种吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，可实现井流物的分气、除砂、吸气均质和增压等多个功能，操作简单，实用方便；通过旋流分离器将复杂井流物中的气相、液相和固相分离开来，并将分离后的液相经离心泵增压后进入引射器内，将旋流分离器内分离的气相吸入引射器内，形成均质弥散，被液相携带增压形成混合外输；通过设置伞罩既可更好的集气又可避免固相和液相进入排气管内；通过设置富集管可更好地分离气相中夹杂的液相特别是处在气、液交界处的液相。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为旋流分离器整体结构的剖视结构示意图；

图3为图2中A处的放大结构示意图；

图4为图2中B处的放大结构示意图；

图5为富集管的结构示意图；

图6为斜板的上视状态结构示意图。

其中，1、旋流分离器，2、离心泵，3、引射器、4、液相管路，5、高压进液管路，6、低压进气管路，7、低压进气调节阀，8、高压进口调节阀，9、截断阀，101、介质入口，102、排气管，103、排液管，104、排砂口，105、伞罩，106、富集管，107、加强杆，108、导流槽，109、溢气孔，110、溢流腔，111、集砂腔，112、滤网，113、斜板，114、捕雾器，115、排砂阀。

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做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，包括依次连通的旋流分离器1、离心泵2和引射器3。所述旋流分离器1上设置有介质入口10、排气管102、排液管103和排砂口104，所述排液管103通过液相管路4与离心泵3的入口相连通，所述离心泵3的出口通过高压进液管路5与引射器3的高压进口相连通，所述排气管102通过低压进气管路6与引射器4的低压进口相连通。旋流分离器1用于将复杂井流物中的气相、液相和固相颗粒分别分离开来，分离之后的液相进入离心泵2增压后进入引射器3的高压进口处，分离后的气相进入引射器3的低压进口，以便排除固态颗粒对油气输送过程的不利影响，并使得油气均质混合后再进行混合外输，避免油气混输时段塞流现象的产生。

如图2和3所示，所述排气管102设置在旋流分离器1顶端，所述排气管102的底部深入旋流分离器1内部，混合介质沿介质入口101切向进入旋流分离器1内，密度最大的固体颗粒被甩至旋流分离器1的内壁一侧，最终落至旋流分离器1的下端，而液相以及空气则在旋流分离器1的椎体中心形成上升的内层旋流，气体的密度最小，因此可位于旋流中心处并不断上升，最终进入排气管102内排出。排气管102底端连通有上下均开口的伞罩105，所述伞罩105的纵截面为梯形，伞罩105一方面可起到集气的作用，将上升的气相尽可能地收集，另一方面上窄下宽的伞罩105可对进入旋流分离器1内并做回转运动的液相和固相起到一定的阻挡作用，将其甩离排气管102的入口处，防止液相和固相误入排气管102内。

如图2-4所示，所述伞罩105的下端连接有空心且上下均敞口的富集管106，所述富集管106的直径小于伞罩105下端的直径，且所述伞罩105的内壁与富集管106的上端通过若干加强杆107连接，通过若干根加强杆107进行连接，可保证伞罩105和富集管106的上端留有间隙，可以确保气相顺利进入排气管102，另一方面，若有有液相随气相旋转上升至此空隙处，一部分凝聚的液滴可被甩出并从空隙中脱离出去。所述富集管106的周壁上设置有若干导流槽108，导流槽108可对上升的气相尤其是靠近液相和气相分界线处的气相起到导流作用。所述富集管106的周壁及导流槽108上均开设有内外贯通的溢气孔109，气相以及处在气液分界处的气相在接触到富集管106和导流槽108时，气相可通过溢气孔108进入至富集管106内，并随富集管106上升至排气管102内排出，而由于导流槽108起到的导流作用，可通过其对流体产生的附加的离心力将气相中的液相甩出，因此，通过富集管106与气相的接触，可进一步过滤气相中的液相。

所述富集管106的下侧设置有上端敞口的小型溢流腔110，溢流腔110用于收集液相，由于介质中仍是以液相为主，且介质在螺旋分离器1内做回转运动时，液体会形成内螺旋状的上升溢流，因此会不断进入溢流腔110内，所述溢流腔110与旋流分流器1的内壁之间留有间隔，为介质的下降留出活动空间，避免固相颗粒在向下运动时误入其中。所述排液管103伸入至溢流腔110的内部，以便将进入溢流腔110内较为纯净的液相排出。所述旋流分离器1的底端连通有集砂腔111，所述排砂口104设置在集砂腔111的底部，固体颗粒经回转运动后会落入旋流分离器1的底部并进入至集砂腔111内进行聚结。

如图1所示，为了便于合理控制进入引射器3的高压液相和低压气相，所述低压进气管路6上连通有低压进口调节阀7；离心泵2与引射器3之间的高压进液管路5上连通有高压进口调节阀8。

如图1所示，为了对进入离心泵2的液相进行控制，旋流分离器1和离心泵2之间的所述液相管路4上连通有截断阀9。

如图3和5所示，所述导流槽108呈螺旋设置，且螺旋方向与气相上升时的运动方向相一致，与富集管106相接触后，通过正向气流导向，可提高气相和液相的分离效率，进一步通过离心力将气相中的液相甩出，从而实现更好的分离。

如图2和4所示，所述溢流腔110的上端设置有滤网112，所述富集管106的底端与所述滤网112固定连接，滤网112的设置可以避免固体细砂颗粒误入溢流腔110内。

如图2和6所示，所述旋流分离器1下侧的内壁上设置有若干倾斜的斜板113，所述斜板113位于集砂腔111的正上方，且所述斜板113均匀分布在旋流分离器1的内壁上，一方面斜板113可以增加了沉淀面积，提高固相的分离效果，另一方面，斜板113可以减少和避免集砂腔111内的细砂颗粒向上翻涌，防止其再次混入液相中。

如图2和3所示，所述排气管102的下端设置有捕雾器114，进一步净化排气管102内排出的气相，减少低压进气管路6内液相的存在。

如图2所示，所述集砂腔111的底部为圆弧形，便于积存的细砂彻底排出。

如图2所示，所述排砂口104上设置有排砂阀115，使得聚结在集砂腔111内的固体细砂颗粒可以定期排出。

如图2和4所示，所述排气管102伸入至溢流腔110的一端呈90°下折弯设置，以便可以充分吸取较为纯净的液相流体。

工作原理：出采油树的复杂井流物进入旋流分离器1内，油气在旋流分流器1内进行初步分离、流态重整，气相上升并经排气管102上升，细砂固体颗粒下降并聚结在底部的集砂腔111内定期排出，防止固态颗粒对设备产生损害，油水混合的液相从旋流分离器1的排液管排出，实现气、液、固三相分离，经过旋流分离器1初步分离的油水混合物经过离心泵2增压，然后高压流体进入引射器3内，形成压差，吸入旋流分离器1初步分离的气相，两者形成均质弥散，气相被液相携带增压外输，避免段塞流的产生。

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。

Claims (10)

1.一种吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，其特征在于：包括依次连通的旋流分离器、离心泵和引射器；所述旋流分离器上设置有介质入口、排气管、排液管和排砂口，所述排液管通过液相管路与离心泵的入口相连通，所述离心泵的出口通过高压进液管路与引射器的高压进口相连通，所述排气管通过低压进气管路与引射器的低压进口相连通；

所述排气管设置在旋流分离器顶端，所述排气管的底部深入旋流分离器内部，且排气管底端连通有上下均开口的伞罩，所述伞罩的纵截面为梯形；

所述伞罩的下端连接有空心且上下均敞口的富集管，且所述伞罩的内壁与富集管的上端通过若干加强杆连接；所述富集管的周壁上设置有若干导流槽，所述富集管的周壁及导流槽上均开设有内外贯通的溢气孔；

所述富集管的下侧设置有上端敞口的溢流腔，且所述溢流腔与旋流分流器的内壁之间留有间隔，所述排液管伸入至溢流腔的内部；

所述旋流分离器的底端连通有集砂腔，所述排砂口设置在集砂腔的底部。

2.根据权利要求1所述的吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，其特征在于：所述低压进气管路上连通有低压进口调节阀；离心泵与引射器之间的高压进液管路上连通有高压进口调节阀。

3.根据权利要求2所述的吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，其特征在于：旋流分离器和离心泵之间的所述液相管路上连通有截断阀。

4.根据权利要求3所述的吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，其特征在于：所述导流槽呈螺旋设置，且螺旋方向与气相上升时的运动方向相一致。

5.根据权利要求4所述的吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，其特征在于：所述溢流腔的上端设置有滤网，所述富集管的底端与所述滤网固定连接。

6.根据权利要求5所述的吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，其特征在于：所述旋流分离器下侧的内壁上设置有若干倾斜的斜板，所述斜板位于集砂腔的正上方，且所述斜板均匀分布在旋流分离器的内壁上。

7.根据权利要求5或6所述的吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，其特征在于：所述排气管的下端设置有捕雾器。

8.根据权利要求7所述的吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，其特征在于：所述集砂腔的底部为圆弧形。

9.根据权利要求8所述的吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，其特征在于：所述排砂口上设置有排砂阀。

10.根据权利要求9所述的吸入式均质复杂井流物增压油气混输一体化装置，其特征在于：所述排气管伸入至溢流腔的一端呈90°下折弯设置。

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