CN205778643U - 一种油气勘探井气侵涌水的气液分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油气勘探井气侵涌水的气液分离装置，包括与钻井表套连接的井口密封装置、输送管路和气液分离及检测装置，本实用新型通过调整调整螺母的位置可使第一进液管与钻井表套密封，使得井内气液混合流体能全部进入到气液分离及检测装置中。利用离心效应和捕集效应将气液多级分离，提高了气液分离效率和分离效果，实现气体和液体分别单独检测。

Description

一种油气勘探井气侵涌水的气液分离装置

技术领域

本实用新型涉及油气勘探领域，特别涉及一种油气勘探井气侵涌水的气液分离装置。

背景技术

地质勘探过程中，因水文地质条件复杂，钻孔易与承压含水层或含导水裂隙相通，导致钻井内出现涌水现象。尤其对于油气勘探井，钻遇地层常含有天然气，天然气侵入钻井液中并降低其密度，更易诱发钻井内发生气侵涌水现象。气侵涌水使钻井内泥浆的护壁，润滑等性能降低，极易引发钻探和消防等安全事故。预防该类事故的前提是对钻井内气侵涌水进行气液分离，然后分别检测各流体的组分，流量等参数，掌握钻井内气侵涌水的动态信息，并依此提出相应的预防措施。然而，现有的地质钻探并未配备防喷器等油田井控设备，钻井内涌出的气液混合流体难以实现分离和检测，只可简单掌握钻井的涌水信息，而无法了解涌气信息。

发明内容

本实用新型的目的是要解决在利用地质钻探设备进行油气勘探施工过程中发生气侵涌水时，钻井内气液混合流体难以分离，涌气和涌水无法准确检测的问题，而提供一种油气勘探井气侵涌水的气液分离装置。

本实用新型包括有与钻井表套连接的井口密封装置、输送管路、气液分离及检测装置和旋流分离系统；承压盘通过螺纹连接固定在第一进液管的下端，密封盘和压力套管依次套在第一进液管上，调整螺母与第一进液管上部螺纹连接；通过旋转调整螺母向下推压压力套管并使压力作用在密封盘上。密封盘受压横向变形，与钻井表套形成密封；第一进液管、弯头、水平管和第二进液管依次用法兰连接；第二进液管穿过壳体并与锥体相连通，第二进液管与壳体和锥体通过焊接密封；支杆与凸包型非光滑的锥形螺旋板焊接并立于锥体中，锥体下部设置有过滤器。壳体的弧形下端盖与排液管连接，排液管上安装有控制阀和液体流量计；壳体上部设置有丝网滤芯。壳体上端与弧形上端盖法兰连接，弧形上端盖上部一侧安装有压力表，弧形上端盖顶部与干燥器法兰连接，干燥器上螺纹连接有排气管。

所述的第一进液管上部设置有两个相对的切槽。

所述的锥形螺旋板的表面设置有非光滑凸包。

本实用新型的工作原理：

本实用新型主要利用转动井口密封装置中的调整螺母，使得压力套管向下移动并轴向挤压密封盘，密封盘在轴向压力作用下发生横向变形与钻井表套形成密封，确保井内的气液流体全部由第一进液管经输送管路进入到气液分离及检测装置中，进行气液分离。

气液混合流体沿切向进入锥体中并沿锥形螺旋板旋转下行，下行过程中螺旋板直径越来越小，且流体在重力的作用下速度不断增加，由于气液比重不同，气液混合流体在重力、离心力和惯性力的作用下，气相、液相相互分离。此外，螺旋下行的混合流体与锥形螺旋板表面设置的非光滑凸包碰撞，形成多个小的涡流，增加混合流体的扰动，增强了气液分离的效果。气液实现一级分离，气体上行，液体下行。上行的气体中夹杂的水汽在与丝网滤芯碰撞而被捕捉并相互聚集凝结成较大的液体后下行，气体继续上行，气液实现二级分离。

上行的气体最后在干燥器中彻底干燥后进入排气管路用于流量检测或气体分析。下行的液体经滤器过滤掉固相颗粒后在弧形壳体下部聚集，并经液体流量计检测后排出。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单，维护方便，使用寿命长。通过调整调整螺母的位置可使第一进液管与钻井表套密封，使得井内气液混合流体能全部进入到气液分离及检测装置中。利用离心效应和捕集效应将气液多级分离，提高了气液分离效率和分离效果，实现气体和液体分别单独检测。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型井口密封装置的剖视图。

图3是本实用新型锥形螺旋板立体示意图。

图4是本实用新型锥形螺旋板凸包型表面放大示意图。

图中：1-井口密封装置；11-钻井表套；12-承压盘；13-密封盘；14-压力套管；15-调整螺母；16-第一进液管；17-中心通道；18-切槽；2-输送管路；21弯头；22-水平管；23-第二进液管；3-气液分离及检测装置；31-壳体；32-弧形上端盖；33-下端盖；34-丝网滤芯；35-压力表；4-旋流分离系统；41-锥体；42-支杆；43-锥形螺旋板；431-凸包；44-过滤器；5-干燥器；6-控制阀；7-液体流量计；8-排气管；9-排液管。

具体实施方式

请参阅图1、图2、图3和图4所示：

本实用新型包括有与钻井表套11连接的井口密封装置1、输送管路2、气液分离及检测装置3和旋流分离系统4，承压盘12通过螺纹连接固定在第一进液管16的下端，密封盘13和压力套管14依次套在第一进液管16上，调整螺母15与第一进液管16上部螺纹连接；通过转动调整螺母15向下推动压力套管14并轴向挤压密封盘13；密封盘13受压发生横向变形，与钻井表套11紧密接触形成密封，钻井内气液混合流体能全部进入第一进液管16的中心通道17内；第一进液管16、弯头21、水平管22和第二进液管23依次用法兰连接，法兰之间可添加垫片保证密封；

第二进液管23穿过壳体31并与锥体41相通，第二进液管23与壳体31和锥体41通过焊接密封；支杆42与锥形螺旋板43焊接并固定在锥体41中，气液混合流体沿切向进入锥体41中并沿锥形螺旋板43旋转下行，由于气液比重不同，气液混合流体在重力、离心力和惯性力的作用下，气相、液相一级分离；此外，螺旋下行的混合流体与锥形螺旋板43表面设置的非光滑凸包431碰撞，形成多个小的涡流，增加混合流体的扰动，增强了气液分离的效果，最终气体上行，液体下行；锥体41下部设置有过滤器44，过滤器44的侧面设置的过滤网可过滤掉下行液体中含有的岩渣；壳体31的弧形下端盖33与排液管9连接，分离后的液体向弧形下端盖33中心聚集并快速进入到排液管9中；排液管9竖直段和水平段分别设置有控制阀6和液体流量计7，可实时检测分离液体的流量。

壳体31上部设置有丝网滤芯34，分离后的气体上行经过丝网滤芯34，气体中夹杂的水汽与丝网滤芯34碰撞并被捕捉，最后聚集凝结成较大的液珠在重力作用下下行，气液二次分离。壳体31上端与弧形上端盖32法兰连接，弧形上端盖32上部一侧安装有压力表35，可实时了解腔内气体压力；弧形上端盖32顶部与干燥器5法兰连接，干燥器5上螺纹连接有排气管8，气体在干燥器5中被彻底干燥后经排气管8排出，用于流量检测或气体分析。

所述的第一进液管16上部设置有两个相对的切槽18。

所述的锥形螺旋板43的表面设置有非光滑凸包431。

本实用新型的工作原理：

本实用新型主要利用转动井口密封装置1中的调整螺母15，使得压力套管14向下移动并轴向挤压密封盘13，密封盘13受压发生横向变形，与钻井表套11紧密接触形成密封，确保井内的气液混合流体全部由第一进液管16经输送管路2进入到气液分离及检测装置3中，进行气液分离。

气液混合流体沿切向进入锥体41中并沿锥形螺旋板43旋转下行，下行过程中螺旋板直径越来越小，流体在重力的作用下速度不断增加，由于气液比重不同，气液混合流体在重力、离心力和惯性力的作用下，气相、液相初步分离，且螺旋下行的混合流体与锥形螺旋板43表面设置的非光滑凸包431碰撞，形成多个小的涡流，增加混合流体的扰动，增强了气液分离的效果，最终气体上行，液体下行。分离后的气体上行经过丝网滤芯34，气体中夹杂的水汽与丝网滤芯34碰撞并被捕捉，最后聚集凝结成较大的液珠在重力作用下下行，气液二次分离。二次分离的气体最后在干燥器5中彻底干燥后进入排气管路8用于流量检测或气体分析。下行的液体经过滤器44过滤后在壳体31的弧形下端盖33中心聚集并快速进入到排液管9中，经液体流量计7检测后排出。

Claims (3)

1.一种油气勘探井气侵涌水的气液分离装置，其特征在于：包括有与钻井表套(11)连接的井口密封装置(1)、输送管路(2)、气液分离及检测装置(3)和旋流分离系统(4)，承压盘(12)通过螺纹连接固定在第一进液管(16)的下端，密封盘(13)和压力套管(14)依次套在第一进液管(16)上，调整螺母(15)与第一进液管(16)上部螺纹连接；通过转动调整螺母(15)向下推动压力套管(14)并轴向挤压密封盘(13)；密封盘(13)受压发生横向变形，与钻井表套(11)紧密接触形成密封，钻井内气液混合流体能全部进入第一进液管(16)的中心通道(17)内；第一进液管(16)、弯头(21)、水平管(22)和第二进液管(23)依次用法兰连接，第二进液管(23)穿过壳体(31)并与锥体(41)相通，第二进液管(23)与壳体(31)和锥体(41)通过焊接密封；支杆(42)与锥形螺旋板(43)焊接并固定在锥体(41)中，锥体(41)下部设置有过滤器(44)，壳体(31)的弧形下端盖(33)与排液管(9)连接，排液管(9)竖直段和水平段分别设置有控制阀(6)和液体流量计(7)；壳体(31)上部设置有丝网滤芯(34)，壳体(31)上端与弧形上端盖(32)法兰连接，弧形上端盖(32)上部一侧安装有压力表(35)，弧形上端盖(32)顶部与干燥器(5)法兰连接，干燥器(5)上螺纹连接有排气管(8)。

2.根据权利要求1所述的一种油气勘探井气侵涌水的气液分离装置，其特征在于：所述的第一进液管(16)上部设置有两个相对的切槽(18)。

3.根据权利要求1所述的一种油气勘探井气侵涌水的气液分离装置，其特征在于：所述的锥形螺旋板(43)的表面设置有非光滑凸包(431)。