CN206308058U - 一种井下采出液脱气装置 - Google Patents

Abstract

一种井下采出液脱气装置。主要为了解决由于存在伴生气而使井下油水分离的效果受到制约的问题。其特征在于：所述装置由密封外筒、气液隔离管、上定位封板、变截面入口盘、入口腔体、变径分离管以及锥形分离管构成；上定位封板与变截面入口盘及入口腔体组合后共同构成装置的双切向入口单元；其中变截面入口盘上开有一对变截面入口，以实现由所述变截面入口进入的液体经此形成切向速度；变径分离管与中心定位孔连接；气液隔离管穿过中心定位孔插入变径分离管的直管段与所述变径分离管套接；气液隔离管与中心定位孔之间留有环形间隙，此环形间隙为气相出口；气液隔离管的开口为重质液相出口；变径分离管与锥形分离管连接，后固定于密封外筒的内部。

Description

一种井下采出液脱气装置

技术领域

本实用新型涉及一种应用于石油、化工等领域中的分离装置，具体的说，是一种应用于对油田采出液进行分离及污水进行处理的分离装置。

背景技术

随着油田的不断开发，很多陆上油田开发进入中后期，油井含水率越来越高，很多油井含水率大于95%，因此产出水如何处理是很多油田不得不面临的棘手问题，随着研究的深入，目前已基本形成了一整套以旋流设备为主要分离部分的井下油水分离及同井回注技术方案，用于油水分离的旋流分离器在井下环境中表现出很好的分离效果。但是，由于伴生气的影响使分离效果受到制约。伴生气进入旋流器后会造成几方面影响：一方面是气相的存在造成分离不稳定，它增加了相间混合和湍流程度，两相流动过程中液滴和气泡的碰撞、团聚和扩散机理更加复杂，这就造成了气-液旋流分离的研究远滞后于其他分离。气液比增大后，多数气体分离后由溢流管排出，部分未来得及分离的气体随液体由底流排出，所以气液比增大后也增加了分离的难度。气相的存在也会占据溢流出油口的空间，最终影响到旋流器的分离效果；另一方面含气会对与旋流分离器配接的工艺管柱上的其他元件造成影响，最终相互影响，进一步恶化分离效果。

发明内容

为了解决现行井下油水分离过程中所适用的油水分离设备，在含气条件下分离效果差分离效率低，且无法实现含气条件下油水两相间的高效分离等问题，本实用新型通过国家863课题：井下油水分离及同井回注技术与装备资金的支持，提供出一种井下采出液脱气装置，该种井下采出液脱气装置，可于井下实现高效脱气，能够增强分离设备对含气条件的适用性，对增强井下油水分离及同井回注系统的适用性并使其长期高效运行具有重大意义。

本实用新型的技术方案是：该种井下采出液脱气装置，由密封外筒、气液隔离管、上定位封板、变截面入口盘、入口腔体、变径分离管以及锥形分离管构成，其中：气液隔离管的尾端开有隔离管定位螺纹；变径分离管由直管段和锥管段两段连接后构成；其中，所述直管段的内径大于所述锥管段小径端的内径，在锥管段小径端开有密封螺纹；在变径分离管直管段的上半部分开有若干排气孔；在变径分离管锥管段的尾端开有分离管紧固螺纹，用来与锥形分离管的首端进行螺纹连接；

锥形分离管的首尾两端分别开有用于与变径分离管连接的内螺纹和用于与密封外筒连接的底部法兰盘；密封外筒的底部切向接入一个液相出口管；

上定位封板与变截面入口盘及入口腔体组合后共同构成装置的双切向入口单元；其中变截面入口盘上开有一对变截面入口，以实现由所述变截面入口进入的液体经此形成切向速度；上定位封板上开有带内螺纹的中心定位孔，用来安装固定变径分离管；变径分离管上开有分离管定位螺纹，通过分离管定位螺纹与中心定位孔连接；气液隔离管穿过中心定位孔插入所述变径分离管的直管段，通过隔离管定位螺纹与密封螺纹相连接后实现与所述变径分离管的套接；气液隔离管与中心定位孔之间留有环形间隙，此环形间隙为气相出口；气液隔离管的开口为重质液相出口；

变径分离管与锥形分离管通过螺纹连接，锥形分离管通过法兰共用螺栓与密封外筒上的法兰连接；变径分离管与锥形分离管固定于密封外筒的内部；锥形分离管的外壁与密封外筒的内壁之间形成的腔体与液相出口管相连通。

本实用新型具有如下有益效果：本种井下采出液脱气装置，可在油水分离前将气相分离开，实现井下含气采出液中气液两相的高效分离。本实用新型不仅具有良好的脱气除油功能且无需外部动力源，具有节能降耗和分离效率高的特点，且易于加工具有较高的可行性。

附图说明：

图1为本实用新型所述旋流分离装置的外观图。

图2为本实用新型所述旋流分离装置的轴向截面剖视图。

图3为本实用新型所述旋流分离装置的局部剖视图。

图4为本实用新型所述旋流分离装置的爆炸视图。

图5为本实用新型所述旋流分离装置的入口连接方式示意图。

图6为本实用新型所述旋流分离装置的气液隔离管示意图。

图7为本实用新型所述旋流分离装置的变径分离管定位方式示意图。

图8为本实用新型所述旋流分离装置的气液隔离管与变径分离管连接方式示意图。

图9为本实用新型所述旋流分离装置的前端装配图。

图10为本实用新型所述旋流分离装置的锥形分离管安装示意图。

图11为一种新型井下脱气除油旋流分离装置主要结构尺寸标注。

图中1-双切向入口单元；2-气相出口；3-重质液相出口；5-气液隔离管；6-上定位封板；7-变截面入口盘；8-入口腔体；9-排气孔；10-变径分离管；11-锥形分离管； 17-密封外筒；18-变截面入口；19-中心定位孔；20-分离管定位螺纹；21-隔离管定位螺栓，22-密封螺纹；23-分离管紧固螺纹；24-锥形分离管安装螺纹；34-液相出口管；35-导流口；36-底部法兰盘。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

本种井下采出液脱气装置，由密封外筒17、气液隔离管5、上定位封板6、变截面入口盘7、入口腔体8、变径分离管10以及锥形分离管11构成，其中：

气液隔离管5的尾端开有隔离管定位螺纹21；变径分离管10由直管段和锥管段两段连接后构成；其中，所述直管段的内径大于所述锥管段小径端的内径，在锥管段小径端开有密封螺纹22；在变径分离管10直管段的上半部分开有若干排气孔9；在变径分离管10锥管段的尾端开有分离管紧固螺纹23，用来与锥形分离管11的首端进行螺纹连接；

锥形分离管11的首尾两端分别开有用于与变径分离管10连接的内螺纹和用于与密封外筒17连接的底部法兰盘36；密封外筒17的底部切向接入一个液相出口管34；

上定位封板6与变截面入口盘7及入口腔体8组合后共同构成装置的双切向入口单元1；其中变截面入口盘7上开有一对变截面入口18，以实现由所述变截面入口进入的液体经此形成切向速度；上定位封板6上开有带内螺纹的中心定位孔19，用来安装固定变径分离管10；变径分离管10上开有分离管定位螺纹20，通过分离管定位螺纹20与中心定位孔19连接；气液隔离管5穿过中心定位孔19插入所述变径分离管的直管段，通过隔离管定位螺纹21与密封螺纹22相连接后实现与所述变径分离管的套接；气液隔离管5与中心定位孔19之间留有环形间隙，此环形间隙为气相出口2；气液隔离管5的开口为重质液相出口3；

变径分离管10与锥形分离管11通过螺纹连接，锥形分离管11通过法兰共用螺栓与密封外筒17上的法兰连接；变径分离管10与锥形分离管11固定于密封外筒17的内部；锥形分离管11的外壁与密封外筒17的内壁之间形成的腔体与液相出口管34相连通。

下面结合附图进行说明：

如图1所示，本种新型井下采出液脱气装置整体外观视图，具体为两个入口管与装置整体呈切向垂直连接，构成切向的来液总入口。上下两端通过密封盖板，与装置筒体法兰通过螺栓密封连接。气液隔离管沿装置顶部轴心伸出，气液隔离管外壁与上定位封板所形成空隙为气相出口，气液隔离管内即为装置重质相出口。图2为装置轴向截面剖视图，装置整体呈内外两层，在装置顶端及底端分别通过法兰与定位封板连接，以此来实现装置的固定及密封。图3为装置内部结构展示，装置于轴向上整体呈圆形分布，筒体内外壁皆采用光滑壁面，且装置内部各部件连接方式采用螺纹密封连接，以此来保证流场的顺畅与稳定，从而降低因行成强湍流而对分离效果产生不利影响。本装置中的气-液分离腔主要用来实现对采出液进行气液分离处理，经分离腔底部的液相出口管，将除去气相的处理液排出装置，以此来实现对含气采出液的脱气处理。

本装置的脱气原理为：待处理液由双切向入口单元1中的来液总入口进入脱气装置内部，在气-液分离腔内进行气-液分离，轻质气相在离心力的作用下运移到装置轴心位置，进入变径分离管10顶部设的排气孔9沿气-液隔离管5外壁经气相出口2排出装置。同时脱气后的油水混合液沿密封套筒17内壁继续沿轴向底部运移，当流至装置底端时，由液相出口管34排出装置。

本种新型井下脱气装置主要特点是借助旋流分离原理，在一密封套筒内部，通过将变径分离管及导流筒体等原件巧妙配合，使其在不需要借用外部增压条件下于井下实现采出液的脱气处理。本装置的爆炸视图如图4所示，图中上定位封板6与变截面入口盘7及入口腔体8共同构成装置的双切向入口模块，将变截面入口盘7沿入口方向定位到入口腔8内，于入口腔上端盖紧上定位封板6，通过螺栓对其进行紧固，以此完成入口装置的安装，如图5所示。图中18为变截面入口，来液经此形成切向速度，且通过由边壁到轴心入口截面逐渐变小的方式为来液提供相应的加速运动，使进入气液分离腔内的来液具有足够的分离速度及压力，进而与气液分离腔内实现气液分离。中心定位孔19用来安装固定变径分离管10，通过变径分离管10顶端的分离管定位螺纹与上定位封板6轴心的螺纹进行密封连接，以此来实现相互定位，如图6所示。图6中变径分离管10通过分离管定位螺纹20与中心定位孔19进行连接，如图7所示。同时气液隔离管5穿过中心定位孔19与变径分离管套接，通过隔离管定位螺纹21与密封螺纹22相连接，既对气液隔离管5起到了固定的作用，又实现了气液两相间的密封作用，即先将气液隔离管5伸入变径分离管10内通过螺纹进行定位及密封，再将变径分离管10沿轴心位置伸入上定位封板圆心处，以此来完成该部分连接，如图8所示。入口装置与变径分离管10及气液隔离管5的整体装配情况如图9所示，此部分涵盖一种新型井下脱气装置的顶端密封，同时也构成了密封套筒内气液分离腔的部分前端结构。

图11为本装置的主要尺寸标注，图中密封外筒内径D、变径分离管外径D₁及导流筒体内径D₃满足如下关系式：

同时式中变径分离管外径D₁与导流筒1体内径D₃满足关系：

。

Claims (1)

1.一种井下采出液脱气装置，由密封外筒（17）、气液隔离管（5）、上定位封板（6）、变截面入口盘（7）、入口腔体（8）、变径分离管（10）以及锥形分离管（11）构成，其中：

气液隔离管（5）的尾端开有隔离管定位螺纹（21）；

变径分离管（10）由直管段和锥管段两段连接后构成；其中，所述直管段的内径大于所述锥管段小径端的内径，在锥管段小径端开有密封螺纹（22）；在变径分离管（10）直管段的上半部分开有若干排气孔（9）；在变径分离管（10）锥管段的尾端开有分离管紧固螺纹（23），用来与锥形分离管（11）的首端进行螺纹连接；

锥形分离管（11）的首尾两端分别开有用于与变径分离管（10）连接的内螺纹和用于与密封外筒（17）连接的底部法兰盘（36）；

密封外筒（17）的底部切向接入一个液相出口管（34）；

上定位封板（6）与变截面入口盘（7）及入口腔体(8)组合后共同构成装置的双切向入口单元（1）；其中变截面入口盘（7）上开有一对变截面入口（18），以实现由所述变截面入口进入的液体经此形成切向速度；上定位封板（6）上开有带内螺纹的中心定位孔（19），用来安装固定变径分离管（10）；变径分离管（10）上开有分离管定位螺纹（20），通过分离管定位螺纹（20）与中心定位孔（19）连接；气液隔离管（5）穿过中心定位孔（19）插入所述变径分离管的直管段，通过隔离管定位螺纹（21）与密封螺纹（22）相连接后实现与所述变径分离管的套接；气液隔离管（5）与中心定位孔（19）之间留有环形间隙，此环形间隙为气相出口（2）；气液隔离管（5）的开口为重质液相出口（3）；

变径分离管（10）与锥形分离管（11）通过螺纹连接，锥形分离管（11）通过法兰共用螺栓与密封外筒（17）上的法兰连接；变径分离管（10）与锥形分离管（11）固定于密封外筒（17）的内部；锥形分离管（11）的外壁与密封外筒（17）的内壁之间形成的腔体与液相出口管（34）相连通。