CN208966319U - 一种新型石油钻井用液气分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油钻井中的液气分离技术领域，是一种新型的石油钻井用液气分离器；包括底座、罐体、进液管、出气管、出液管，罐体内设置有分离装置，分离装置包括冲击板、支撑板、导流板组、导气管组。钻井液通过带有通孔的导流板组时，钻井液从通孔流出一部分，导流板组上的钻井液层因变薄而便于气泡溢出，钻井液继续冲击导流板组中下层导流板，冲击过程中产生的碰撞力促使气泡继续溢出；聚集在导流板组下的气体通过导气管组快速排出，除气效率提升。本实用新型结构简单且合理，除气效率高，使用便捷，实用性强。

Description

一种新型石油钻井用液气分离器

技术领域

本实用新型涉及石油钻井中的液气分离技术领域，是一种新型石油钻井用液气分离器。

背景技术

在现代旋转钻井法钻石油、天然气井的作业中，钻井液是循环使用的，从井口返回的钻井液含有多种气相物质，在下一次循环使用前必须清除。当钻井液产生气侵时，其比重、粘度产生较大偏离，不能满足钻井要求；严重时若不及时处理将引起井涌、甚至发生井喷事故。常规液气分离器除气效率不高，气液分离效果不好，对钻井作业安全造成很大的隐患，钻井作业中迫切需求一种除气效率高的液气分离器装置。

在液气分离器工作时，分离出来的气体如果不能及时排出罐外，气体与罐体内钻井液会发生再次结合，影响气液分离效果。导流板与罐体内壁接触侧的下方往往气体聚集现象明显，聚集的气体若不能及时排出影响气液分离效果。

在现代旋转钻井法钻石油井的作业中，液气分离器是移动作业的，液气分离器是跟随所钻石油井的位置移动而移动的，因而结构简单轻便、设计合理、可与其他设备组合拆装十分必要，同时这样的石油钻井用液气分离器也便于运输、安装和维修。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题，提供了一种新型石油钻井用液气分离器，本实用新型结构简单且合理，除气效率高，使用便捷，实用性强。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

石油钻井用液气分离器，包括底座、罐体、进液管、出气管、出液管，底座与罐体下部连接，进液管与罐体上部联通，出气口与罐体顶部联通，出液口与罐体底部联通，罐体内设置有分离装置，分离装置包括冲击板、支撑板、导流板组、导气管组，导流板组包括四个导流板，分别为第一导流板、第二导流板、第三导流板和第四导流板，导气管组包括四个导气管，分别为第一导气管、第二导气管、第三导气管和第四导气管，冲击板与罐体连接，冲击板正对进液管，冲击板位于第一导流板的正上方，冲击板通过相连接的支撑板固定于罐体内壁，所述导流板组设置在冲击板下方。

导流板组中的四个导流板均与罐体内壁连接，第一导流板、第二导流板、第三导流板和第四导流板上均有通孔，第一导流板、第二导流板、第三导流板和第四导流板的位置上下错开，交叉分布，所述导流板组中的四个导流板上均设置若干个均匀排布的通孔，钻井液从进液管进入，碰撞冲击板并继续碰撞导流板，钻井液从导流板上的通孔流出一部分，导流板上的钻井液层会变薄，使钻井液中的气泡更容易溢出，气泡因溢出而使其中的气体破裂逃逸，达到气液分离的效果。沿导流板流下的另一部分钻井液会继续冲击下层的导流板，在与下层导流板碰撞时钻井液中的气泡因暴露而炸裂，使气液分离，液气分离器除气效率进一步提升。

导流板组中四个导流板上的通孔均匀排布，也有其他的排布方式，如不均匀排布方式，优选的，当通孔均匀排布，直径为25mm，钻井液分散、散落效果最好，即气液分离效果最好。同时，相比于没有通孔的导流板，带通孔的导流板重量大大减轻，便于运输、装配。

导流板组中的四个导流板倾斜角度为水平方向向下15°时，钻井液不至于因重力作用从导流板上快速流下而使气液分离不彻底，同时也使导流板上的钻井液具有一定流速，不使钻井液长时间停留在导流板上。

第一导气管、第二导气管、第三导气管和第四导气管的轴线均与罐体轴线平行，第一导气管贯穿第一导流板，第二导气管贯穿第二导流板，第三导气管贯穿第三导流板，第四导气管贯穿第四导流板。优选的，导气管组中四个导气管的内径均为54mm，外径均为60mm，当导气管内径为54mm时，不会因溅入导气管内的钻井液而堵塞，第一导气管位于第一导流板靠近罐体内壁的一侧，第一导气管与进液管横截面位置错开，第二导气管位于第二导流板靠近罐体内壁的一侧，第三导气管位于第三导流板靠近罐体内壁的一侧，第四导气管位于第四导流板靠近罐体内壁的一侧，此外第一导气管、第二导气管、第三导气管和第四导气管的顶端位置均高于第一导流板与罐体连接处，第一导气管与第一导流板的连接位置靠近第一导气管的底端，第二导气管与第二导流板的连接位置靠近第二导气管的底端，第三导气管与第三导流板的连接位置靠近第三导气管的底端，第四导气管与第四导流板的连接位置靠近第四导气管的底端。如此，不会因钻井液流入到导气管中而影响排气，同时从四个导流板上留下的钻井液也不会因流入到导气管组中而影响气体排出。

当冲击板所在平面与进液管横截面所在平面的相对角度为15°时，钻井液在与冲击板和导流板的碰撞过程衔接效果最好，碰撞过程衔接的好，因碰撞作用而炸裂的气泡越多，即气液分离效果越好。

进液管远离罐体的一端装有法兰，出气管远离罐体的一端装有法兰，出液管远离罐体的一端装有法兰，如此可实现与钻井配套设备快速组装和拆卸。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：钻井液从通孔流出一部分，导流板上的钻井液层会变薄，使钻井液中的气泡更容易溢出，气泡因溢出而使其中的气体破裂逃逸，达到气液分离的效果。沿导流板流下的另一部分钻井液会继续冲击下层的导流板，在与下层导流板碰撞时钻井液中的气泡因暴露而炸裂，达到更好的气液分离的效果。

导流板组中四个导流板上通孔有若干个，当通孔均匀排布、直径为25mm时，钻井液分散、散落效果最好，即气液分离效果最好。同时，相比于没有通孔的导流板，带通孔的导流板重量大大减轻；

导气管的的设置将在气液分离过程中聚集在导流板与罐体内壁夹角处的气体释放出来，气液分离效果进一步提升。

导流板组中的四个导流板倾斜角度为水平方向向下15°，此时钻井液不至于因重力作用从导流板上快速流下而使气液分离不彻底，同时也使导流板上的钻井液具有一定流速，不使钻井液长时间停留在导流板上。

进液管远离罐体的一端装有法兰，出气管远离罐体的一端装有法兰，出液管远离罐体的一端装有法兰，可实现与钻井配套设备快速组装和拆卸，便于实现移动作业。

附图说明

图1：石油钻井用液气分离器结构示意图；

图2：图1中A-A向结构示意图；

图3：导流板结构示意图；

图中：

1-底座；2-罐体；3-进液管；4-冲击板；5-出液管；6-出气管；7-支撑板；8-第一导流板；9-第二导流板；10-第三导流板；11-第四导流板；12-法兰；13-第一导气管；14-第二导气管；15-第三导气管；16-第四导气管；17-通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1、图2、图3，一种石油钻井用液气分离器，包括底座1、罐体2、进液管3、出气管6、出液管5，底座1与罐体2下部连接，进液管3与罐体2上部联通，出气口6与罐体2顶部联通，出液口5与罐体2底部联通，罐体2内设置有分离装置，分离装置包括冲击板4、支撑板7、导流板组、导气管组，导流板组包括四个导流板，分别为第一导流板8、第二导流板9、第三导流板10和第四导流板11，导气管组包括四个导气管，分别为第一导气管13、第二导气管14、第三导气管15和第四导气管16，冲击板4与罐体2连接，冲击板4正对进液管3，冲击板4位于第一导流板8的正上方，冲击板4通过相连接的支撑板7固定于罐体2内壁，所述导流板组设置在冲击板4下方；导流板组中的四个导流板均与罐体2内壁连接。第一导流板8、第二导流板9、第三导流板10和导流板11四上均有通孔17。第一导气管13贯穿第一导流板8，第二导气管14贯穿第二导流板9，第三导气管15贯穿第三导流板10，第四导气管16贯穿第四导流板11。

第一导流板8、第二导流板9、第三导流板10和第四导流板11的位置上下错开，交叉分布；优选的，所述四个导流板在与罐体2轴向方向上均匀排布，第一导流板8在第二导流板9上方，第二导流板9在第三导流板10上方，第三导流板10在第四导流板11上方；且第一导流板8、第二导流板9、第三导流板10和第四导流板11在罐体2横截面的圆周方向上也均匀分布，任一导流板与相邻导流板的夹角为90°，如图2所示。如此可使钻井液与导流板充分碰撞，达到更好的气液分离效果。

如图3所示，当导流板组中四个导流板上的通孔17均匀排布，且直径为25mm，钻井液分散、散落效果最好，有通孔17的导流板组重量会减轻，便于运输、装配。

导流板组中的四个导流板倾斜角度均为水平方向向下15°，这时钻井液不至于因重力作用从导流板上快速流下而使气液分离不彻底，同时也使导流板上的钻井液具有一定流速，不使钻井液长时间停留在导流板上。

优选的，导流板组中的四个导流板的外缘形状为方形的一部分，在其他实施例中，导流板的外缘形状为圆形或椭圆形的一部分。

导气管组能帮助聚集于导流板和罐体2连接处的气体及时排出去，防止分离后的气液再次结合。导气管组包含四个导气管，分别为第一导气管13、第二导气管14、第三导气管15和第四导气管16，优选的，四个导气管的内径均为54mm，外径均为60mm，导气管不会因溅入钻井液而堵塞。如图2所示，第一导气管13位于第一导流板8靠近罐体2内壁的一侧，第一导气管13与进液管3横截面位置错开，第二导气管14位于第二导流板9靠近罐体2内壁的一侧，第三导气管15位于第三导流板10靠近罐体2内壁的一侧，第四导气管16位于第四导流板11靠近罐体2内壁的一侧。导气管组的中每个导气管的顶端位置都高于第一导流板8与罐体2内壁连接处，第一导气管13与第一导流板8的连接位置靠近第一导气管13的底端，第二导气管14与第二导流板9的连接位置靠近第二导气管14的底端，第三导气管15与第三导流板10的连接位置靠近第三导气管15的底端，第四导气管16与第四导流板11的连接位置靠近第四导气管16的底端。如此，可防止钻井液溅入导气管中而影响分离出的气体排出。

优选的，冲击板4所在平面与进液管3横截面所在平面的夹角为15°，此时钻井液在与冲击板4和第一导流板8的碰撞过程衔接效果最好，碰撞过程衔接的好，因碰撞作用而炸裂的气泡越多，即气液分离效果越好。

进液管3远离罐2体的一端装有法兰12，出气管6远离罐体2的一端装有法兰12，出液管5远离罐体2的一端装有法兰12，可实现与钻井配套设备快速组装和拆卸，便于实现移动作业。

液气分离器工作时，钻井液从进液管3进入罐体2内，钻井液碰撞冲击板4后流落到第一导流板8上，钻井液从第一导流板8上的通孔17流出一部分，第一导流板8上的钻井液层会变薄，使钻井液中的气泡更容易溢出，气泡因溢出而使其中的气体破裂逃逸，使部分钻井液气液分离。沿第一导流板8上的通孔17流下的另一部分钻井液会继续冲击下层的第三导流板10，剩余钻井液从第三导流板10上的通孔17流出一部分，第三导流板10上的钻井液层会变薄，使钻井液中的气泡更容易溢出，气泡因溢出而使其中的气体破裂逃逸，使剩余钻井液中的部分发生气液分离，沿第三导流板10上的通孔17流下的剩余钻井液会继续冲击第二导流板9和第四导流板11，并发生如前所述的过程，最终使钻井液中的气液分离。导流管组可将聚集在导流板与罐体2内壁夹角处的气体释放出来，气液分离效果进一步提升。气液分离后的钻井液，液体部分从出液管5排出，气体部分从出气管6排出。

整个装置结构设计合理且简单，使用便捷，实用性强。

上面以举例方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述具体实施例，凡基于本实用新型所做的任何改动或变型均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种石油钻井用液气分离器，包括底座(1)、罐体(2)、进液管(3)、出气管(6)、出液管(5)，底座(1)与罐体(2)下部连接，进液管(3)与罐体(2)上部联通，出气管(6)与罐体(2)顶部联通，出液管(5)与罐体(2)底部联通，其特征在于，罐体(2)内设置有分离装置，分离装置包括冲击板(4)、支撑板(7)、导流板组、导气管组，导流板组包括四个导流板，分别为第一导流板(8)、第二导流板(9)、第三导流板(10)和第四导流板(11)，导气管组包括四个导气管，分别为第一导气管(13)、第二导气管(14)、第三导气管(15)和第四导气管(16)，冲击板(4)与罐体(2)连接，冲击板(4)正对进液管(3)，冲击板(4)位于第一导流板(8)的正上方，冲击板(4)通过相连接的支撑板(7)固定于罐体(2)内壁，所述导流板组设置在冲击板(4)下方；

导流板组中的四个导流板均与罐体(2)内壁连接，第一导流板(8)、第二导流板(9)、第三导流板(10)和第四导流板(11)上均有通孔(17)，第一导流板(8)、第二导流板(9)、第三导流板(10)和第四导流板(11)的位置上下错开，交叉分布，第一导气管(13)贯穿第一导流板(8)，第二导气管(14)贯穿第二导流板(9)，第三导气管(15)贯穿第三导流板(10)，第四导气管(16)贯穿第四导流板(11)。

2.如权利要求1所述的石油钻井用液气分离器，其特征在于，第一导流板(8)、第二导流板(9)、第三导流板(10)和第四导流板(11)上均设置若干个均匀排布的通孔(17)。

3.如权利要求2所述的石油钻井用液气分离器，其特征在于，第一导流板(8)、第二导流板(9)、第三导流板(10)和第四导流板(11)上通孔(17)直径均为25mm。

4.如权利要求1或2所述的石油钻井用液气分离器，其特征在于，第一导流板(8)、第二导流板(9)、第三导流板(10)和第四导流板(11)的倾斜角度均为水平方向向下15°。

5.如权利要求1所述的石油钻井用液气分离器，其特征在于，第一导气管(13)、第二导气管(14)、第三导气管(15)和第四导气管(16)的轴线均与罐体(2)轴线平行，所述导气管组的内径均为54mm，第一导气管(13)位于第一导流板(8)靠近罐体(2)内壁的一侧，第一导气管(13)与进液管(3)横截面位置错开，第二导气管(14)位于第二导流板(9)靠近罐体(2)内壁的一侧，第三导气管(15)位于第三导流板(10)靠近罐体(2)内壁的一侧，第四导气管(16)位于第四导流板(11)靠近罐体(2)内壁的一侧。

6.如权利要求5所述的石油钻井用液气分离器，其特征在于，第一导气管(13)、第二导气管(14)、第三导气管(15)和第四导气管(16)的顶端位置均高于第一导流板(8)与罐体(2)连接处，第一导气管(13)与第一导流板(8)的连接位置靠近第一导气管(13)的底端，第二导气管(14)与第二导流板(9)的连接位置靠近第二导气管(14)的底端，第三导气管(15)与第三导流板(10)的连接位置靠近第三导气管(15)的底端，第四导气管(16)与第四导流板(11)的连接位置靠近第四导气管(16)的底端。

7.如权利要求1所述的石油钻井用液气分离器，其特征在于，冲击板(4)所在平面与进液管(3)横截面所在平面的夹角为15°。

8.如权利要求1所述的石油钻井用液气分离器，其特征在于，进液管(3)远离罐体(2)的一端装有法兰(12)，出气管(6)远离罐体(2)的一端装有法兰(12)，出液管(5)远离罐体(2)的一端装有法兰(12)。