瓦楞狀沉降杯及一種多杯等流型氣錨的製作方法

2023-12-11 08:47:12 4

專利名稱：：瓦楞狀沉降杯及一種多杯等流型氣錨的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種油田油井井下氣、液分離裝置，尤其涉及一種瓦楞狀沉降杯和由多個瓦楞狀沉降杯組成的一種多杯等流型氣錨。
背景技術：
：油田現有的油井舉升設備在井下工作時抽吸的是氣、油、水三相混合液。混合液中的氣體對人工舉升裝置的效率影響很大，例如，當抽油泵沉沒度在正常範圍(150-500m)內時，平均泵效僅為30—40%。以往研究的各類井下氣、液分離裝置——氣錨，都是讓混合液大量進入氣錨後，通過氣錨的各種流道，讓液體在迴旋流動中進行氣、液分離。此種方法分離效率極低，尤其對於井下粘度大於2mPa.s的流體，現場應用中很難實現提高泵效、增加產量的目的。針對油田中尚無一種方法和裝置能使抽油機在抽汲井下流體，尤其是粘度大於2mPa.s的流體時，能在井下使氣、液達到有效地分離問題，本發明人在中國專利200310117207.9中公開了一種油井井下氣液分離方法及多杯等流型氣錨，該發明利用延長採出液分離時間的原理，在中心管上安裝多個沉降杯，通過多杯分流，大幅度降低了單杯流體的流量，保證了流體在沉降杯內的下降速度大大降低，從而使氣、液兩相流體在沉降杯內得以分離。然而，由斯託克定律知，氣體上升的速度與氣泡直徑的平方成正比，200310117207.9專利中採用的是沉降杯外表面光滑，其輪廓呈流線上升型，小氣泡沿杯外側均勻分布，氣泡間接觸機會小，不利於小氣泡聚合。
發明內容本發明的主要目的在於提出一種瓦楞狀沉降杯和由多個瓦楞狀沉降杯組成的一種多杯等流型氣錨，其能提高脫氣效率，使抽油泵吸入的液體中的氣體含量降到最低，進而提高原油產量、節能降耗。為了實現上述目的，本發明提供了一種瓦楞狀沉降杯，具有一杯體，杯體底部開口且設有一定位臺階，定位臺階頂部設有多個定位孔，沉降杯底部設有與定位孔對應的定位凸起，杯體外輪廓沿軸線方向呈瓦楞狀上升。如上所述的瓦楞狀沉降杯，其特徵在於，其外輪廓沿軸線方向呈瓦楞狀上升的角度與軸線方向成30。60°角，其稜數為618個。本發明又提供了一種多杯等流型氣錨，主要包括一中心管、多個瓦楞狀沉降杯、多個沉降杯保護體和一洗井閥，中心管上以間隙配合套設多個沉降杯保護體，每兩個沉降杯保護體之間的中心管上以間隙配合套設多個瓦楞狀沉降杯，中心管在靠近每個瓦楞狀沉降杯內側底部的位置上均勻開設多個進液孔，中心管下部連接洗井閥，所述瓦楞狀沉降杯的杯體外輪廓沿軸線方向呈瓦楞狀上升。如上所述的多杯等流型氣錨，所述瓦楞狀沉降杯其外輪廓沿軸線方向呈瓦楞狀上升的角度與軸線方向成3(T60°角，其稜數為618個。如上所述的多杯等流型氣錨，所述瓦楞狀沉降杯的數量為30500個。如上所述的多杯等流型氣錨，其特徵在於，進液孔的過流面積為0.2mm27mm2。通過採用上述技術方案，本發明具有如下優點1、多沉降杯把氣液混合體分成若干份，利用其呈稜狀上升形的外輪廓，使分離後的氣體迅速聚集、上升，達到有效分離氣體的目的。2、每個吸入行程吸入的是所有沉降杯底部的液體，抽油泵每次抽汲液量不大於沉降杯總容量的二分之一，且所有進液孔的進液量近似相等，從而保證了氣體在沉降杯中進行充分有效的分離。3、克服了現有各類氣錨存在的缺陷，特別是能解決油井井下流體粘度》2mPa.s的流體的氣、液分離問題，使抽油泵吸入液體中的氣體含量降到最低，達到提高泵效、提高原油產量、節能降耗的目的。為能更加詳述本發明，列舉較佳實施例以及如後圖l:本發明瓦楞狀沉降杯的正視結構剖視示意圖；圖2:本發明瓦楞狀沉降杯的俯視結構剖視示意圖；圖3:本發明兩個瓦楞狀沉降杯的組合結構示意圖；圖4:本發明多杯等流型氣錨的管柱結構示意圖。具體實施例方式本發明是在中國專利申請200310117207.9技術基礎上的改進。如圖l一圖3所示，本發明首先公開一種用於多杯等流型氣錨中的瓦楞狀沉降杯5，其具有一杯體，杯體上部51為多邊形稜柱狀，多邊形呈星狀，杯體下部55為對應形狀向下收口的錐臺；所述錐臺內側壁上具有多個稜，其中稜與軸線方向呈30°60°角；杯體上部51與杯體下部55的稜平面過渡連接，杯體的稜數為618個；據此，使杯體外輪廓沿軸線方向呈瓦楞狀上升形式。所述杯體底部開口且設有一定位臺階52，定位臺階52頂部設有多個定位孔53，沉降杯底部設有與定位孔配合且等數量的定位凸起54，多個瓦楞狀沉降杯5疊置使用時，相鄰的上瓦楞狀沉降杯5的定位凸起54插入下瓦楞狀沉降杯5的定位孔53中。如圖4所示，本發明的多杯等流型氣錨，主要包括一中心管7、多個瓦楞狀沉降杯5、多個沉降杯保護體6和一洗井閥9。其中，中心管7上以間隙配合套設多個沉降杯保護體6，且沉降杯保護體6的上端託盤外徑大於瓦楞狀沉降杯5的杯口直徑，是氣錨的最大外徑；在每兩個沉降杯保護體6之間的中心管7上以間隙配合套設多個瓦楞狀沉降杯5，其裝設總數量可為30500個；中心管7在靠近每個瓦楞狀沉降杯5內側底部的位置上均勻開設410個進液孔8，進液孔8的過流面積在0.2,27鵬2之間，中心管7下部連接洗井闊9。採用上述技術方案可實施本發明，首先將多個瓦楞狀沉降杯5套設於中心管7上，並使相鄰的上瓦楞狀沉降杯5的定位凸起54插入下瓦楞狀沉降杯5的定位孔53中；然後，利用螺釘將多個沉降杯保護體6固定於中心管7中，使沉降杯保護體6與中心管7間隙配合；之後，利用一連接頭4連接抽油泵3和氣錨，其中，連接頭4為一短接，其一端為27/8TBG或31/2TBG油管扣，與抽油泵3連接，另一端為27/8TBG油管扣，與氣錨連接；最後，將上述組件穿設於一套管l中。本實施例中，沉降杯保護體6的外徑是4)114mm(cl)140mm套管內通用井下工具最大外徑)，瓦楞狀沉降杯5外徑為4)110mm，所述洗井閥可為絲堵。為保證抽油泵3每次抽汲時，通過進液孔8流入中心管7的液體在抽油泵3抽汲間歇，在每一個瓦楞狀沉降杯5中有足夠的時間進行充分的分離，需使所有進液孔8的進液總量應不大於所有瓦楞狀沉降杯5總容量的二分之一且中心管7上所有進液孔8的進液量應近似相等，上述可通過改變進液孔8的過流面積、數量及瓦楞狀沉降杯5的數量來實現，具體方法參見中國專利200310117207.9。抽油泵3在工作過程中，氣液混合體由於洗井閥9的阻擋，只能通過沉降杯5和進液孔8進入抽油泵3;由於進液孔8的限流作用，氣體有足夠的時間從氣液混合液中分離，且在瓦楞狀沉降杯5的瓦稜斜面的作用下，小氣泡向瓦稜中心聚集，氣泡沿瓦稜的6—18條稜線分布，氣泡之間接觸機會大大增加，小氣泡聚並為大氣泡，使得氣體在液體中的上升速度提高，因此，分離出來的氣體沿著沉降杯外壁迅速聚集和上升，並分離到與抽油泵3連接的油管2和套管1之間的環形空間後再排出，分離後的液體經抽油泵3、油管2產出。2006年9月12日，本發明創造多沉降杯等流型氣錨在大慶油田有限責任公司第一採油廠進行了現場試驗，試驗前後生產數據見下表多沉降杯等流型氣錨試驗數據表tableseeoriginaldocumentpage6上表中，現有對比氣錨為本發明人在中國專利200310117207.9中公開的一種多杯等流型氣錨。從上表中可知，使用新型多沉降杯等流型氣錨與原氣錨對比泵效提高了5.l百分點，日產液增加了6.2噸，沉沒度降低了72.5m，試驗效果明顯好於改進前的氣錨效果。採用改進後沉降杯後，由於小氣泡向瓦稜中心聚集，氣泡沿瓦稜的6—18條稜線分布，氣泡之間接觸機會大大增加，小氣泡聚並為大氣泡，使得氣體在液體中的上升速度提高，試驗井沉沒度降低，泵效提高。另外，本發明的多沉降杯等流型氣錨可與其它人工舉升裝置配套使用，如螺杆泵等，實現氣液分離，提高抽油效率。綜上所述，僅為本發明的較佳實施示例而已，並非用以限定本發明；凡其它未脫離本發明的等效修飾或置換，均應包含於本發明範圍內。權利要求1.一種瓦楞狀沉降杯，具有一杯體，杯體底部開口且設有一定位臺階，定位臺階頂部設有多個定位孔，沉降杯底部設有與定位孔對應的定位凸起，其特徵在於，杯體外輪廓沿軸線方向呈瓦楞狀上升。2.如權利要求l所述的瓦楞狀沉降杯，其特徵在於，其外輪廓沿軸線方向呈瓦楞狀上升的角度與軸線方向成30。60°角，其稜數為618個。3.—種多杯等流型氣錨，主要包括一中心管、多個瓦楞狀沉降杯、多個沉降杯保護體和一洗井閥，中心管上以間隙配合Si交多個沉附不保護體，每兩個沉降杯保護體之間的中心管上以間隙配合套設多個瓦楞狀沉降杯，中心管在靠近旨瓦楞狀沉降杯內側底部的位置上均勻開設多個進液孔，中心管下部連接洗井閥，其特徵在於，戶皿瓦楞狀沉降杯的杯體外輪廓沿軸線方向呈瓦楞^th升。4.如權利要求3戶艦的多杯等流型氣錨，其特徵在於，戶脫瓦楞狀沉附不其外輪廓沿軸線方向呈瓦楞W:升的角度與軸線方向成30。60°角，其稜數為618個。5.如權利要求3或4戶艦的多杯等流型氣錨，其特徵在於戶腿瓦楞狀沉降杯的數量為30500個。6.如權利要求3或4所述的多杯等流型氣錨，其特徵在於，進液孔的過流面積為0.2ram27mm2。7.如權利要求5戶脫的多杯等流型氣錨，其特徵在於，進液孔的過流面積為0.2mm27mm20全文摘要本發明公開了一種瓦楞狀沉降杯和一種多沉降杯等流型氣錨，屬於油田氣液分離裝置，瓦楞狀沉降杯的杯體外輪廓沿軸線方向呈瓦楞狀上升，利於氣體迅速聚集和上升；多沉降杯等流型氣錨由多個瓦楞狀沉降杯組成，還包括一中心管、多個沉降杯保護體和一洗井閥，中心管上以間隙配合套設多個沉降杯保護體，每兩個沉降杯保護體之間的中心管上以間隙配合套設多個瓦楞狀沉降杯，中心管在靠近每個瓦楞狀沉降杯內側底部的位置上均勻開設多個進液孔，中心管下部連接洗井閥，該氣錨通過多個瓦楞狀沉降杯把氣液混合體分成若干份，並利用其呈稜狀上升的外輪廓，使分離後的氣體迅速聚集、上升，進而達到有效分離氣體、提高泵效和原油產量、節能降耗的目的。文檔編號E21B43/38GK101377126SQ200710145829公開日2009年3月4日申請日期2007年8月28日優先權日2007年8月28日發明者軍萬,張淑敏,朱榮傑,麗李,研王,王德民申請人:大慶油田有限責任公司