高氣油比油井氣液分離系統的製作方法

2023-09-18 10:53:00 3

本發明涉及油田技術領域，更為具體地，涉及一種在高氣油比機械採油井生產時能對井下泵吸入口油、氣、砂進行高效分離，同時在洗井時，能分隔封隔器下部油層，防止洗井液倒灌，並在檢泵作業時可以卸油防止井噴的高氣油比油井氣液分離系統。

背景技術：

目前油田原油生產主要採用機械採油方法，在高氣油比的機械採油井生產時，深井泵吸入含游離氣、砂量過高的原油會影響深井泵的效率，因此，在深井泵吸入口都加有氣砂錨等氣砂分離裝置。現有的氣、砂分離裝置在使用時存在以下問題：

1、常用氣錨分離腔室小且旋流半徑小，分離效率低，不能適用於高氣油比採油井；

2、現有套管分離裝置採用的是單流道,上行氣流與下行油流同一流道,對高氣油比採油井的氣、油分離效果差；

3、常用氣錨及現有套管分離器，存在洗井時洗井液倒灌或井下作業時無法卸油的問題。

技術實現要素：

鑑於上述問題，本發明的目的是提供一種高氣油比油井氣液分離系統，以解決上述背景技術中所提出的問題。

本發明提供的高氣油比油井氣液分離系統，包括：設置在井內的套管和設置在套管內部，且從上至下依次通過油管接箍連接的雙通道混氣液分離器、混氣液傳輸通道總成和進液裝置總成，套管的長度等於井口與井底之間的距離；其中，

雙通道混氣液分離器包括分離器芯管和套設在分離器芯管上與分離器芯管長度相同的分離器油管；其中，分離器油管與分離器芯管之間留有空隙形成芯管環空，套管與分離器油管之間留有空隙形成油管環空；在油管環空內設置有上螺旋板和下螺旋板，上螺旋板和下螺旋板分別與分離器芯管、分離器油管緊密配合，在上螺旋板的內側緊臨油管管壁的位置開設有小孔；在上螺旋板和下螺旋板的頂端分別設置有豎直分隔板，在分離器油管的管壁上位於豎直分隔板的位置開設有出口，在出口上設置有連通分離器芯管內部與油管環空的過流環，豎直分隔板位於分離器油管的徑向位置與過流環的徑向垂直；在上螺旋板和下螺旋板的頂端套設有導流管，在導流管的頂端位於過流環的一側設置有與導流管頂端齊平的半月形導流管封頭，豎直分隔板、導流管與半月形導流管封頭在油管環空內形成向下敞開的腔室；在上螺旋板和下螺旋板的底端套設有底部鏤空的護筒；在分離器芯管內部的頂端設置有芯管封頭；

混氣液傳輸通道總成包括芯管單流閥、油管進油裝置、芯管滑套和伸縮管；伸縮管包括伸縮外管和傳輸油管，傳輸油管通過芯管滑套與油管進油裝置連接，伸縮外管套設在傳輸油管、油管進油裝置上；

進液裝置總成包括封隔器、封隔器芯管和芯管進液裝置，封隔器套設在封隔器芯管上，芯管進液裝置的頂端與封隔器的底端連接。

利用上述根據本發明的高氣油比油井氣液分離系統，通過提高旋流速度，增設氣流通道及旋流半徑，提高高氣油比機械採油井的井下氣、砂、油的分離效率；同時通過混氣液道單流閥及雙層伸縮管的設置，起到了洗井時防止洗井液倒灌，且井下作業時又能方便封隔器上部液柱卸載的目的。

為了實現上述以及相關目的，本發明的一個或多個方面包括後面將詳細說明的特徵。下面的說明以及附圖詳細說明了本發明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。

附圖說明

通過參考以下結合附圖的說明，並且隨著對本發明的更全面理解，本發明的其它目的及結果將更加明白及易於理解。在附圖中：

圖1為根據本發明實施例的雙通道混氣液分離器的結構示意圖；

圖2為圖1的沿B-B線的剖視圖；

圖3為根據本發明實施例的混氣液傳輸通道總成的結構示意圖；

圖4為根據本發明實施例的進液裝置總成的結構示意圖。

其中的附圖標記包括：

在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特徵或功能。

具體實施方式

在下面的描述中，出於說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節的情況下實現這些實施例。在其它例子中，為了便於描述一個或多個實施例，公知的結構和設備以方框圖的形式示出。

以下將結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細描述。

本發明提供的高氣油比油井氣液分離系統，包括：設置在井內的套管和設置在套管內部，且從上至下依次通過油管接箍連接的雙通道混氣液分離器、混氣液傳輸通道總成和進液裝置總成，井口與井底之間的距離為套管的長度。

下面分別對雙通道混氣液分離器、混氣液傳輸通道總成和進液裝置總成的結構進行詳細說明。

圖1示出了根據本發明實施例的雙通道混氣液分離器的結構。

如圖1所示，本發明提供的雙通道混氣液分離器，包括：分離器芯管101和套設在分離器芯管101上的分離器油管102，分離器油管102與分離器芯管101的長度相同，且分離器油管102的頂端和底端與分離器芯管101的頂端和底端齊平；在分離器芯管101的底端加工有內密封面，在分離器芯管101的頂端加工有外絲扣，外絲扣與油管接箍103的一端連接，油管接箍103的另一端與抽油泵(圖未示出)連接；在分離器芯管101內部的頂端設置有芯管封頭115；在分離器油管102的底端加工有外絲扣，分離器油管102與分離器芯管101之間留有空隙形成芯管環空，在芯管環空內靠近頂部和底部的位置分別設置有扶正塊，兩個扶正塊與分離器芯管101同心固定；套管(圖未示出)與分離器油管102之間留有空隙形成油管環空，在油管環空內設置有上螺旋板104和下螺旋板105，上螺旋板104和下螺旋板105分別與分離器芯管101、分離器油管102緊密配合，在上螺旋板104的內側緊臨油管管壁的位置開設有小孔。結合圖2，在上螺旋板104和下螺旋板105的頂端分別設置有豎直分隔板106和豎直分隔板107，在分離器油管102的管壁上位於豎直分隔板106和豎直分隔板107之間的位置開設有出口109，在出口109上設置有連通分離器芯管101內部與油管環空的過流環110，豎直分隔板106和豎直分隔板107分別位於分離器油管102的徑向位置，且分別與過流環110的徑向垂直；在上螺旋板106和下螺旋板107的頂端套設有導流管111，在導流管111的頂端位於過流環110的一側設置有半月形導流管封頭112，半月形導流管封頭112與導流管111的頂端齊平，豎直分隔板106和豎直分隔板107、導流管111與半月形導流管封頭112在油管環空內形成向下敞開的腔室；在上螺旋板104和下螺旋板105的底端套設有底部鏤空的護筒108，護筒108與導流管111均起到導流的作用。

本發明的一個優選實施方式中，在導流管111的頂端設置有導流管扶正板113，在護筒108的底部設置有護筒扶正板114。

圖3示出了根據本發明實施例的混氣液傳輸通道總成的結構。

如圖3所示，混氣液傳輸通道總成包括：芯管單流閥、油管進油裝置、芯管滑套和伸縮管；伸縮管包括伸縮外管201和傳輸油管202，在傳輸油管202的底部加工有外絲扣，在所述傳輸油管202內設置有傳輸芯管203，在傳輸芯管203的底部加工有內密封面，在伸縮外管201的頂部連接有滑動接箍204，在伸縮外管201的底部加工有內絲扣，滑動接箍204的內壁與傳輸油管202之間留有間隙。

在傳輸芯管203的頂部加工有外密封面，在傳輸油管202的頂部加工有外絲扣，傳輸油管202通過自身的外絲扣連接有油管接箍205，油管接箍205的頂面與傳輸芯管203頂部的外密封面齊平，油管接箍205與分離器油管102底部的外絲扣連接，且傳輸芯管203頂部的外密封面與分離器芯管102底部的內密封面配合。

在本發明的一個優選實施方式中，傳輸油管202與傳輸芯管203之間形成的間隙內靠近頂部和底部的位置分別設置有扶正塊，扶正塊與傳輸芯管203同心固定，扶正塊的底面與傳輸油管202的底面平齊。

芯管單流閥包括芯管單流閥外套206，在芯管單流閥外套206的頂部加工有內絲扣，在芯管單流閥外套206內設置有芯管單流閥套207，在芯管單流閥套207的底部加工有內絲扣，在芯管單流閥套207內從上至下依次設置有凡爾罩壓帽208、凡爾罩209、凡爾球210和凡爾座211，在凡爾罩壓帽208的頂部加工有與芯管單流閥外套206齊平的外密封面，凡爾罩壓帽208頂部的外密封面與傳輸芯管203底部的內密封面配合；芯管單流閥外套206頂部的內絲扣與傳輸油管202底部的外絲扣連接。

需要說明的是，油管接箍205與芯管單流閥外套206的外徑略小於伸縮外管201的內徑。

芯管滑套包括滑套外管212和滑套內管213，滑套內管213通過芯管單流閥套207底部的內絲扣與芯管單流閥套207連接，在滑套內管213的管壁上開設有卸油孔214；滑套外管212套設在滑套內管213上，在滑套外管212的頂部設置有內密封面，該內密封面與滑套內管213滑動密封配合；在滑套外管212的底部設有內絲扣。

油管進油裝置包括進油芯管215和進油外管216，在進油芯管215的頂部加工有外絲扣，滑套外管212底部的內絲扣與進油芯管215頂部的外絲扣連接，在進油外管216的中部開設有進油孔217，在進油外管216的頂部加工有外絲扣，進油外管216頂部的外絲扣與伸縮外管201底部的內絲扣連接。

在本發明的一個優選實施方式中，在進油芯管205與進油外管216之間設置有扶正塊，扶正塊與進油外管216底部的外絲扣同心固定。

圖4示出了根據本發明實施例的進液裝置總成的結構。

如圖4所示，進液裝置總成包括封隔器301、封隔器芯管302和芯管進液裝置，封隔器301套設在封隔器芯管302上，芯管進液裝置的頂端與封隔器301的底端連接，在封隔器301的頂部和底部分別加工有外絲扣，封隔器301頂部的外絲扣連接有油管接箍303，封隔器301頂部的油管接箍303與進油外管216的底部的外絲扣連接。

在封隔器芯管302的頂部和底部分別設置有外密封面，封隔器芯管302頂部的外密封面與封隔器301頂部的油管接箍303齊平，進油芯管205底部的內密封面與封隔器芯管302頂部的外密封面配合。

芯管進液裝置包括外筒304和進液芯管305，在進液芯管305內的中部設置有內密封面，進液芯管305的內密封面與封隔器芯管302底部的外密封面配合，在進液芯管305內的底部設置有底堵306，在外筒304的中部設置有進液通道307，進液通道307連通進液芯管305內部與外筒304之間的空間，在外筒304的頂部和底部分別加工有內絲扣，外筒304頂部的內絲扣與封隔器301底部的外絲扣連接，外筒304底部的內絲扣與沉砂管連接。

上述內容詳細說明了本發明提供的套管分離器的結構，下面對本發明提供的套管分離器的工作原理進行說明，套管分離器的工作原理如下：

混氣液通過芯管進液裝置中的進液通道307進入封隔器芯管302上行至雙通道混氣液分離器的分離器芯管101，經過過流環110進入油管環空的導流管111，進入導流管11的混氣液沿導混氣液通道上螺旋板106和下螺旋板107旋流分離，液體下行，氣體經上螺旋板106內側緊臨油管壁的小孔進入雙螺旋板氣流通道上行至井口，氣體最終從井口的套管閥門排出。

經過雙通道混氣液分離器分離後的液體下行進一步進行沉降分離。具體地，液體下行經混氣液傳輸通道總成的油管進液裝置14流入進油外管216後進行砂沉降分離，分離出的沙子經過進液裝置總成進入沉砂管；而液體通過進油孔217流入進油外管216和進油芯管215之間的環空上行至雙通道混氣液分離器的芯管環空，最後進入抽油泵，被抽油泵抽走。

在洗井作業時，從井口的套管閥門注入洗井液，由於封隔器301及芯管單流閥的作用，洗井液只能從進油孔217進入進油外管216與進油芯管215之間的環空，再上行進入抽油泵並上行至地面。

在修井作業時，井口提升管柱，滑套內管213隨伸縮外管201相對下行至進油孔217打開，封隔器301上部的套管與伸縮外管201之間環空的液體通過進油孔217進入進油外管216與進油芯管215之間的環空，然後液體上行通過過流環4進入分離器芯管101，最後液體流向井底以達到卸載的目的。

在本發明中，內密封面與外密封面的配合是指通過兩者之間的摩擦力實現固定連接。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。