專利名稱：油井井下氣液分離方法及多沉降杯等流型氣錨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及油井井下氣液分離方法及多沉降杯等流型氣錨，屬于油田油井井下氣、液分離方法及氣、液分離裝置。
背景技術(shù)：
油田現(xiàn)有的油井舉升設(shè)備在井下工作時抽吸的是氣、油、水三相混合液?；旌弦褐械臍怏w對人工舉升裝置的效率影響很大，例如，當(dāng)抽油泵沉沒度在正常范圍(150---500m)內(nèi)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(jìn)入氣錨后，通過氣錨的各種流道，讓液體在回旋流動中進(jìn)行氣、液分離。此種方法分離效率極低，尤其對于井下粘度大于2mpa.s的流體，現(xiàn)場應(yīng)用中很難實現(xiàn)提高泵效、增加產(chǎn)量的目的。目前，油田中尚無一種方法和裝置能使抽油機在抽汲井下流體，尤其是粘度大于2mpa.s的流體時，能在井下使氣、液達(dá)到有效地分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明創(chuàng)造的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供油井井下氣液分離方法及多沉降杯等流型氣錨，有效地解決油井井下氣、液分離問題，提高人工舉升裝置的抽汲效率，特別是提高抽油泵的泵效。
本發(fā)明創(chuàng)造--油井井下氣液分離方法，是在抽油泵下端用連接頭連接多沉降杯等流型氣錨；氣液混合體先流經(jīng)每個外輪廓呈流線上升型的沉降杯，氣液混合體中分離出的氣體沿沉降杯外壁聚集上升；沉降杯內(nèi)的底部液體通過進(jìn)液孔流入中心管后由抽油泵產(chǎn)出；抽油泵每次抽汲時，所有進(jìn)液孔的進(jìn)液總量應(yīng)不大于所有沉降杯總?cè)萘康亩种唬抑行墓苌纤羞M(jìn)液孔的進(jìn)液量應(yīng)近似相等。
上述抽油泵每次抽汲時，中心管上所有進(jìn)液孔的進(jìn)液量的誤差應(yīng)不大于10％。
上述抽油泵每次抽汲時，所有進(jìn)液孔的進(jìn)液總量應(yīng)不大于所有沉降杯總?cè)萘康亩种磺抑行墓苌纤羞M(jìn)液孔的進(jìn)液量應(yīng)近似相等，可通過改變進(jìn)液孔的過流面積、每個沉降杯內(nèi)側(cè)底部的位置上開有的進(jìn)液孔的個數(shù)及沉降杯的個數(shù)來實現(xiàn)。
上述改變進(jìn)液孔的過流面積、每個沉降杯內(nèi)側(cè)底部的位置上開有的進(jìn)液孔的個數(shù)及沉降杯的個數(shù)的步驟是第一步對于已知排量的抽油泵，確定沉降杯的容量；第二步確定每個沉降杯內(nèi)側(cè)底部的位置上開有的進(jìn)液孔的個數(shù)；第三步設(shè)定所有進(jìn)液孔的進(jìn)液總量占所有沉降杯總?cè)萘康膸追种畮?，此分?jǐn)?shù)應(yīng)不大于二分之一；第四步根據(jù)流體力學(xué)中常用公式及孔口與管嘴的流量公式，可計算出沉降杯的個數(shù)、進(jìn)液孔的過流面積和所有進(jìn)液孔的進(jìn)液量的誤差；第五步若所有進(jìn)液孔的進(jìn)液量的誤差不大于10％，則上述各參數(shù)確定不變；第六步若所有進(jìn)液孔的進(jìn)液量的誤差大于10％，則縮小進(jìn)液孔的過流面積，再次計算所有進(jìn)液孔進(jìn)液量的誤差，直至滿足進(jìn)液量的誤差不大于10％為止。
本發(fā)明創(chuàng)造--油井井下氣液分離方法中所述的多沉降杯等流型氣錨，是由中心管、沉降杯、沉降杯保護(hù)體和洗井閥構(gòu)成；中心管上以間隙配合套裝數(shù)個沉降杯保護(hù)體，在每兩個沉降杯保護(hù)體之間安裝多個沉降杯，且沉降杯保護(hù)體的上端托盤外徑大于沉降杯的杯口直徑；沉降杯的外輪廓呈流線上升型；中心管在靠近每個沉降杯內(nèi)側(cè)底部的位置上均勻開有若干個進(jìn)液孔，進(jìn)液孔的過流面積在0.2mm2--7mm2之間；中心管下部聯(lián)接洗井閥。
上述的沉降杯的外輪廓呈流線上升型，上升角度與中心管成30°-60°角。
上述中心管在靠近每個沉降杯內(nèi)側(cè)底部的位置上開有的進(jìn)液孔的個數(shù)為4-10個。
上述的沉降杯的數(shù)量為30-500個。
上述的洗井閥可為絲堵。
本發(fā)明創(chuàng)造同現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點；1、多沉降杯把氣液混合體分成若干份，利用其呈上升型的外輪廓，使分離后的氣體迅速聚集、上升，達(dá)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于沉降杯總?cè)萘康亩种磺宜羞M(jìn)液孔的進(jìn)液量近似相等，從而保證了氣體在沉降杯中進(jìn)行充分有效的分離。3、克服了現(xiàn)有各類氣錨存在的缺陷，特別是能解決油井井下粘度大于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(dá)到提高泵效、提高原油產(chǎn)量、節(jié)能降耗的目的。


附圖為用于抽油機井的本發(fā)明創(chuàng)造---多沉降杯等流型氣錨結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式參見附圖，多沉降杯等流型氣錨，是由中心管7、沉降杯5、沉降杯保護(hù)體6和洗井閥9構(gòu)成；中心管7上以間隙配合套裝數(shù)個沉降杯保護(hù)體6，在每兩個沉降杯保護(hù)體6之間安裝多個沉降杯5，且沉降杯保護(hù)體6的上端托盤外徑大于沉降杯5的杯口直徑；沉降杯5的外輪廓呈流線上升型；中心管7在靠近每個沉降杯5內(nèi)側(cè)底部的位置上均勻開有若干個進(jìn)液孔8，進(jìn)液孔8的過流面積在0.2mm2--7mm2之間；中心管7下部聯(lián)接洗井閥9。
上述的沉降杯5的外輪廓呈流線上升型，上升角度與中心管7成30°-60°角。
上述中心管7在靠近每個沉降杯5內(nèi)側(cè)底部的位置上開有的進(jìn)液孔8的個數(shù)為4-10個。
上述的沉降杯5的數(shù)量為30-500個。
上述洗井閥9可為絲堵。
油井井下氣液分離方法，是在抽油泵3下端用連接頭4連接多沉降杯等流型氣錨；氣液混合體先流經(jīng)每個外輪廓呈流線上升型的沉降杯5，氣液混合體中分離出的氣體沿沉降杯5的外壁聚集上升；沉降杯5內(nèi)的底部液體通過進(jìn)液孔8流入中心管7后由抽油泵3產(chǎn)出；抽油泵3每次抽汲時，所有進(jìn)液孔8的進(jìn)液總量應(yīng)不大于所有沉降杯5總?cè)萘康亩种唬抑行墓?上所有進(jìn)液孔8的進(jìn)液量應(yīng)近似相等；目的是保證抽油泵3每次抽汲時，通過進(jìn)液孔8流入中心管7的液體在抽油泵3抽汲間歇，在每一個沉降杯5中有足夠的時間進(jìn)行充分的分離。
上述的抽油泵3每次抽汲時，中心管7上所有進(jìn)液孔8的進(jìn)液量的誤差應(yīng)不大于10％。
上述抽油泵3每次抽汲時，所有進(jìn)液孔8的進(jìn)液總量應(yīng)不大于所有沉降杯5總?cè)萘康亩种磺抑行墓?上所有進(jìn)液孔8的進(jìn)液量應(yīng)近似相等，可通過改變進(jìn)液孔8的過流面積、每個沉降杯5內(nèi)側(cè)底部的位置上開有的進(jìn)液孔8的個數(shù)及沉降杯5的個數(shù)來實現(xiàn)。
上述改變進(jìn)液孔8的過流面積、每個沉降杯5內(nèi)側(cè)底部的位置上開有的進(jìn)液孔8的個數(shù)及沉降杯5的個數(shù)的具體步驟是第一步對于已知排量的抽油泵3，確定沉降杯5的容量；第二步確定每個沉降杯5內(nèi)側(cè)底部的位置上開有的進(jìn)液孔8的個數(shù)；第三步設(shè)定所有進(jìn)液孔8的進(jìn)液總量占所有沉降杯5總?cè)萘康膸追种畮?，此分?jǐn)?shù)應(yīng)不大于二分之一；第四步根據(jù)流體力學(xué)中常用公式及孔口與管嘴的流量公式，可計算出沉降杯5的個數(shù)、進(jìn)液孔8的過流面積和所有進(jìn)液孔8的進(jìn)液量的誤差；第五步若所有進(jìn)液孔8進(jìn)液量的誤差不大于10％，則上述各參數(shù)確定不變；第六步若所有進(jìn)液孔8進(jìn)液量的誤差大于10％，則縮小進(jìn)液孔8的過流面積，再次計算所有進(jìn)液孔8進(jìn)液量的誤差，直至滿足所有進(jìn)液孔進(jìn)液量的誤差不大于10％為止。
抽油泵3在工作過程中，氣液混合體由于洗井閥9的阻擋，只有通過沉降杯5和進(jìn)液孔8進(jìn)入抽油泵3；由于進(jìn)液孔8的限流作用，抽油泵3每次抽汲時，中心管7上所有的進(jìn)液孔8的進(jìn)液量應(yīng)近似相等，并且，抽油泵3每次抽吸的液量應(yīng)不大于所有沉降杯5總?cè)萘康?/2，使得氣體有足夠的時間從氣液混合液中分離。
沉降杯5的外輪廓呈流線上升型，上升角度與中心管7所成的最佳角度為30°-60°，便于分離出來的氣體沿沉降杯外壁迅速聚集和上升，并分離到油管2與套管1之間的環(huán)型空間后再排出，分離后的液體經(jīng)抽油泵3、油管2產(chǎn)出。
2003年11月1日，本發(fā)明創(chuàng)造多沉降杯等流型氣錨在大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠高132-更47井進(jìn)行了現(xiàn)場試驗，試驗前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)見下表高132-更47井多沉降杯等流型氣錨試驗數(shù)據(jù)表

使用多沉降杯等流型氣錨后泵效提高了18.1百分點，日采出液增加了19噸，日采油量增加了2噸，沉沒度降低了117.9m，試驗效果理想。
本發(fā)明創(chuàng)造—多沉降杯等流型氣錨可與其他人工舉升裝置配套使用，如螺桿泵等，實現(xiàn)氣液分離，提高抽油效率。
權(quán)利要求
1.多沉降杯等流型氣錨，是由中心管(7)、沉降杯(5)、沉降杯保護(hù)體(6)和洗井閥(9)構(gòu)成；其特征在于中心管(7)上以間隙配合套裝數(shù)個沉降杯保護(hù)體(6)，在每兩個沉降杯保護(hù)體(6)之間安裝多個沉降杯(5)，且沉降杯保護(hù)體(6)的上端托盤外徑大于沉降杯(5)的杯口直徑；沉降杯(5)的外輪廓呈流線上升型；中心管(7)在靠近每個沉降杯(5)內(nèi)側(cè)底部的位置上均勻開有若干個進(jìn)液孔(8)，進(jìn)液孔(8)的過流面積在0.2mm2--7mm2之間；中心管(7)下部聯(lián)接洗井閥(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的多沉降杯等流型氣錨，其特征在于所述的沉降杯(5)的外輪廓呈流線上升型，上升角度與中心管(7)成30°-60°角。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的多沉降杯等流型氣錨，其特征在于所述中心管(7)在靠近每個沉降杯(5)內(nèi)側(cè)底部的位置上開有的進(jìn)液孔(8)的個數(shù)為4-10個。
4.如權(quán)利要求1所述的多沉降杯等流型氣錨，其特征在于所述的沉降杯(5)的數(shù)量為30-500個。
5.油井井下氣液分離方法，其特征在于在抽油泵(3)下端用連接頭(4)連接上述多沉降杯等流型氣錨；氣液混合體先流經(jīng)每個外輪廓呈流線上升型的沉降杯(5)，氣液混合體中分離出的氣體沿沉降杯(5)的外壁聚集上升；沉降杯(5)內(nèi)的底部液體通過進(jìn)液孔(8)流入中心管(7)后由抽油泵(3)產(chǎn)出；抽油泵(3)每次抽汲時，所有進(jìn)液孔(8)的進(jìn)液總量應(yīng)不大于所有沉降杯(5)總?cè)萘康亩种唬抑行墓?7)上所有進(jìn)液孔(8)的進(jìn)液量應(yīng)近似相等。
6.如權(quán)利要求5所述的油井井下氣液分離方法，其特征在于上述的抽油泵(3)每次抽汲時，中心管(7)上所有進(jìn)液孔(8)的進(jìn)液量的誤差應(yīng)不大于10％。
7.如權(quán)利要求5或權(quán)利要求6所述的油井井下氣液分離方法，其特征在于上述的抽油泵(3)每次抽汲時，所有進(jìn)液孔(8)的進(jìn)液總量應(yīng)不大于所有沉降杯(5)總?cè)萘康亩种磺抑行墓?7)上所有進(jìn)液孔(8)的進(jìn)液量應(yīng)近似相等，可通過改變進(jìn)液孔(8)的過流面積、每個沉降杯(5)內(nèi)側(cè)底部的位置上開有進(jìn)液孔(8)的個數(shù)及沉降杯(5)的數(shù)量實現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求7所述的油井井下氣液分離方法，其特征在于上述改變進(jìn)液孔(8)的過流面積、每個沉降杯(5)內(nèi)側(cè)底部的位置上開有進(jìn)液孔(8)的個數(shù)及沉降杯(5)的數(shù)量的步驟是第一步對于已知排量的抽油泵(3)，確定沉降杯(5)的容量；第二步確定每個沉降杯(5)內(nèi)側(cè)底部的位置上開有的進(jìn)液孔(8)的個數(shù)；第三步設(shè)定所有進(jìn)液孔(8)的進(jìn)液總量占所有沉降杯(5)總?cè)萘康膸追种畮祝朔謹(jǐn)?shù)應(yīng)不大于二分之一；第四步根據(jù)流體力學(xué)中常用公式及孔口與管嘴的流量公式，可計算出沉降杯(5)的個數(shù)、進(jìn)液孔(8)的過流面積和所有進(jìn)液孔(8)的進(jìn)液量的誤差；第五步若所有進(jìn)液孔(8)的進(jìn)液量的誤差不大于10％，則上述各參數(shù)確定不變；第六步若所有進(jìn)液孔(8)的進(jìn)液量的誤差大于10％，則縮小進(jìn)液孔(8)的過流面積，再次計算所有進(jìn)液孔(8)的進(jìn)液量的誤差，直至滿足所有進(jìn)液孔(8)的進(jìn)液量的誤差不大于10％為止。
全文摘要
本發(fā)明創(chuàng)造涉及油井井下氣液分離方法及多沉降杯等流型氣錨，屬于油田氣液分離方法及氣液分離裝置，方法是在抽油泵下安裝多沉降杯等流型氣錨，氣液混合體先流經(jīng)沉降杯，分離出的氣體沿沉降杯外壁聚集上升；沉降杯底部液體通過進(jìn)液孔流入中心管后由抽油泵產(chǎn)出；抽油泵每次抽汲時，所有進(jìn)液孔的進(jìn)液總量不大于所有沉降杯總?cè)萘康亩种?，且中心管上所有進(jìn)液孔的進(jìn)液量應(yīng)近似相等；多沉降杯等流型氣錨的結(jié)構(gòu)是中心管上套裝數(shù)個沉降杯保護(hù)體和沉降杯，沉降杯的外輪廓呈流線上升型；中心管在靠近每個沉降杯內(nèi)側(cè)底部位置上開有若干個進(jìn)液孔，進(jìn)液孔的過流面積在0.2mm
文檔編號E21B43/34GK1626770SQ20031011720
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月8日
發(fā)明者王德民, 姜有林, 王研, 劉國才, 王波, 王忠萍, 韓玉梅 申請人:大慶科達(dá)泵業(yè)有限公司, 大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠