一種井下三相分離裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種井下三相分離裝置，由兩級破泡氣液分離機構(gòu)與旋流沉砂三相分離機構(gòu)組成。該裝置是將破泡分離與重力旋流沉砂三相分離進行有機結(jié)合，多相流產(chǎn)出液通過破泡分離系統(tǒng)氣液分離后，再經(jīng)過旋流沉砂系統(tǒng)使對其進行固、液、氣三相分離，在此過程中比重大的固相受離心力與重力的作用被甩向四周并隨著液流在重力作用下沉降到底部，比重較輕的液體進入中心管，而比重最輕的氣體則順著導(dǎo)氣孔向上逸流到集氣腔從而實現(xiàn)三相多級分離。該設(shè)計可以適應(yīng)更寬范圍氣液比產(chǎn)出液，還可以有效應(yīng)對油井出泥出砂，對于地層供液能力足的油井該裝置既能增加泵效以提高油井產(chǎn)量又能延長檢泵周期提高生產(chǎn)效益。
【專利說明】—種井下三相分離裝置一、【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種用于油田油井內(nèi)裝于抽油泵下對油井產(chǎn)出液進行處理的固、液、氣三相分離裝置，尤其是一種模塊式帶兩級破泡分離與沉砂功能的井下三相分離裝置。
二、【背景技術(shù)】:
[0002]現(xiàn)有的井下分離裝置從分離介質(zhì)的不同主要有氣液分離、固液分離以及固液氣三相分離。井下分離裝置有很多種，早期有管套管的重力分離裝置，還有旋流離心分離裝置可以分離氣液同時又可以分離固相并沉降固相，因為氣液的重力分離與其下行距離有關(guān)系，管套管的重力分離裝置要達到理想分離效果必須做成長距離結(jié)構(gòu)，這在使用中很不方便，后來針對該問題發(fā)明了強制破泡分離裝置，實用新型專利號為ZL201020538822.2的一種模塊式井下三相分離裝置就是這種結(jié)構(gòu)，該實用新型同時還集成了重力分離、旋流離心分離、篩管擋大氣泡分離多種分離方式，但在旋流離心分離方式中由于多相流流體是由旋流機構(gòu)下方進入并向上流動，這樣也只利用了其中氣液分離功能，真正固相分離沉降并沒有被利用，這樣在分離過程中如果固相較多將會導(dǎo)致中心管因固相沉積而被填埋，也會導(dǎo)致固相顆粒物進入抽油泵造成更多損害，而該實用新型在使用篩管擋大氣泡分離以及過濾分離時又會對產(chǎn)出液品質(zhì)有要求，目前主要用于分離固相的篩管分離有激光割縫管、多孔管以、繞絲篩管以及復(fù)合篩管，這些篩管縫隙度選擇是根據(jù)油井出砂粒徑?jīng)Q定的，小的縫隙度很容易被油泥砂糊死，如果油井出油泥砂嚴重的就會因為篩管被糊死而導(dǎo)致油井無法出液，現(xiàn)場為了防止篩管因被糊死而導(dǎo)致油井不出液往往臨時采取改裝縫隙度大的篩管，這樣篩管被糊死危險解除了可是又加重了中心管砂埋的趨勢。
[0003]目前對于油井防蠟防垢防腐防治方面主要有物理方式處理與化學(xué)方式處理，物理方式有強磁防蠟防垢器，防護效果有但防護距離短，且強磁材料有高溫退磁現(xiàn)象都會減低其效果，化學(xué)處理方式有在防蠟防垢防腐裝置里充填化學(xué)防蠟阻垢及防腐化學(xué)藥劑，這種方式有一定效果，但隨著這些化學(xué)藥劑的消耗與流失其防治效果會減弱而其保護時間也會縮短同時還會給后期原油分離以及煉化設(shè)備產(chǎn)生不良影響，另外以犧牲陽極材料從而保護防護主體的陰極保護器主要是針對防腐蝕方面，而且保護距離有限且自身消耗嚴重。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]本實用新型的主要目的在于適應(yīng)寬范圍氣液比的產(chǎn)出液和適應(yīng)油井出泥出砂容易造成裝置中心管被埋井況，針對該目的本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種井下三相分離裝置，由上接頭(1)、排氣閥(2)、上部外管(3)、集氣腔(13)、中心管(5)、一級破泡體(4)、二級破泡體(6)、中部接箍⑶、下部外管(18)、下接頭(12)、螺旋葉片(9)，所述螺旋葉片(9)內(nèi)側(cè)設(shè)有螺旋葉片導(dǎo)氣孔(10)，其中上部 外管(3)上端與上接頭(I) 一端連接，上部外管(3)另一端與中部接頭(8)上端連接，下部外管(18)上端與中接箍(8) —端連接，下部外管(18)另一端與下接頭(12) —端連接，在上接頭⑴內(nèi)設(shè)有排氣閥(2)，所述排氣閥⑵由排氣孔腔
(14)、排氣閥球(15)和排氣閥球座(16)，排氣閥帽(17)組成，中心管(5) 一端與上接頭(I)內(nèi)孔連接并插置于上外管⑶內(nèi)與下部外管(18)內(nèi)，中心管(5)下段設(shè)有進液孔(11)，排氣閥球座(16)底面開口位于上接頭(I)的下底面，一級破泡體(4)套于中心管(5)外并置于上部外管(3)內(nèi)，一級破泡體(4)上端離上接頭(I)下端面之間留有一段距離，由上接頭(I)的下底面與一級破泡體(4)上端面以及上部外管(3)內(nèi)壁中心管(5)上段外壁所構(gòu)成的環(huán)形空間為集氣室(13)，在一級破泡體(4)內(nèi)管與中心管(5)中段外壁設(shè)有二級破泡體
(6)，在下接頭(12)下面連接有絲堵(20)其特征在于:在上部外管(3)下段開有多個進液孔(7)，一級破泡體(4)下端設(shè)有一凸緣(19)，凸緣(19)外壁與上部外管(3)下端內(nèi)壁無縫連接，螺旋葉片(9)繞在二級破泡體(6)下方的中心管(5)外壁上，所述螺旋葉片(9)內(nèi)側(cè)與中心管(5)外壁結(jié)合處設(shè)有螺旋葉片導(dǎo)氣孔(10)。
[0005]在下接頭(12)下面連接有絲堵(20)。產(chǎn)出液為氣相、固相、液相組成的多相流體，其經(jīng)進液孔(7)進入一級破泡體(4)與上部外管(3)內(nèi)壁形成的腔體內(nèi)，由于該腔體下方被凸緣(19)堵死，多相流產(chǎn)出液只能向上流動經(jīng)過一級破泡體(4)破泡分離部分氣體被分離到集氣室(13)內(nèi)，然后多相流產(chǎn)出液繞過一級破泡體(4)上端向下進入一級破泡體(4)內(nèi)管與二級破泡體(6)形成腔體，再經(jīng)過二級破泡體(6)破泡分離與重力分離，使多相流產(chǎn)出液中所含的氣體又一部分被分離出來向上進入集氣室(13)，然后多相流產(chǎn)出液繼續(xù)向下進入繞有螺旋葉片(9)的螺旋分離加重力分離腔，使得產(chǎn)出液在經(jīng)過兩級破泡氣液分離后余下的部分氣體向上繼續(xù)逸出分離，由于離心力與重力雙重作用同時將大部分比重大的泥砂被甩向下部外管(18)內(nèi)壁并向下沉降最后沉積到中心管(5)下方沉砂段，一般現(xiàn)場還會根據(jù)油井的出砂量增加或減少中心管進液口下方與絲堵間沉砂段管子的長度，比重最輕的氣體沿著中心管(5)外壁經(jīng)螺旋葉片導(dǎo)氣孔(10)、一級破泡體(4)內(nèi)管與二級破泡體(6)形成腔體向上逸出進入集氣室(13)，最后比重較輕且含有少量的細粉砂和所剩不多的氣體的多相流體經(jīng)中心管(5)下段設(shè)有進液孔(11)進入中心管(5)內(nèi)并向上前往抽油泵方向，如果油井出泥砂很少，還可以根據(jù)需要在該分離裝置進液孔管外加裝不同縫隙度的篩管或在該裝置中心進液孔口段加裝篩網(wǎng)，通過多級過濾使進入抽油泵的固相與氣相最大限度的被分離出來，減少進入抽油泵的氣體，提高抽油泵的泵效，減少進入抽油泵的固相顆粒這里主要是指砂子延長了油井的檢泵周期。
[0006]本發(fā)明的另一個目的在于提高油井防結(jié)蠟、防結(jié)垢以及防腐蝕的性能。
[0007]油井產(chǎn)出液中普遍含有蠟質(zhì)、浙青質(zhì)、膠質(zhì)以及成垢物質(zhì)，這些物質(zhì)在一定溫度、壓力、飽和度下便會析出聚集、沉淀、結(jié)晶并長大形成油井結(jié)蠟、結(jié)垢和腐蝕，這會使產(chǎn)出液通道變小，減少產(chǎn)液量還會增加采油的能耗更嚴重會堵塞油井及地面管網(wǎng)給油田正常生產(chǎn)帶來危害。
[0008]對于提高油井防蠟防垢防腐蝕的性能的技術(shù)問題該實用新型是這樣實現(xiàn)的:所述的在上接頭(I)上還連接有防蠟防垢防腐蝕模塊(21)，所述防蠟防垢防腐蝕模塊(21)由上接頭(22)、外管(23)、下接頭(24)、多孔合金擾流片(25)組成，其中上接頭(22)與外管
(23)連接，外管(23)與下接頭(24)連接，外管(23)內(nèi)腔設(shè)有多孔合金擾流片(25)。比重較輕且含有少量的細粉砂和所剩不多的氣體的多相流體經(jīng)中心管(5)下段設(shè)有進液孔(11)進入中心管(5)內(nèi)并向上進入防蠟防垢防腐蝕模塊(21)并與多孔合金擾流片(25)撞擊同時使該裝置所釋放出大量電子與蠟、垢或不混溶成分液體分子結(jié)合，使蠟、垢或其它液體分子表面帶相同的電荷而相互排斥，改變這些流體的物理特性，使這些液體在傳輸過程中蠟、垢在不易結(jié)晶析出并凝結(jié)在管壁上，以上這些措施能夠減少蠟垢及腐蝕的防治成本及防砂成本延長檢泵周期提高油井產(chǎn)量及經(jīng)濟效益。
[0009]所述的在上部外管(3)外部，上接頭(I)與中部接箍(8)之間連接有篩管(26)。
[0010]所述的在中心管(5)下段進液孔外壁纏繞有多層篩網(wǎng)(27)。
四、【專利附圖】

【附圖說明】:
[0011]附圖1是本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)剖示圖；
[0012]附圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)剖示圖；
[0013]附圖3是本發(fā)明的第一個實施例的結(jié)構(gòu)剖示圖；
[0014]附圖4是本發(fā)明的第二個實施例的結(jié)構(gòu)剖示圖；
[0015]附圖5是本發(fā)明的第三個實施例的結(jié)構(gòu)剖示圖；
[0016]附圖6是本發(fā)明的第四個實施例的結(jié)構(gòu)剖示圖；
[0017]附圖7是本發(fā)明的第五個實施例的結(jié)構(gòu)剖示圖；
[0018]附圖8是本發(fā)明螺旋片與導(dǎo)氣孔一個局部結(jié)構(gòu)放大示圖；
[0019]附圖9是本發(fā)明排氣閥一個局部結(jié)構(gòu)放大示圖。
[0020]其中:1、接頭 2、排氣閥3、上部外管 4、一級破泡體 5、中心管6、二級破泡體7、進液孔8、中部接箍9、螺旋葉片10、進液孔11、下接頭12、集氣腔13、螺旋葉片導(dǎo)氣孔14、排氣孔腔15、排氣閥球16、排氣閥球座17、排氣閥帽18、下部外管19、凸緣20、絲堵21、防蠟防垢防腐蝕模塊22、上接頭23、外管24、下接頭25、多孔合金擾流片26、篩管27、多層篩網(wǎng)。
五、具體實施例:
[0021]由于本發(fā)明由氣液分離沉砂模塊、防蠟防垢防腐蝕模塊組成，以下結(jié)合附圖對于氣液分離沉砂模塊、防蠟防垢防腐蝕模塊的具體實施例作出說明。
[0022]本發(fā)明的氣液分離沉砂模塊的第一個實施例，附圖3它表不了該實施例中氣液分離沉砂模塊的具體結(jié)構(gòu)由上接頭1、排氣閥2、上部外管3、集氣腔13、中心管5、一級破泡體
4、二級破泡體6、中部接箍8、下部外管18、螺旋葉片9、下接頭12、其中上部外管3上端與上接頭I 一端連接，上部外管3另一端與中部接頭8上端連接，下部外管18上端與中接箍8 —端連接，下部外管18另一端與下接頭12 —端連接，在上接頭I內(nèi)設(shè)有排氣閥2，所述排氣閥2由排氣孔腔14、排氣閥球15和排氣閥球座16，排氣閥帽17組成，中心管5 —端與上接頭I內(nèi)孔連接并插置于上外管3內(nèi)與下部外管18內(nèi)，螺旋葉片9繞在二級破泡體6下方的中心管5外壁上，所述螺旋葉片9內(nèi)側(cè)與中心管5外壁結(jié)合處設(shè)有螺旋葉片導(dǎo)氣孔10，中心管5下段設(shè)有進液孔11，排氣閥球座16底面開口位于上接頭I的下底面，一級破泡體4套于中心管5外并置于上部外管3內(nèi)，一級破泡體4上端離上接頭I下端面之間留有一段距離，由上接頭I的下底面與一級破泡體4上端面以及上部外管3內(nèi)壁中心管5上段外壁所構(gòu)成的環(huán)形空間為集氣室13，在一級破泡體4內(nèi)管與中心管5中段外壁設(shè)有二級破泡體6，在上部外管3下段開有多個進液孔7，一級破泡體4下端設(shè)有一凸緣19，凸緣19外壁與上部外管3下端內(nèi)壁焊接在一起，使進入進液孔7的三相流體不能直接向下走而是向上通過一級破泡體4與上部外管3內(nèi)壁形成的腔室，然后再向下通過二級破泡體6與一級破泡體4內(nèi)管形成的腔室后再經(jīng)過繞在二級破泡體6下方的中心管5外壁上的螺旋葉片9向下高速旋轉(zhuǎn)流動，比重最小的氣體經(jīng)螺旋葉片9內(nèi)側(cè)與中心管5外壁結(jié)合處的螺旋葉片導(dǎo)氣孔10向上導(dǎo)逸到集氣腔13，比重稍小的油水經(jīng)中心管5下段的進液孔11進入中心管5，比重最大的泥砂則受離心力與重力作用被甩向四周并在下行過程中沉降到中心管5下段的進液孔11下方空間，在下接頭12設(shè)有與其絲扣連接的絲堵20。
[0023]本發(fā)明的氣液分離沉砂模塊的第二個實施例，附圖4它表不了該實施例中氣液分離沉砂模塊的具體結(jié)構(gòu)，所述凸緣19外壁與上部外管3下端內(nèi)壁螺紋連接在一起，其它結(jié)構(gòu)同第一個實施例。
[0024]本發(fā)明的氣液分離沉砂模塊的第三個實施例，附圖5它表不了該實施例中氣液分離沉砂模塊的具體結(jié)構(gòu)，在所述上部外管3外部，上接頭I與中部接箍8之間連接有篩管26，這樣三相流體先經(jīng)過篩管26過濾后，其中一部分大的氣泡和一部分粒徑大于篩管26縫隙度的砂礫或固體懸浮物被擋在模塊外面，其它結(jié)構(gòu)同第二個實施例，這種結(jié)構(gòu)適于出泥沙少的油井。
[0025]本發(fā)明的氣液分離沉砂模塊的第四個實施例，附圖6它表示了該實施例中氣液分離沉砂模塊的具體結(jié)構(gòu)，在所述中心管5下段的多個進液孔11外面纏繞多層篩網(wǎng)27，其它結(jié)構(gòu)同第三個實施例，這樣使貧氣與含有少量沙粒的三相流體再經(jīng)過多層篩網(wǎng)27過濾后進入進液孔11進入中心管5，被擋掉的固體顆粒物會沉降到多層篩網(wǎng)27下方沉砂空間，這樣經(jīng)過最后一道過濾確保進入中心管5乃至抽油泵的固相沙粒最少，這種結(jié)構(gòu)適于出泥沙少的油井。
[0026]本發(fā)明的氣液分離沉砂模塊的第五個實施例，附圖7它表不了該實施例中氣液分離沉砂模塊與防蠟防垢防腐蝕模塊的具體結(jié)構(gòu)，在所述上接頭I上通過絲扣連接有防蠟防垢防腐蝕模塊21，所述防蠟防垢防腐蝕模塊21由上接頭22、外管23、下接頭24、多孔合金擾流片25組成，其中上接頭22與外管23連接，外管23與下接頭24連接，外管23內(nèi)腔設(shè)有多層的多孔合金擾流片25，其它結(jié)構(gòu)同第一實施例，比重較輕且含有少量的細粉砂和所剩不多的氣體的多相流體經(jīng)中心管5下段設(shè)有進液孔11進入中心管5內(nèi)并向上進入防蠟防垢防腐蝕模塊21并與多孔合金擾流片25撞擊同時使該裝置所釋放出大量電子與蠟、垢或不混溶成分液體分子結(jié)合，使蠟、垢或其它液體分子表面帶相同的電荷而相互排斥，改變這些流體的物理特性，使這些液體在傳輸過程中蠟、垢在不易結(jié)晶析出并凝結(jié)在管壁上。
【權(quán)利要求】
1.一種井下三相分離裝置，由上接頭(1)、排氣閥(2)、上部外管(3)、集氣腔(13)、中心管(5)、一級破泡體(4)、二級破泡體(6)、中部接箍(8)、下部外管(18)、下接頭(12)、螺旋葉片(9)，所述螺旋葉片(9)內(nèi)側(cè)設(shè)有螺旋葉片導(dǎo)氣孔(10)，其中上部外管(3)上端與上接頭(1) 一端連接，上部外管(3)另一端與中部接頭(8)上端連接，下部外管(18)上端與中接箍(8) —端連接，下部外管(18)另一端與下接頭(12) —端連接，在上接頭(1)內(nèi)設(shè)有排氣閥⑵，所述排氣閥⑵由排氣孔腔(14)、排氣閥球(15)和排氣閥球座(16)，排氣閥帽(17)組成，中心管(5) —端與上接頭(1)內(nèi)孔連接并插置于上外管(3)內(nèi)與下部外管(18)內(nèi)，中心管(5)下段設(shè)有進液孔(11)，排氣閥球座(16)底面開口位于上接頭(1)的下底面，一級破泡體(4)套于中心管(5)外并置于上部外管(3)內(nèi)，一級破泡體(4)上端離上接頭(1)下端面之間留有一段距離，由上接頭(1)的下底面與一級破泡體(4)上端面以及上部外管(3)內(nèi)壁中心管(5)上段外壁所構(gòu)成的環(huán)形空間為集氣室(13)，在一級破泡體(4)內(nèi)管與中心管(5)中段外壁設(shè)有二級破泡體(6)，在下接頭(12)下面連接有絲堵(20)其特征在于:在上部外管(3)下段開有多個進液孔(7)，一級破泡體(4)下端設(shè)有一凸緣(19)，凸緣(19)外壁與上部外管(3)下端內(nèi)壁無縫連接，螺旋葉片(9)繞在二級破泡體(6)下方的中心管(5)外壁上，所述螺旋葉片(9)內(nèi)側(cè)與中心管(5)外壁結(jié)合處設(shè)有螺旋葉片導(dǎo)氣孔(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下三相分離裝置，其特征在于:在上接頭(1)上還連接有防蠟防垢防腐蝕模塊(21)，所述防蠟防垢防腐蝕模塊(21)由上接頭(22)、外管(23)、下接頭(24)、多孔合金擾流片(25)組成，其中上接頭(22)與外管(23)連接，外管(23)與下接頭(24)連接，外管(23)內(nèi)腔設(shè)有多孔合金擾流片(25)。
3.根據(jù)權(quán)利要 求1或2所述的一種井下三相分離裝置，其特征在于:在上部外管(3)外部，上接頭(1)與中部接箍(8)之間連接有篩管(26)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種井下三相分離裝置，其特征在于:在中心管(5)下段進液孔外壁纏繞有多層篩網(wǎng)(27)。
【文檔編號】E21B37/00GK203729969SQ201320672527
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】張兵 申請人:張兵