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      一種帶增壓式水力旋流器的井下油水分離裝置的制作方法

      文檔序號(hào):12501592閱讀:459來源:國知局

      本實(shí)用新型涉及石油開采井下油水分離裝置技術(shù)領(lǐng)域,更具體地涉及一種帶增壓式水力旋流器的井下油水分離裝置。



      背景技術(shù):

      目前大部分油井的開采,都采用注水驅(qū)替技術(shù),導(dǎo)致油井中的含水量上升,如果將井下油水混合物全部開采至地面,不僅會(huì)加大油井的生產(chǎn)成本,采出的污水對(duì)環(huán)境的影響也是巨大的。針對(duì)上述問題,目前廣泛應(yīng)用的是井下油水分離技術(shù),井下油水分離的工作原理是:利用封隔器將采油層和回注層封隔,利用井下油水分離工具將油水混合物分離后,富集油抽采出地面,分離水則回注到地層中,目前對(duì)井下油水分離主要有重力式分離和水力旋流器分離兩種方法,但是受到井下空間限制,而水力旋流器因其體積較小、結(jié)構(gòu)緊湊、分離效率高等優(yōu)點(diǎn),水力旋流器廣泛應(yīng)用于井下油水分離裝置中。

      目前關(guān)于水力旋流器的研究比較多,主要是從數(shù)值仿真方面對(duì)其不同工況條件下,油水分離效率的研究,也有許多學(xué)者對(duì)井下油水分離裝置的水力旋流器進(jìn)行了改進(jìn):趙傳偉等人設(shè)計(jì)了一種井下雙級(jí)串聯(lián)式水力旋流器,并利用Euler-Euler法與大渦模擬相結(jié)合對(duì)井下雙級(jí)串聯(lián)式水力旋流器的分流特性和分離特性進(jìn)行研究;李增亮等人為克服單級(jí)或多級(jí)串聯(lián)井下水力旋流器處理流量低、分離效率差的問題,提出了一種帶有多級(jí)并聯(lián)水力旋流器的井下油水分離裝置,該裝置在單級(jí)或多級(jí)串聯(lián)井下水力旋流器的基礎(chǔ)上,配置了多個(gè)并聯(lián)連接的小直徑水力旋流器(李增亮,董祥偉,趙傳偉.一種帶多級(jí)并聯(lián)水力旋流器的井下油水分離裝置[P].山東:CN203175528U,2013-09-04.)。

      上述中數(shù)值仿真分析了水力旋流器的工作原理,改進(jìn)的多級(jí)并聯(lián)水力旋流器的井下油水分離器在一定程度上改善了油水分離的效率,但是受到井下空間的限制和制造的難度,推廣應(yīng)用性不強(qiáng)。針對(duì)目前井下油水分離裝置的不足,提出了一種帶增壓式水力旋流器的井下油水分離裝置,該裝置在水力旋流器的溢流口和底流口處分別配置一個(gè)單流閥,利用單流閥節(jié)流效果,實(shí)現(xiàn)水力旋流器內(nèi)部增壓,在增壓過程中,給進(jìn)入到水力旋流器中的油水混合物一個(gè)分離緩沖時(shí)間,結(jié)合水力旋流器和重力分離的優(yōu)點(diǎn),在有限的空間中,提高井下油水分離效率。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本實(shí)用新型目的在于針對(duì)現(xiàn)有井下油水分離裝置存在的不足,提供了一種帶增壓式水力旋流器的井下油水分離裝置,該裝置結(jié)合水力旋流器與重力分離的優(yōu)點(diǎn),提高井下油水分離效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:

      一種帶增壓式水力旋流器的井下油水分離裝置,主要由采出層、回注層、封隔器、分離器、注水泵、底流口、水力旋流器、溢流口、采油泵、采油出口、套管、一號(hào)單流閥和二號(hào)單流閥組成;所述套管下入井內(nèi)至回注層,回注層與采出層之間的套管內(nèi)安裝有封隔器;分離器、注水泵、水力旋流器和采油泵從下往上安裝在油水分離裝置內(nèi);所述分離器底端連通進(jìn)油口,頂端與水力旋流器中部連通;水力旋流器底端的底流口連接注水泵,頂端的溢流口和采油泵連接,底流口和溢流口處分別安裝一號(hào)單流閥和二號(hào)單流閥;采油泵頂端開設(shè)采油出口;回注管線穿過封隔器連接注水泵與回注層。

      進(jìn)一步的是,分離器的泵出壓力為9MPa。

      進(jìn)一步的是,一號(hào)單流閥和二號(hào)單流閥的打開壓力為9.5MPa。

      本實(shí)用新型的有益效果在于:在采油過程中,油水混合物由分離器增壓后進(jìn)入水力旋流器中;油水混合物剛進(jìn)入水力旋流器時(shí),水力旋流器內(nèi)壓力低,一號(hào)單流閥和二號(hào)單流閥處于關(guān)閉狀態(tài);結(jié)合水力旋流器和油水重力差,油被分離至水力旋流器上部,水被分離至水力旋流器下部;隨著進(jìn)入水力旋流器的油水混合物逐漸增多,分離出的油在水力旋流器上部積聚,分離出的水在水力旋流器下部積聚,水力旋流器內(nèi)壓力逐漸增大,當(dāng)壓力大于單流閥打開壓力,一號(hào)單流閥和二號(hào)單流閥打開,采油泵經(jīng)溢流口抽吸水力旋流器上部分離出的油,油從采油泵上方采油出口采出,注水泵經(jīng)底流口抽吸水力旋流器下部分離出的水,并利用回注管線將水回注至封隔器下方回注層;當(dāng)水力旋流器內(nèi)的油和水被分別抽吸后,水力旋流器內(nèi)壓力降低,一號(hào)單流閥和二號(hào)單流閥關(guān)閉,油水混合物在水力旋流器內(nèi)繼續(xù)分離,重復(fù)上述過程,實(shí)現(xiàn)水力旋流器內(nèi)油水混合物充分的分離,從而提高井下油水混合物的分離效率。

      本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單,結(jié)合了水力旋流器與重力分離的優(yōu)點(diǎn),能夠提高井下油水分離效率。

      附圖說明

      圖1是本實(shí)用新型一種帶增壓式水力旋流器的井下油水分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖中:1.采出層,2.回注層,3.封隔器,4.分離器,5.注水泵,6.底流口,7.水力旋流器,8.溢流口,9.采油泵,10.采油出口,11.套管,12.一號(hào)單流閥,13.二號(hào)單流閥。

      具體實(shí)施方式

      下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步具體說明:

      如圖1所示,一種帶增壓式水力旋流器的井下油水分離裝置,主要包括采出層1、回注層2、封隔器3、分離器4、注水泵5、底流口6、水力旋流器7、溢流口8、采油泵9、采油出口10、套管11、一號(hào)單流閥12和二號(hào)單流閥13,所述套管11下入井內(nèi)至回注層2,分離器4、注水泵5、水力旋流器7和采油泵9從下往上安裝在油水分離裝置內(nèi),所述分離器4底端連通進(jìn)油口,頂端與水力旋流器7中部相連通,水力旋流器7底端開設(shè)底流口6并連接注水泵5,頂端開設(shè)的溢流口8和采油泵9連接,底流口6和溢流口8處分別安裝一號(hào)單流閥12和二號(hào)單流閥13,采油泵9頂端開設(shè)采油出口10,回注管線穿過封隔器3連接注水泵5與回注層2。作為優(yōu)選的實(shí)施方式,分離器4的泵出壓力為9MPa。

      作為優(yōu)選的實(shí)施方式,一號(hào)單流閥12和二號(hào)單流閥13的打開壓力為9.5MPa。

      用該裝置進(jìn)行井下油水分離的步驟如下:

      步驟A:安裝套管11內(nèi)封隔器3封隔回注層2與采出層1,并將油水分離裝置下入井內(nèi)至采出層1上方;

      步驟B:分離器4抽吸采出層1流入井筒內(nèi)的油水混合物,油水混合物由分離器4增壓后進(jìn)入水力旋流器7中,此時(shí)水力旋流器7內(nèi)壓力低,一號(hào)單流閥12和二號(hào)單流閥13處于關(guān)閉狀態(tài),隨著進(jìn)入水力旋流器7的油水混合物逐漸增多,分離出的油在溢流口8積聚,分離出的水在底流口6積聚,水力旋流器7內(nèi)壓力逐漸增大,當(dāng)壓力大于單流閥的打開壓力時(shí),一號(hào)單流閥12和二號(hào)單流閥13打開,油從采油泵9上方采油出口10采出,注水泵5經(jīng)底流口6抽吸水力旋流器7下部分離出的水,并將水回注到回注層2;

      步驟C:水力旋流器7內(nèi)的油和水被分別抽吸后,水力旋流器7內(nèi)壓力降低,一號(hào)單流閥12、二號(hào)單流閥13重新關(guān)閉,重復(fù)步驟B和C,實(shí)現(xiàn)井下油水混合物的連續(xù)分離。

      應(yīng)當(dāng)理解的是,對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說,可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換,而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

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