耐磨气体分离器制造技术

一种气体分离器构造成使气体与两相流体分离。气体分离器包括可旋转轴和一个或更多个分离级。一个或更多个分离级中的至少一个包括连接到可旋转轴上的转子和导送压缩管，其中导送压缩管包括压缩管套节和多个通道。通道构造成将磨损固体颗粒与气体分离器内的旋转构件分离。气体分离器可可选地包括分离级上游的流转化器，其减少转子上游的旋转流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及井下栗送系统的领域，并且更具体地涉及用于在栗送之前使气体与井流体分离的气体分离器。
技术介绍
水下栗送系统通常配置在井中以从地下储藏回收石油流体。通常，水下栗送系统包括一定数目的构件，包括联接到一个或更多个栗组件上的电动机。开采管路连接到栗组件上，以将井孔流体从地下储藏输送至地面上的储存设备。井孔流体通常含有液体和气体的组合。由于大多数井下栗送设备主要设计成回收液体，故井孔流体中的过量气体可向钻井设备提出问题。例如，由井下涡轮机施加的离心力趋于使气体与液体分离，从而增大空化或汽封的机会。气体分离器已经用于在井孔流体进入栗之前除去气体。在操作中，井孔流体被经由进入口吸入气体分离器中。升力发生器提供附加升力来将井孔流体移动到搅拌器中。搅拌器典型地构造作为旋转桨，其将离心力给予至井孔流体。在井孔流体穿过搅拌器时，较重的成分如油和水传送至搅拌器桨叶的外缘，而较轻的成分如气体仍接近搅拌器的中心。以此方式，现代气体分离器利用两相井孔流体的各种成分之间的具体重力的相对差异来使气体与液体分离。一旦分离，则液体可被引导至栗组件，且气体从气体分离器排出。在出砂油井中，携带在井流体内的固体颗粒可传送到气体分离器中。这些固体颗粒可引起对气体分离器和下游栗送系统内的各种构件的显著的磨损。精确加工的构件的磨损可显著地降低气体分离器的效率和服务寿命。过去，制造商使用硬化材料来减小磨损固体颗粒的冲击。碳化钨、镍硼和其它涂层已经应用于延长暴露于磨损颗粒的构件的寿命。然而，在极端的出砂油井中，甚至硬涂布的部分可能不足以延长在气体分离器内的构件的服务寿命。因此，持续需要对磨损固体颗粒有更大抵抗力的改进的气体分离器设计。其在于本专利技术针对的现有技术的这些及其它不足。
技术实现思路
在优选实施例中，本专利技术包括构造成使气体与两相流体分离的气体分离器。气体分离器包括可旋转轴和一个或更多个分离级。一个或更多个分离级中的至少一个包括连接到可旋转轴上的转子和导送压缩管，其中导送压缩管包括压缩管套节和多个通道。通道构造成将磨损固体颗粒与气体分离器内的旋转构件隔离。气体分离器可选地包括分离级上游的流转化器，其减少转子上游的旋转流。【附图说明】图1为根据优选实施例构造的井下栗送系统的侧立面视图。图2为根据优选实施例构造的气体分离器的局部截面视图。图3为图2的导送压缩管的上游侧的透视图。图4为图2的导送压缩管的备选实施例的上游侧的透视图。图5为图2的气体分离器的流转化器的透视图。图6为图2的气体分离器的转子的透视图。图7为图2的气体分离器的扩散器的上游侧的透视图。图8为图2的气体分离器的交叉组件的上游侧的透视图。【具体实施方式】如本文使用的，用语〃石油〃宽泛地指所有矿物碳氢化合物，如，粗油、气体以及油和气体的组合。此外，如本文使用的用语"两相"是指包括气体和液体的混合物的流体。本领域的技术人员将认识到，在井下环境中，两相流体还可传送固体和悬液。因此，如本文使用的用语"两相"未排除包含液体、气体、固体或其它物质中间形式的流体。根据本专利技术的优选实施例，图1示出了附接到开采管路102上的栗送系统100的立面视图。栗送系统100和开采管路102设置在井孔104中，其被钻取来用于开采流体如水或石油。开采管路102将栗送系统100连接到位于地面上的井口 106上。尽管栗送系统100主要设计成栗送石油产品，但将理解的是，本专利技术还可用于移动其它流体。还将理解的是，尽管栗送系统100的各个构件主要在水下应用中公开，但一些或所有这些构件还可用于表面栗送操作。栗送系统100优选地包括栗组件108、电机组件110、密封区段112和气体分离器114的一些组合。密封区段112使电机组件110免受栗组件108产生的机械推力，且在操作期间提供了电机润滑剂的膨胀。气体分离器114优选在密封区段112与栗组件108之间连接。在使用期间，井孔流体被吸入气体分离器114，在该处，气体成分的一部分分离且回到井孔104。脱气井孔流体然后从气体分离器114穿至栗组件108来经由开采管路102输送至地面。尽管仅示出了各个构件中的一个，但将理解的是，在适合时可连接更多个。例如，在许多应用中，期望的是使用串接的电机组合、多个密封区段和多个栗组件。还将理解的是，栗送系统100可包括本描述中不需要的附加构件。为了本公开内容的目的，用语〃上游〃和〃下游〃应当用于表示构件或构件部分相对于从井孔10开采生的总体流体流的相对位置。"上游"是指在流体从井孔104中开采时比〃下游〃位置或构件更早经过的位置或构件。用语〃上游〃和〃下游〃不一定取决于构件或位置的相对垂直定向。将认识到的是，栗送系统100中的许多构件为大体圆柱形，且具有延伸穿过长形缸的中心的共同的纵轴线，以及从纵轴线延伸至外周的半径。可按照栗送系统100中的分离构件内的径向位置来描述物体和运动。现在转到图2，其中示出了气体分离器114的局部截面视图。在优选实施例中，气体分离器114优选包括外壳116、流转化器120、底座122和头部124。气体分离器114还包括轴126，其从底座122延伸至头部124。底座122包括进入端口 128，流体经由其引入气体分离器114中。外壳116优选为圆柱形，且大致为整体构造。气体分离器114优选具有一个或更多个分离级130 (〃级130")。在图2中所示的特别优选的实施例中，气体分离器114包括第一级130a和第二级130b。本领域的技术人员将认识到的是，附加或较少的级130可用于解决特定气体分离应用的要求。各个级130优选包括转子132、扩散器134和交叉点136。各个级130还优选包括导送压缩管138和常规的未导送压缩管140。导送压缩管138和未导送压缩管140位于外壳116内，且包绕转子132和扩散器134。尽管图2中示出了导送压缩管138和未导送压缩管140两者，但将认识到的是，备选实施例包括仅使用导送压缩管138或仅使用未导送压缩管140。如图3和4中更清楚所示，导送压缩管138包括压缩管套节142和沿压缩管套节142的内壁定位的一系列通道144。不同于现有技术的压缩管，导送压缩管138内的通道144捕集携带在穿过级130的流体内的固体颗粒。穿过级130的流体的旋转引起较重的液体和固体被压靠到导送压缩管138，在该处，固体颗粒由通道144捕集。然后防止固体颗粒磨损级130内的构件。通道144可为平直的(如图3中所示)或螺旋的(如图4中所示)。此外，将注意到的是，导送压缩管138可穿过大致所有级130 (如级130a中所示)，或仅级的一部分(如级130b中所示)。转到图5，其中示出了流转化器120的当前优选实施例的透视图。流转化器120优选包括流转化器套节146和多个流转化器导叶148。流转化器导叶148从流转化器套节146向内延伸，且终止于允许轴126穿过流转化器120的中心的长度处。流转化器导叶148优选轴向上是平直的，且沿气体分离器114的纵轴线对准。尽管图5中示出了七个流转化器导叶148，但将认识到的是，也可使用更多或更少数目的流转化器导叶148。流转化器120在壳体116中保持静止，且平直流转化器导叶148阻挡由转子132引起的回流的旋转移动。消除导流器的入口处的旋转回流减小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构造成将气体与两相流体分离的气体分离器，所述气体分离器包括：可旋转轴；以及一个或更多个分离级，其中所述一个或更多个分离级中的至少一个包括：       连接到所述可旋转轴上的转子；以及       导送压缩管，其中所述导送压缩管包括：              压缩管套节；以及              多个通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成宝，K皮萨多夫斯基，
申请(专利权)人：通用电气石油和天然气ESP公司，
类型：发明
国别省市：美国;US