一种井下脱气除油旋流分离装置制造方法及图纸

一种井下脱气除油旋流分离装置。主要为了解决由于存在伴生气而使井下油水分离的效果受到制约的问题。其特征在于：本种旋流分离装置采用双切向入口，以保证待处理液在经过一级脱气分离时所需的切向及径向压力，同时一级脱气分离结构与除油分离结构由筒体隔开，并通过在适当位置开孔的形式使两级分离相互连通；脱气后的处理液经增压部件增压加速以保证分离高效进行；油水分离结构采用二级增压、二级分离的方式，从而提高油水分离精度。本装置可提高井下油水分离的效率，增强井下油水分离系统的可行性及适用性。

Downhole degassing oil separation cyclone separation device

Downhole degassing oil separation cyclone separation device. To solve the problem of the downhole oil-water separation due to the presence of associated gas effect constrained problems. It is characterized in that: the cyclone separating device adopts double tangential entrance, to ensure that the solution to be treated is required after a degassing separation in the tangential and radial pressure at the same time, a grade separation structure with oil degassing separation structure separated by the cylinder, and the type of hole in the proper position to two grade separation connected with each other; after the degassing treatment liquid pressurizing component of the booster to ensure efficient separation accelerated; oil-water separation structure adopts two stage turbocharging, two stage separation, so as to improve the accuracy of oil-water separation. The utility model can improve the efficiency of oil and water separation and enhance the feasibility and applicability of the downhole oil-water separation system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于石油、化工等领域中的分离装置，具体的说，是一种应用于对油田采出液进行分离及污水进行处理的分离装置。
技术介绍
随着油田的不断开发，很多陆上油田开发进入中后期，油井含水率越来越高，很多油井含水率大于95%，因此产出水如何处理是很多油田不得不面临的棘手问题，随着研究的深入，目前已基本形成了一整套以旋流设备为主要分离部分的井下油水分离及同井回注技术方案，用于油水分离的旋流分离器在井下环境中表现出很好的分离效果。但是，由于伴生气的影响使分离效果受到制约。伴生气进入旋流器后会造成几方面影响：一方面是气相的存在造成分离不稳定，它增加了相间混合和湍流程度，两相流动过程中液滴和气泡的碰撞、团聚和扩散机理更加复杂，这就造成了气-液旋流分离的研究远滞后于其他分离。气液比增大后，多数气体分离后由溢流管排出，部分未来得及分离的气体随液体由底流排出，所以气液比增大后也增加了分离的难度。气相的存在也会占据溢流出油口的空间，最终影响到旋流器的分离效果；另一方面含气会对与旋流分离器配接的工艺管柱上的其他元件造成影响，最终相互影响，进一步恶化分离效果。
技术实现思路
为了解决现行井下油水分离过程中所适用的油水分离设备，在含气条件下分离效果差分离效率低，且无法实现含气条件下油水两相间的高效分离等问题，本专利技术通过国家863课题：井下油水分离及同井回注技术与装备资金的支持，提供出一种井下脱气除油旋流分离装置，该种井下脱气除油旋流分离装置，可于井下实现高效脱气除油，能够增强分离设备对含气条件的适用性，对增强井下油水分离及同井回注系统的适用性并使其长期高效运行具有重大意义。本专利技术的技术方案是：该种井下脱气除油旋流分离装置，由密封外筒、导流筒体、气液隔离管、上定位封板、变截面入口盘、入口腔体、变径分离管、锥形分离管、增压导管、螺旋增压装置以及下定位封板构成，其中：气液隔离管的尾端开有隔离管定位螺纹；变径分离管由直管段和锥管段两段连接后构成；其中，所述直管段的内径大于所述锥管段小径端的内径，在锥管段小径端开有密封螺纹；在变径分离管直管段的上半部分开有若干排气孔；在变径分离管锥管段的尾端开有分离管紧固螺纹，用来与锥形分离管的首端进行螺纹连接；锥形分离管的首尾两端分别开有用于与变径分离管连接的内螺纹和用于与导流筒体连接的导流筒体安装螺纹；导流筒体的下部开有若干导流孔；增压导管的内部中空，于顶端设有轻质相溢流口，在外壁上固定有螺旋加速流道，在底部直管段的上部开有轻质相引流口，在所述轻质相引流口的下方，依次开有增压装置定位螺纹和下定位封板安装螺纹；螺旋增压装置由一级螺旋增压流道和导流锥体连接后构成；导流锥体的尾端开有增压装置安装螺纹；下定位封板的中央开有供增压导管的底部直管段插入的孔；上定位封板与变截面入口盘及入口腔体组合后共同构成装置的双切向入口单元；其中变截面入口盘7上开有一对变截面入口，以实现由所述变截面入口进入的液体经此形成切向速度；上定位封板上开有带内螺纹的中心定位孔，用来安装固定变径分离管；变径分离管上开有分离管定位螺纹，通过分离管定位螺纹与中心定位孔连接；气液隔离管穿过中心定位孔插入所述变径分离管的直管段，通过隔离管定位螺纹与密封螺纹相连接后实现与所述变径分离管的套接；气液隔离管与中心定位孔之间留有环形间隙，此环形间隙为气相出口；气液隔离管的开口为重质液相出口；锥形分离管连接在所述变径分离管和导流筒体之间，变径分离管与锥形分离管及导流筒体共同安装在密封外筒的内部；螺旋增压装置通过螺纹连接固定在增压导管上，两者连接后插入下定位封板的中央通孔内；三者组装后位于导流筒体的内部；密封外筒与导流筒体间通过法兰共用螺栓连接在下定位封板上实现彼此间的紧固及密封。本专利技术具有如下有益效果：首先，本种分离装置可在油水分离前先将气相分离开，进而对油水进行二次高效分离，实现井下含气条件下的油水两相高效分离，能够增强分离设备对含气条件的适用性，对增强井下油水分离及同井回注系统的适用性并使其长期高效运行具有重大意义。其次，本专利技术不仅具有良好的脱气除油功能而且无需外部动力源，能够节能降耗。另外，本装置内设增压元件，可通过装置自身内设的增压增速装置对采出液分离过程中的压力损失进行补偿，可避免过多的压力损失，从而更为高效的实现分离。综上所述，本装置可应用于井下油水分离，尤其对含气采出液具有良好的分离效果，具有分离效率高、处理工艺简单和安装方便、可实现连续分离、可以处理不同含气量的混合液的特点。附图说明：图1为本专利技术所述旋流分离装置的外观图。图2为本专利技术所述旋流分离装置的轴向截面剖视图。图3为本专利技术所述旋流分离装置的局部剖视图。图4为本专利技术所述旋流分离装置的爆炸视图。图5为本专利技术所述旋流分离装置的入口腔体与相关部件的连接关系示意图。图6为本专利技术所述旋流分离装置的气液隔离管与变径分离管的组装示意图。图7为本专利技术所述旋流分离装置的变径分离管与上定位封板的组装示意图。图8为本专利技术所述旋流分离装置的气液隔离管与变径分离管的连接示意图。图9为本专利技术所述旋流分离装置的前端装配图。图10为本专利技术所述旋流分离装置的锥形分离管安装示意图。图11为本专利技术所述旋流分离装置的导流筒体安装示意图。图12为本专利技术所述旋流分离装置的内芯整体外形结构图。图13为本专利技术所述旋流分离装置的一级油水分离腔室结构图。图14为本专利技术所述旋流分离装置的增压导管结构示意图。图15为本专利技术所述旋流分离装置的螺旋增压装置及下定位封板安装及定位方式示意图。图16为本专利技术所述旋流分离装置的螺旋增压装置结构示意图。图17本专利技术所述旋流分离装置的一级油水分离腔室内芯结构示意图。图18为本专利技术所述旋流分离装置的一级油水分离腔室轴向截面视图。图19为本专利技术所述旋流分离装置的导流筒体与密封外筒安装和定位方式示意图。图20为本专利技术所述旋流分离装置的一级油水分离段局部剖视图。图21为一种新型井下脱气除油旋流分离装置主要结构尺寸标注。图中1-来液总入口；2-气相出口；3-重质液相出口；4-油相出口；5-气液隔离管；6-上定位封板；7-变截面入口盘；8-入口腔室；9-排气孔；10-变径分离管；11-锥形分离管；12-增压导管；13-导流筒体；14-导流孔；15-螺旋增压装置；16-下定位封板；17-密封外筒；18-变截面入口；19-中心定位孔，20-分离管定位螺纹；21-隔离管定位螺栓；22-密封螺纹；23-分离管紧固螺纹；24-锥形分离管安装螺纹；25-导流筒体安装螺纹；26-轻质相溢流口；27-一级螺旋加速流道；28-轻质相引流孔；29-增压装置定位螺纹；30-下定位封板安装螺纹；31-一级螺旋增速流道；32-导流锥体；33-增压装置安装螺纹。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术作进一步说明：本种新型井下脱气除油旋流分离方法及装置整外观视图如图1所示。图2为装置轴向截面剖视图，图3为装置内部结构展示。本专利技术主要由外部的气-液分离腔及内部的二级油水分离腔室两部分组成，同时还包括气液隔离管、入口装置及变径分离管等部分装置。外部的气-液分离腔主要用来实现对来液进行气液分离处理，经分离腔底部的导流孔，将除去气相的处理液引入油水分离腔室，经增压元件增压后实现二级的油水分离，而后油、水、气三相分别由不同的出口排出，以此来实现对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下脱气除油旋流分离装置，由密封外筒（17）、导流筒体（13）、气液隔离管（5）、上定位封板（6）、变截面入口盘（7）、入口腔体（8）、变径分离管（10）、锥形分离管（11）、增压导管（12）、螺旋增压装置（15）以及下定位封板（16）构成，其中：气液隔离管（5）的尾端开有隔离管定位螺纹（21）；变径分离管（10）由直管段和锥管段两段连接后构成；其中，所述直管段的内径大于所述锥管段小径端的内径，在锥管段小径端开有密封螺纹（22）；在变径分离管（10）直管段的上半部分开有若干排气孔（9）；在变径分离管（10）锥管段的尾端开有分离管紧固螺纹（23），用来与锥形分离管（11）的首端进行螺纹连接；锥形分离管（11）的首尾两端分别开有用于与变径分离管（10）连接的内螺纹和用于与导流筒体（13）连接的导流筒体安装螺纹（24）；导流筒体（13）的下部开有若干导流孔（14）；增压导管（12）的内部中空，于顶端设有轻质相溢流口（26），在外壁上固定有螺旋加速流道（27），在底部直管段的上部开有轻质相引流口（28），在所述轻质相引流口的下方，依次开有增压装置定位螺纹（29）和下定位封板安装螺纹（30）；螺旋增压装置（15）由一级螺旋增压流道（31）和导流锥体（32）连接后构成；导流锥体（32）的尾端开有增压装置安装螺纹（33）；下定位封板（16）的中央开有供增压导管（12）的底部直管段插入的孔；上定位封板（6）与变截面入口盘（7）及入口腔体(8)组合后共同构成装置的双切向入口单元；其中变截面入口盘（7）上开有一对变截面入口（18），以实现由所述变截面入口进入的液体经此形成切向速度；上定位封板（6）上开有带内螺纹的中心定位孔（19），用来安装固定变径分离管（10）；变径分离管（10）上开有分离管定位螺纹（20），通过分离管定位螺纹（20）与中心定位孔（19）连接；气液隔离管（5）穿过中心定位孔（19）插入所述变径分离管的直管段，通过隔离管定位螺纹（21）与密封螺纹（22）相连接后实现与所述变径分离管的套接；气液隔离管（5）与中心定位孔（19）之间留有环形间隙，此环形间隙为气相出口（2）；气液隔离管（5）的开口为重质液相出口（3）；锥形分离管连接在所述变径分离管和导流筒体（13）之间，变径分离管（10）与锥形分离管（11）及导流筒体（13）共同安装在密封外筒（17）的内部；螺旋增压装置（15）通过螺纹连接固定在增压导管（12）上，两者连接后插入下定位封板（16）的中央通孔内；三者组装后位于导流筒体（13）的内部；密封外筒（17）与导流筒体（13）间通过法兰共用螺栓连接在下定位封板（16）上实现彼此间的紧固及密封。...

【技术特征摘要】
1.一种井下脱气除油旋流分离装置，由密封外筒（17）、导流筒体（13）、气液隔离管（5）、上定位封板（6）、变截面入口盘（7）、入口腔体（8）、变径分离管（10）、锥形分离管（11）、增压导管（12）、螺旋增压装置（15）以及下定位封板（16）构成，其中：气液隔离管（5）的尾端开有隔离管定位螺纹（21）；变径分离管（10）由直管段和锥管段两段连接后构成；其中，所述直管段的内径大于所述锥管段小径端的内径，在锥管段小径端开有密封螺纹（22）；在变径分离管（10）直管段的上半部分开有若干排气孔（9）；在变径分离管（10）锥管段的尾端开有分离管紧固螺纹（23），用来与锥形分离管（11）的首端进行螺纹连接；锥形分离管（11）的首尾两端分别开有用于与变径分离管（10）连接的内螺纹和用于与导流筒体（13）连接的导流筒体安装螺纹（24）；导流筒体（13）的下部开有若干导流孔（14）；增压导管（12）的内部中空，于顶端设有轻质相溢流口（26），在外壁上固定有螺旋加速流道（27），在底部直管段的上部开有轻质相引流口（28），在所述轻质相引流口的下方，依次开有增压装置定位螺纹（29）和下定位封板安装螺纹（30）；螺旋增压装置（15）由一级螺旋增压流道（31）和导流锥体（32）连接后构成；导流锥体（32）的尾端开有增压装置安...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，蒋明虎，赵立新，李枫，邢雷，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23