潜油电泵用的气液分离装置以及分离方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种潜油电泵用的气液分离装置以及分离方法，其中气液分离装置包括：分离器主体，分离器主体自上而下包括芯轴、锥座、中心管，中心管上还设置有叶片，叶片与中心管的外壁面之间形成有沿竖直方向螺旋延伸的螺旋通道，中心管具有恒径部以及连接于恒径部下端的渐缩部，恒径部的横截面积为恒定的，渐缩部的横截面自上而下逐渐减小；卡瓦，卡瓦能与锥座适配；打捞机构，打捞机构套设在芯轴上，打捞机构与芯轴之间具有与螺旋通道连通的导流通道；气体收集机构，气体收集机构的收集口临近于芯轴的上部，并与潜油电泵的入口相隔离。该潜油电泵用的气液分离装置以及分离方法，其具有较佳的性能。

Gas liquid separation device and separation method for submersible electric pump

The invention discloses a gas liquid separation device and a separation method for a submersible electric pump, in which a gas liquid separation device includes a separator body, the main body of the separator includes a core axis, a cone seat, a central tube, and a blade on the center tube, and a spiral extension between the blade and the outer wall of the center tube is formed in a vertical direction. The central pipe has a constant diameter and a gradual contraction part that connects the lower end of the Yu Heng diameter. The cross section of the constant diameter section is constant, and the cross section of the gradually shrinking part gradually decreases from top to bottom; kava and kava can fit with the cone seat; the salvage mechanism is set on the core shaft and between the fishing mechanism and the core shaft. A guide channel connected by a spiral channel; a gas collector, the collection port of a gas collector is near the upper part of the core axis, and is isolated from the entrance of the submersible pump. The gas-liquid separation device and the separation method for the submersible electric pump have better performance.

【技术实现步骤摘要】
潜油电泵用的气液分离装置以及分离方法
本专利技术涉及油井气液分离领域，具体涉及一种潜油电泵用的气液分离装置以及分离方法。
技术介绍
潜油电泵具有排量大、扬程高、自动化程度高等特点，已在国内外油田得到了广泛应用。当潜油电泵抽气液混合流体时，气体进泵会占据离心泵一定空间，使潜油电泵特性曲线发生偏离，泵的扬程、排量及效率下降，电机运行时电流波动加剧，油井生产不平稳，严重时产生气锁、气蚀等现象，其举升效果会受到严重的影响。目前，潜油电泵的采油系统可以采用井下气液分离器来降低进泵的游离气量，从而使气体和液体分离。气液分离器可以对游离气进行预处理，减少入泵的游离态气量，从而提高电泵运行效率。目前工程常用气液分离器包括沉降式和旋转式。沉降式分离器一般只能处理泵吸入口气液比在10％以下的井液，分离效率最高只能达到37％因其分离效率低、占用空间大，不适合在高气液比油井使用。旋转分离器能处理泵吸入口气液比在30％以内的井液，对于双级气液分离器，分气效率可达到50％以上。然而，现阶段旋转分离器分离负荷范围窄，超过所允许最高气液比之后分离效率急剧下降，严重时发生气阻，大量气体在叶片间搅动、破裂，导致叶片受力不均和装置震动，缩短稳定工作时间，频繁检修。此外，井下液体流动对旋转分离器产生很大阻力，能耗急剧升高。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供了一种潜油电泵用的气液分离装置以及分离方法，其具有较佳的性能。本申请实施例公开了：一种潜油电泵用的气液分离装置，包括：分离器主体，所述分离器主体自上而下包括芯轴、锥座、中心管，所述中心管上还设置有叶片，所述叶片与所述中心管的外壁面之间形成有沿竖直方向螺旋延伸的螺旋通道，所述中心管具有恒径部以及连接于所述恒径部下端的渐缩部，所述恒径部的横截面积为恒定的，所述渐缩部的横截面自上而下逐渐减小；卡瓦，所述卡瓦能与所述锥座适配；打捞机构，所述打捞机构套设在所述芯轴上，所述打捞机构与所述芯轴之间具有与螺旋通道连通的导流通道；气体收集机构，所述气体收集机构的收集口临近于所述芯轴的上部，并与潜油电泵的入口相隔离。优选地，所述芯轴、所述锥座以及所述中心管为一体式构造。优选地，所述恒径部的直径为所述渐缩部最小处直径的3倍。优选地，设置在所述恒径部上的叶片的横截面积为恒定的。优选地，设置在所述渐缩部上的叶片的横截面积自上而下逐渐变小。优选地，所述气体收集机构包括锥形气体收集部以及连接于所述锥形气体收集部上端的毛细管，所述锥形气体收集部的横截面积自上而下逐渐变大。优选地，所述中心管的下端位于叶片外，且为弧形面。优选地，所述打捞机构的下部凹槽与所述卡瓦的上部突起相连接，所述芯轴外壁设置有卡瓦槽，所述卡瓦的上部嵌入在卡瓦槽内。优选地，所述螺旋通道的截面积自下而上逐渐变小。本申请还公开了一种采油系统，包括如上述的潜油电泵用的气液分离装置以及潜油电泵，所述气体收集机构安装在所述潜油电泵上。优选地，所气体收集机构的毛细管通过夹子固定在所述潜油电泵上。优选地，所气体收集机构的毛细管的上端延伸至潜油电泵的吸入口之上。本申请实施例还公开了一种潜油电泵用气液分离方法，包括以下步骤：中心管下端的端面将气液混合物内的大气泡破碎；渐缩部的螺旋通道引入大气泡破碎后的气液混合物，并在离心作用下对气液混合物进行分离；恒径部的螺旋通道使气液相分布均匀，并使气体进入气体收集机构，液体沿套管内壁旋转上升。综上所述，本专利技术的潜油电泵用的气液分离装置及方法具有以下优点：(1)安装方便，经济实用，工作深度可调，可根据不同的电泵下深任意调整深度；(2)整套装置无运动零件，运行稳定可靠，免修期长，省去分离器额外的能耗，气体不会在叶片通道内形成气阻和震动；(3)分离装置下部的锥形设计不仅增加流速，还可最大限度减少回压影响，保证足够大的流速，增强分离效果；(4)采用气体收集器引导、毛细管输送的方式共同构建气体通道，从根本上解决泵吸入口以下的游离气含量，提高泵效；(5)不受流体性质及气体含量的影响，可以适应各种气液比油井气液分离的需要，符合高气液比的要求。本专利技术中应用了具体实施例对本专利技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本专利技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请实施例中的潜油电泵用的气液分离装置的结构示意图；图2是本申请实施例中的分离器主体的结构示意图；图3是本申请实施例中的打捞机构的结构示意图；图4是本申请实施例中的卡瓦的结构示意图；图5是本申请实施例中的气体收集机构的结构示意图。以上附图的附图标记：1、分离器主体；2、打捞机构；3、卡瓦；4、气体收集机构；1-1、中心管；1-2、叶片；1-3、锥座；1-4、卡瓦槽；1-5、芯轴；2-1、凹槽；2-2、打捞颈；2-3、倒角；2-4、凸台；4-1、毛细管；4-2、锥形气体收集部。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参照图1、图2、图3、图4和图5所示，本申请实施例公开了一种潜油电泵用的气液分离装置，包括分离器主体1、卡瓦3、打捞机构2以及气体收集机构4。所述分离器主体1自上而下包括芯轴1-5、锥座1-3、中心管1-1，所述中心管1-1上还设置有叶片1-2，所述叶片1-2与所述中心管1-1的外壁面之间形成有沿竖直方向螺旋延伸的螺旋通道，所述中心管1-1具有恒径部以及连接于所述恒径部下端的渐缩部，所述恒径部的横截面积为恒定的，所述渐缩部的横截面自上而下逐渐减小。所述卡瓦3能与所述锥座1-3适配，从而使该机构能够通过卡瓦3悬挂在套管上。所述打捞机构2套设在所述芯轴1-5上，所述打捞机构2与所述芯轴1-5之间具有与螺旋通道连通的导流通道。所述气体收集机构4的收集口临近于所述芯轴1-5的上端，能与所述导流通道连通。参照图1和图2所示，具体的，所述分离器主体1包括为一体式构造的位于上部的芯轴1-5、位于中部的锥座1-3以及位于下部的中心管1-1。所述芯轴1-5的外径为套管内径的1/4。所述芯轴1-5的外壁沿径向均匀布置有三个卡瓦槽1-4。所述芯轴1-5的上端面为圆弧形端面，且弧面顶部距锥形气体收集部4-2的下端面之间的距离为0.3m(米)，以防止油管弹性形变及泵工作时的震动。参照图5所示，所述气体收集装置包括锥形气体收集部4-2以及连接于所述锥形气体收集部4-2上端的毛细管4-1，所述锥形气体收集部4-2的横截面积自上而下逐渐变大。所述毛细管4-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种潜油电泵用的气液分离装置，其特征在于，包括：分离器主体，所述分离器主体自上而下包括芯轴、锥座、中心管，所述中心管上还设置有叶片，所述叶片与所述中心管的外壁面之间形成有沿竖直方向螺旋延伸的螺旋通道，所述中心管具有恒径部以及连接于所述恒径部下端的渐缩部，所述恒径部的横截面积为恒定的，所述渐缩部的横截面自上而下逐渐减小；卡瓦，所述卡瓦能与所述锥座适配；打捞机构，所述打捞机构套设在所述芯轴上，所述打捞机构与所述芯轴之间具有与螺旋通道连通的导流通道；气体收集机构，所述气体收集机构的收集口临近于所述芯轴的上部，并与潜油电泵的入口相隔离。

【技术特征摘要】
1.一种潜油电泵用的气液分离装置，其特征在于，包括：分离器主体，所述分离器主体自上而下包括芯轴、锥座、中心管，所述中心管上还设置有叶片，所述叶片与所述中心管的外壁面之间形成有沿竖直方向螺旋延伸的螺旋通道，所述中心管具有恒径部以及连接于所述恒径部下端的渐缩部，所述恒径部的横截面积为恒定的，所述渐缩部的横截面自上而下逐渐减小；卡瓦，所述卡瓦能与所述锥座适配；打捞机构，所述打捞机构套设在所述芯轴上，所述打捞机构与所述芯轴之间具有与螺旋通道连通的导流通道；气体收集机构，所述气体收集机构的收集口临近于所述芯轴的上部，并与潜油电泵的入口相隔离。2.根据权利要求1所述的潜油电泵用的气液分离装置，其特征在于，所述芯轴、所述锥座以及所述中心管为一体式构造。3.根据权利要求1所述的潜油电泵用的气液分离装置，其特征在于，所述恒径部的直径为所述渐缩部最小处直径的3倍。4.根据权利要求1所述的潜油电泵用的气液分离装置，其特征在于，设置在所述恒径部上的叶片的横截面积为恒定的。5.根据权利要求1所述的潜油电泵用的气液分离装置，其特征在于，设置在所述渐缩部上的叶片的横截面积自上而下逐渐变小。6.根据权利要求1所述的潜油电泵用的气液分离装置，其特征在于，所述气体收集机构包括锥形气体收集部以...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹洪岚，刘永辉，王青华，王东平，杨军征，刘重伯，齐丹，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11