一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置制造方法及图纸

技术编号：41196343 阅读：2 留言：0更新日期：2024-05-07 22:24

本发明专利技术涉及油田地面工程采出液处理技术领域，公开了一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，包括：除砂模块，其用于从含有砂颗粒的液体中分离出砂颗粒，包括初级分离机构、引流结构和除砂结构；所述初级分离机构包括短螺旋流道，所述短螺旋流道上侧内外侧设置有螺纹，所述短螺旋流道的上端开设有四个均匀分布的进液口，所述短螺旋流道的下端连接有一级分离腔，所述一级分离腔的下端连接有稳流通道，所述稳流通道的上下两端内外侧均设置有螺纹。通过利用旋流技术、聚结技术、重力沉降技术以及反冲洗技术相结合，不仅可以实现多相介质的高效分离，还可实现多相介质的分离后处理装置的自我清洁，使得装置的实用性提高。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田地面工程采出液处理，具体为一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置。

技术介绍

1、石油开采是指在有石油储存的地方对石油进行挖掘，提取的行为。在开采石油的过程中，油气从储层流入井底，又从井底上升到井口的驱动方式。我国许多地区的管井，因井水含砂量过高，导致抽水设备损坏、泵房地基下沉、井管弯曲以致断裂等一系列管井运行问题，有的管井使用时间很短便报废，不仅造成了经济损失，而且也影响了正常的生产和生活。针对油田井下高含砂的情况，现有技术大多采用多筒并联的方式除砂。

2、经检索，现有中国已授权专利公告号为cn104060977a的专利，公开了一种多相旋流除砂装置，该装置包括进液管、气液分离分流器和多筒旋流除砂器。所述进液管的输出端为所述气液分离分流器的输入端，所述气液分离分流器的输出分两路，一路从所述气液分离分流器的顶端将分离后的气相输出，另一路从所述气液分离分流器的底端将分离后的液相混合物传输给所述多筒旋流除砂器；多筒旋流除砂器引入引流管，建立了引流拽砂机制。本专利技术公开了一种多相旋流除砂方法。提供了一套完善的除砂设备及除砂方法，消除了气相对旋流除砂器稳定运行的扰动，除砂效率高，实现了处理量可调、增加了高效工作点数，提高了除砂器对油田产液量自然变化的适应性。

3、上述专利虽然解决了目前旋流除砂技术存在液相的液-砂旋流分离难以达到稳定、高效工作，以及结构不合理，无法调节处理量，适应性差等问题，但是该专利的装置存在占用空间大，且对于一些工况下除砂效率并不高，装置复杂，不便于拆装和维修。

<p>4、并且目前随着我国石油开采技术的不断发展，石油开采逐步进入后期高含水甚至特高含水阶段，导致开采介质日益复杂，诸多电力设备因采出液含砂含问题而面临着设备的结垢、堵塞等不正常运行状态，且采出液的复杂性为后续采出液的处理增加了难以想象的难度。同时现有地面分离设备都普遍巨大，在高能耗的同时往往侵占了诸多的地质资源。为了解决上述问题，设计了一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，解决了石油开采过程中管井高含砂问题所带来的一系列运行困难，如抽水设备损坏、管道弯曲断裂等，以及现有技术中多筒并联方式除砂所存在的问题。

2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，包括：

3、除砂模块，其用于从含有砂颗粒的液体中分离出砂颗粒，包括初级分离机构、引流结构和除砂结构；

4、所述初级分离机构包括短螺旋流道，所述短螺旋流道上侧内外侧设置有螺纹，所述短螺旋流道的上端开设有四个均匀分布的进液口，所述短螺旋流道的下端连接有一级分离腔，所述一级分离腔的下端连接有稳流通道，所述稳流通道的上下两端内外侧均设置有螺纹，所述一级分离腔的上下两端均设置有螺纹，所述一级分离腔的上下两端分别与短螺旋流道和稳流通道通过螺纹连接。

5、优选的，所述引流结构包括引流出口，所述引流出口的上端连接在稳流通道的底端，所述引流出口的外侧底部开设有出液口，所述引流出口的上端与稳流通道的下端通过螺纹连接，所述引流出口的下端螺纹连接有除砂腔，所述除砂腔内部与出液口齐平的位置设置有除砂流道。

6、优选的，所述稳流通道的内部结构分为内外两层空间，所述稳流通道的外层空间具有引流流道，所述稳流通道的内层空间为中空区域。

7、优选的，所述除砂结构包括漏斗，所述漏斗与除砂腔的中部贯通连接，所述除砂腔的管道壁面上开设有均匀分布的沉砂口，所述除砂流道焊接在沉砂口内壁，所述漏斗一处设置有冲洗接口，所述漏斗的另一处设置有排砂出口。

8、优选的，还包括：

9、油水分离模块，其用于将油水混合物中的油和水进行有效的分离，包括油水分离结构、二次分离结构和冲洗结构；

10、所述油水分离结构包括长螺旋流道，所述长螺旋流道的顶端螺纹连接在除砂腔的下端，所述长螺旋流道的顶部设置有入口一，所述长螺旋流道的底部外壁螺纹连接有切向入口式螺旋流道，所述切向入口式螺旋流道的外壁设置有切向入口，所述长螺旋流道的底端螺纹连接有套筒，所述套筒的底部设置有下套管，所述切向入口式螺旋流道的外部设置在下套管的中部，所述下套管的中部贯穿设置有排水口，所述长螺旋流道的内壁螺纹连接有锥，所述锥螺纹连接在长螺旋流道的下端。

11、优选的，所述二次分离结构包括油水分离腔，所述油水分离腔的上端螺纹连接在切向入口式螺旋流道的下端，所述油水分离腔的底部设置有出口一，所述切向入口式螺旋流道的外侧设置有排水槽。

12、优选的，所述冲洗结构包括变径口，所述变径口较细一端连接在冲洗接口上，所述变径口较粗一端螺纹连接有冲洗管，所述冲洗管的底部设置有阀门。

13、优选的，所述阀门包括入口二，所述入口二与排水口之间通过螺纹连接，所述下套管的外壁连接有连通管，所述连通管的一端设置有出口二，所述入口二的外部设置在连通管上与出口二对应的一端，所述连通管的另一端设置有冲洗口，所述连通管的外部设置有阀门旋钮，所述出口二设置在下套管与连通管的连接处。

14、工作原理：混合液由进入初级分离结构内部，经过螺旋流道加速后完成离心分离，砂相密度较大相较于油水两相获得较大的离心力，分布在外侧进入外侧空间，油水两相由内部中空区域通过，经过初级分离结构的离心分离，砂相被分离出来，实现混合液初步除砂功能，随后引流机构引导砂相进入除砂结构，完成砂相的脱除，内部结构分为内外两层空间，外层空间具有引流流道，离心分离后的砂相密度较大相较于油水两相获得较大的离心力，分布在外侧进入到外侧空间，经外侧空间进入引流出口外侧空间，从出液口流出，油水两相由内部中空区域通过，通过沉砂口和除砂流道的配合，使初步分离后的砂相水箱混合液在除砂流道区域内完成脱砂处理，当冲洗时漏斗发生堵塞时，水相由冲洗接口进入漏斗内部，达到冲洗的目的，并且经沉砂口排出的砂相和部分水相落入漏斗内部后由排砂出口排出至外部，当油水混合液从进入长螺旋流道，经长螺旋流道离心加速后，油相贴近长螺旋流道内壁，水相处于外侧，进入切向入口式螺旋流道内部，水相沿切向入口式螺旋流道外壁流道进入下套管与油水分离腔所形成的空间内，从排水口排出，沿长螺旋流道流向切向入口式螺旋流道的油水混合液经离心分离加速后，油相和少量水相沿流道内壁经切向入口流入切向入口式螺旋流道内部，经切向入口加速后获得足够大的切向速度完成离心分离，油相居于切向入口式螺旋流道和锥所形成的空间内部，沿油水分离腔下方排出，水相居于外侧并沿油水分离腔内壁从排水槽排入下套管沿排水口排出，冲洗结构具有排水式和冲洗模式，正常工作状态时，从沉砂口排出的水相携带砂相落入漏斗腔内，从排砂出口排出，此时阀门上的出口二开启，冲洗口关闭，冲洗口开启，分离后的水相从下套管流出入口二，从出口二流出，沿冲洗管流向漏斗，携带漏斗内沉积的砂相被水相携带从排砂出口排出。

15、本专利技术提供了一种井口本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，其特征在于，所述引流结构包括引流出口（104），所述引流出口（104）的上端连接在稳流通道（103）的底端，所述引流出口（104）的外侧底部开设有出液口（1041），所述引流出口（104）的上端与稳流通道（103）的下端通过螺纹连接，所述引流出口（104）的下端螺纹连接有除砂腔（105），所述除砂腔（105）内部与出液口（1041）齐平的位置设置有除砂流道（1052）。

3.根据权利要求1所述的一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，其特征在于，所述稳流通道（103）的内部结构分为内外两层空间，所述稳流通道（103）的外层空间具有引流流道，所述稳流通道（103）的内层空间为中空区域。

4.根据权利要求2所述的一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，其特征在于，所述除砂结构包括漏斗（106），所述漏斗（106）与除砂腔（105）的中部贯通连接，所述除砂腔（105）的管道壁面上开设有均匀分布的沉砂口（105

5.根据权利要求4所述的一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，其特征在于，所述二次分离结构包括油水分离腔（205），所述油水分离腔（205）的上端螺纹连接在切向入口式螺旋流道（203）的下端，所述油水分离腔（205）的底部设置有出口一（2052），所述切向入口式螺旋流道（203）的外侧设置有排水槽（2051）。

7.根据权利要求5所述的一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，其特征在于，所述冲洗结构包括变径口（303），所述变径口（303）较细一端连接在冲洗接口（1061）上，所述变径口（303）较粗一端螺纹连接有冲洗管（302），所述冲洗管（302）的底部设置有阀门（301）。

8.根据权利要求7所述的一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，其特征在于，所述阀门（301）包括入口二（3011），所述入口二（3011）与排水口（2061）之间通过螺纹连接，所述下套管（206）的外壁连接有连通管，所述连通管的一端设置有出口二（3012），所述入口二（3011）的外部设置在连通管上与出口二（3012）对应的一端，所述连通管的另一端设置有冲洗口（3013），所述连通管的外部设置有阀门旋钮（3014），所述出口二（3012）设置在下套管（206）与连通管的连接处。

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【技术特征摘要】

1.一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，其特征在于，包括：

4.根据权利要求2所述的一种井口旋流重力耦合多相介质高效预分离装置，其特征在于，所述除砂结构包括漏斗（106），所述漏斗（106）与除砂腔（105）的中部贯通连接，所述除砂腔（105）的管道壁面上开设有均匀分布的沉砂口（1051），所述除砂流道（1052）焊接在沉砂口（1051）内壁，所述漏斗（106）一处设置有冲洗接口（1061），所述漏斗（106）的另一处设置有排砂出口（1062）。

5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董龙，张会丽，于海琳，仲非，黄擎宇，刘达，郭思奇，赵秀丽，
申请(专利权)人：大庆师范学院，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人