[发明专利]井下螺旋气液分离回注装置及回注方法

说明书

技术领域

本发明属于采气工程领域，是一种在井下利用生产压差做动力，自动实现气液分离，并将气采出地面、将分离液注入同井注水层的井下螺旋气液分离回注装置。

背景技术

随着气藏开发程度的提高，越来越多的气井开始产水，产水量也越来越高，产水量增加，造成的危害主要有：(1)井筒积水、回压增大、井口压力下降、气井生产能力受到严重影响；(2)井底近区积液，产层由于“水侵”、“水锁”、“水敏性粘土矿物的膨胀”等原因，使得气相渗透率受到极大伤害，这将严重地影响气田最终采收率。

现有排水采气技术虽然能够有效地将井筒中的产出液采至地面，但也为地面的气液分离带来了困难，不仅需要建设大量的地面气液分离设备，而且分离出的地层水的处理也需要投入大量的资金。

井下螺旋气液分离回注装置可在井下利用螺旋分离器将地层产出的气液进行分离，然后将富气流(气多水少)举升到地面，而将富水流(水中气很少)在井下直接回注到某个选定的含水层或报废地层中，实现采气、气液分离和采出液同时注入同井地层。

与井下气液分离回注防砂采气装置(申请号200420096603)相比，结构简单，活动部件少。

发明内容

本发明的目的是提供一种井下螺旋气液分离回注装置及回注方法，所述装置结构简单，由井下螺旋气液分离器和有杆注入泵配合使用，在井下自动实现气液分离，并将气采出地面、将分离液注入同井注水层。

所述井下螺旋气液分离回注装置包括井下螺旋气液分离器和有杆注入泵。

其中井下螺旋气液分离器由内筒、外筒、起导流作用的螺旋片和挡板组成；内筒上下端设有螺纹接头，外筒上端有螺纹接头，内筒与外筒形成的环形空间上端为排气通道，挡板与外筒形成的环形空间下端为排液通道，挡板与内筒形成的环形空间下端为气液混合物进入螺旋分离器的入口。

起导流作用的螺旋片由同宽等厚的钢板螺旋状焊接在内筒外侧，其中一部分螺旋片的另一侧与挡板焊接在一起，螺旋片螺旋长度(螺旋数×螺距)为1个单位长度，则内筒长度为2.5个单位长度，外筒长度为2个单位长度，挡板长度为1个单位长度；挡板和外筒均为钢管，挡板和外筒的下端对齐，且下端向上对称分别切去钢管圆周四分之一，形成两豁口，豁口长0.25个单位长度，顶端为弧形，外筒豁口与挡板豁口用钢板焊接形成排液通道；外筒下端位于内筒下端向上0.25处，螺旋片下端位于内筒下端向上0.75处。

有杆注入泵由上泵筒、下泵筒、抽油杆、上活塞、上游动阀、空心连杆、固定阀、下活塞、下游动阀组成，上泵筒上端有螺纹接头、下泵筒下端有螺纹接头。

上游动阀和固定阀由底座、压帽和凡尔球组成，底座内侧有内螺纹、外侧有外螺纹，且有阀腔室，阀腔室下端有排液口；压帽中心有进液口，压帽与底座螺纹连接，用密封圈密封；安装时将凡尔球放入底座的阀腔室，旋紧压帽即可；静止状态时，凡尔球靠自身重力坐在底座的排液口，阀处于关闭状态，当凡尔球下端受到的压力大于上端压力时，凡尔球被顶起，阀处于开启状态。

下游动阀由底座、压帽、弹簧和凡尔球组成；底座外侧有上螺纹和下螺纹，且中空有进液口和阀腔室；压帽中心有排液口，与底座螺纹连接，用密封圈密封；安装时将凡尔球放入底座的阀腔室，装入弹簧，旋紧压帽即可；静止时，凡尔球在弹簧的作用下坐在底座的进液口，阀处于关闭状态，当凡尔球上端压力克服下端压力后，弹簧处于压缩状态，凡尔球离开进液口，阀处于开启状态。

上游动阀外侧螺纹和上活塞螺纹连接，下游动阀外侧下螺纹与下活塞螺纹连接；空心连杆上端与上游动阀内侧螺纹连接，空心连杆的下端和下游动阀外侧上螺纹连接，空心连杆上端与抽油杆螺纹连接，活塞与泵筒之间由密封圈密封；上泵筒下端与固定阀底座外侧螺纹连接，下泵筒上端与固定阀底座内侧螺纹连接。

本发明是通过以下步骤来实现的：

(1)将油管与井下螺旋气液分离器的内筒上接头螺纹连接；

(2)将封隔器与井下螺旋气液分离器的外筒上接头螺纹连接；

(3)将有杆注入泵与井下螺旋气液分离器的内筒下接头螺纹连接；

(4)将封隔器与有杆注入泵的泵筒下接头螺纹连接；

(5)将连接好的装置下入气井，封隔器下到采气层上部，封隔器下至注入层上部，坐封；若封隔器和封隔器无法同时达到下至采气层和注入层上部时，可在有杆注入泵与井下螺旋气液分离器之间连接油管；

(6)抽油杆与游梁式抽油机的光杆连接；