[发明专利]水力旋流器底流控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种井下油水分离用的装置，特别涉及一种水力旋流器底流控制装置。

背景技术

目前，我国各大主力油田已经相继进入高含水开采期，产出液中含水量越来越高，石油开发中的产出液的举升量、水处理成本越来越大，开发成本越来越高。为此，为了降低高含水油田的开发成本，高含水油田采用井下油水分离及同井注采技术。

所述井下油水分离及同井注采技术是针对高含水油田经济长期开采的有效方法，具体的，其先通过水力旋流器在井下实现油和水的分离，然后将分离出的富有流举升到地面，将分离出的水直接注入到回注层。通过水力旋流器在井下实现油水分离，能够显著降低产出液举升量，降低水处理成本。其中水力旋流器作为井下油水分离技术的关键装置，能够直接影响到油水分离效率。所述水力旋流器一旦成型其本身具有一个较高的分离区间，当在次此区间工作时，旋流器具有高的分离效率，分离出的水中含油最低。为了维持水力旋流器在高效分离区间工作，要求水力旋流器内部形成的流场保持不变。

然而水力旋流器内部的流场是随着井下流量、压力等工况环境的变化而变化的。当井下流量、压力等工况环境发生变化时，水力旋流器的流场也会随之变化，从而会导致旋流器不在高效分离区间工作，使分离效率下降。

但是目前还没有一种水力旋流器的控制装置，使水力旋流器在井下工况环境发生变化时能够维持相对较高的分离效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种水力旋流器底流控制装置，使水力旋流器在井下工况环境发生变化时能够维持相对较高的分离效率。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种水力旋流器底流控制装置，其设置在水力旋流器的底流口位置，包括：固定在所述底流口所在的管线上并与所述底流口相连通的控制阀，其包括阀座和阀芯；通过电缆与地面供电系统连接的电机，其具有一操控部，所述操控部与所述阀芯配合，能够带动所述阀芯相对所述阀座转动或移动，从而控制所述控制阀的开大或关小；用于监测所述水力旋流器底流口处流量的传感器。

在优选的实施方式中，所述水力旋流器包括：呈圆锥型的分离腔、以及设置在所述分离腔上的入口、溢流口、底流口，所述分离腔具有横截面尺寸较大的上端和横截面尺寸较小的下端；其中所述入口与分离腔的轴线相切且设置在分离腔的上端；所述底流口设置在分离腔的下端；所述溢流口设置在分离腔的上端，且其中心位于分离腔的轴线上。

在优选的实施方式中，所述水力旋流器的外部套设有分离腔壳体，所述底流口处设置有接头，所述接头内部具有贯通孔，所述贯通孔的孔径与所述底流口的孔径接近或相等；所述接头与所述分离腔壳体固定连接。

在优选的实施方式中，所述接头的外围设置有外壳，所述外壳为两端开口的中空壳体，其罩设在所述控制阀、电机、传感器的外围，其上端与所述接头固定连接，其下端用于和下部的油管固定连接。

在优选的实施方式中，所述接头与所述控制阀之间设置有一连接管，所述连接管上端和所述接头固定连接，下端固定有一内壳，所述内壳为两端开口的中空壳体，其自上而下可分为上壳段、过渡段和下壳段，

所述上壳段上端和所述连接管固定连接，其下端与所述过渡段固定连接，所述上壳段的内径与所述连接管的内径接近或相同；

所述过渡段呈内径逐渐增大的锥形；

所述下壳段内部固定有电机、传感器。

在优选的实施方式中，所述上壳段的内部形成有环形止挡部，所述止挡部用于对所述控制阀进行限位。

在优选的实施方式中，所述外壳的下端内部设置有台肩，所述内壳抵紧于所述台肩上。

在优选的实施方式中，所述阀座设置在所述内壳的上壳段内，并通过所述止挡部限位，所述阀座上设置有扇片以及相应的流通孔；

所述阀芯位于所述阀座的下方，其具有相对的上表面和下表面，所述上表面与所述阀座接触，其下表面上可设置有卡合部，用于和所述电机的操控部配合，所述阀芯也设置有扇片，当所述电机转动时，其能够将所述流通孔关小。

在优选的实施方式中，所述控制阀为滑阀机构，所述阀座为中空的套筒，所述阀座上设置有流通孔；

所述阀芯穿设在所述阀座的内部，其下部与所述操控部固定连接，当所述操控部上下移动时，能够带动所述阀芯移动从而将所述流通孔开大或关小。

在优选的实施方式中，所述传感器为流量压力传感器。