[发明专利]一种向上悬挂式井下油水分离管柱

说明书

本发明公开了一种向上悬挂式井下油水分离管柱，包括自下而上由油管连接的带孔管、插入密封、罐装泵系统、油水分离器，还包括与油水分离器连接的分离接头；分离接头为三通式结构，其上端为两个端口，第一端口与举升油管相连，第二端口与回注油管相连，下端口连接油水分离器出口，形成向上悬挂式结构；本发明内设有三个通道：产液层产出液进入油水分离器通道、分离后低含油产出水测调后回注通道和富含油产出液举升通道；其优势为分离后举升通道与回注通道并联，规避常规悬挂式井下油水分离结构电泵产液通道与回注通道并联，套管尺寸受限，难于进行回注水测调，实现了大排量井下油水分离及回注水监测。

技术领域

本发明公开了一种井下油水分离及测调管柱，特别是一种向上悬挂式井下油水分离管柱。

背景技术

井下油水分离技术近年来受到广泛研究和应用，利用井下油水分离装置使富油流体举升到地面，低含油回注水注到同井另一层段，形成同井油水井下分离及注采系统，将大大增加井筒利用率，起到增产增效、节能减排的功效。开发高效的井下油水分离需要和井下监测调控技术相结合，根据油井产液量、含水率以及注水层吸水能力等的变化，调节分离器进、出口流量、压力及分流比，从而确保分离效率并控制回注水的含油率。

以分离器为核心、电潜泵为动力的井下油水分离管柱将系统隔离为三个通道，产液通道，低含油产出水回注地层通道以及富含油产出液举升至地面通道。基于系统的特殊性，常用的井下油水分离管柱有两种结构，一种为利用罐装泵系统与分离器结合的单管结构，单管内举升分离，套管环空回注；另一种为与常规Y管电泵生产管柱相结合的悬挂式油水分离及回注管柱，即电潜泵与回注油管并联。前者分离后回注水直接进入套管环空，因此难于对回注水进行调控，若通过下入封隔器或皮碗方式对环空回注水进行集流，再加上大直径的环空测调装置，管柱结构复杂，实施风险较大，同时，大尺寸对井斜也有一定的要求。后者虽然可以在回注管上设置调控装置，但由于井筒尺寸限制，回注管与电潜泵并联结构，一方面限制了电潜泵排量和举升能力，另一方面无法安装大排量井下油水分离的调控装置。同时，在小套管井中，后者在空间上更难于实现油水分离的井下监测功能，因此井下油水分离监测技术还需要寻求更适合的管柱结构。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供了一种向上悬挂式井下油水分离及测调管柱，包括自下而上由油管连接的带孔管、插入密封、罐装泵系统、油水分离器，还包括与油水分离器连接的向上悬挂式分离机构。该向上悬挂式分离机构为三通式结构，其上端为两个端口，第一端口与举升油管相连，第二端口与回注油管相连，下端口连接油水分离器出口，形成向上悬挂式结构。回注油管上设置回注水测调工作筒，可通过地面控制器、电缆对回注水压力、流量进行监测、调节可调水嘴对回注水量进行控制。这样形成三个通道：产液层产出液进入油水分离器通道、分离后低含油产出水测调后回注通道和富含油产出液举升通道。其优势为分离后举升通道与回注通道并联，规避常规悬挂式井下油水分离结构电泵产液通道与回注通道并联，尺寸受限，难于进行回注水测调，实现了大排量井下油水分离及回注水监测，同时，可解决在小套管井中实现油水分离的井下参数调控功能，扩大了井下油水分离监测的适用性，保证井下油水分离系统的稳定。

本发明所采用的技术方案是：

一种向上悬挂式井下油水分离管柱，包括自下而上由油管连接的带孔管、插入密封、罐装泵系统、井下油水分离器和带流量计的地面控制系统，还包括向上悬挂式分离机构；所述分离机构为三通式接头，其上端分别设置有第一端口和第二端口，所述第一端口与举升油管相连，所述第二端口与回注油管相连，其下端与所述井下油水分离器的出口连接。

所述回注油管上设置回注水测调工作筒，回注水测调工作筒通过水嘴与套管环空相连通，所述水嘴通过信号电缆与地面控制系统连接，实现对回注水量进行测调。

所述地面控制系统能直接读出所述第二端口连接的回注油管内液体流量，地面流量计能直接读出所述第一端口连接的举升油管内液体流量，可以通过地面控制系统控制井下回注水测调工作筒内的水嘴，从而改变第二端口的回注油管内液体流量。