[发明专利]井筒内气液固分离装置及其制造方法

说明书

本发明提供一种井筒内气液固分离装置，所述外管的上端通过与外扣装配连接于上接头，外管的上端设有多个贯穿其上的进液孔；内管插设于外管内并相互间隔，内管的上端通过与内扣装配连接于上接头；扩径短节连接于内管下端以悬置于外管内；内管、扩径短节与外管共同围成内外管环空，且内外管环空满足预设的过流面积；扩径短节的过流面积不小于外接的上泵油管的过流面积；下接头通过丝扣连接于外管的下端；提升短节的下端插设连接于上接头的上端，油管节箍套设连接于提升短节的上端。本发明还提供一种井筒内气液固分离装置的设计方法。与相关技术相比，本发明的井筒内气液固分离装置可靠性好且使用寿命长。

技术领域

本发明涉及煤层气井排采设备技术领域，尤其涉及一种井筒内气液固分离装置及其制造方法。

背景技术

为保证煤层气井排采设备正常运行，避免气体进泵发生气锁，避免砂卡，采用了各种气锚、砂锚。但是，依然未彻底避免游离气体进泵，还有不同程度的泵气锁、油管气蚀问题发生；固体颗粒进泵，导致卡泵故障，仍然是导致检泵的主要因素，可靠性差。一般机械采油的油井采用的气锚只适用于气液比低的情况，而煤层气井大多是气液比几百甚至几千，一般气锚难以适应。采油井由于原油粘度远大于水，可以将一定粒径的颗粒物携带到井口，而煤层气排采的水则不利于携带颗粒物，致使在油井能用的砂锚，在煤层气井效果不佳。

因此，有必要提供一种新的井筒内气液固分离装置及其制造方法解决上述问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种可靠性好且使用寿命长的井筒内气液固分离装置及其制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种井筒内气液固分离装置，其运用于煤层气井排采设备的排采泵和沉砂管之间，所述井筒内气液固分离装置包括油管节箍、提升短节、上接头、外管、进液孔、内管、扩径短节以及下接头；

所述上接头呈中空环状，所述上接头的下端设有位于其外侧的外扣和位于其内侧的内扣；

所述外管的上端通过与所述外扣装配连接于所述上接头，所述外管的上端设有多个贯穿其上的进液孔；

所述内管插设收容于所述外管内并相互间隔，所述内管的上端通过与所述内扣装配连接于所述上接头，并使得所述内管与所述上接头连通；

所述扩径短节连接于所述内管下端以悬置于所述外管内，且所述扩径短节与外管相互间隔；

所述内管、所述扩径短节与所述外管共同围成内外管环空，且所述内外管环空满足预设的过流面积，以实现气液分离；

所述扩径短节的过流面积不小于外接的上泵油管的过流面积，以使所述扩径短节位置处的液体流速低于外接的上泵油管的任意位置的液体流速，以实现固体颗粒从液体中沉降分离；

所述下接头通过丝扣连接于所述外管的下端；

所述提升短节的下端插设连接于所述上接头的上端，所述油管节箍套设连接于所述提升短节的上端。

优选的，所述进液孔从所述外管距离所述上接头150mm处往下布设，所述进液孔的孔径和数量设计满足所有所述进液孔的最大过流速度低于0.2m/s。

优选的，所述内外管环空满足预设的过流面积，具体包括：

以所述井筒内气液固分离装置外接的排采泵最大理论排量计算，使所述内管的内径满足流速为2m/s；

所述外管的外径比所述井筒内气液固分离装置外接的井筒套管的内径最少小6mm；

所述内外管环空满足液体最大流速低于直径0.1mm的气泡的上浮速度；

所述外管的内径与所述扩径短节的外径之差大于10mm；

所述外管的长度满足所述内外管环空的有效分离容积大于排采泵单次抽吸的容积。