[发明专利]一种同井注采井筒内气-液-液三级旋流分离装置

说明书

一种同井注采井筒内气‑液‑液三级旋流分离装置。主要解决油田开采过程中含气条件下的井下同井注采工艺内部旋流器入口进液含气致使分离效率变低的问题。其特征在于：所述三级旋流分离装置内置有一级气相分离单元、二级液相分离单元和三级液相分离单元，气液混合相经进液孔进入气分离筒内部使得气相被优先排出，脱气后的混合液进入切向旋流筒使得部分溢流液被排出，其余混合液通过除液旋流器后使得溢流液通过溢流导管流出。本种旋流分离装置可实现对气液两相的多级分离，避免井下同井注采工艺在含气条件下的溢流分离性能变差现象的发生，消除了气体扰动下对溢流液的分离所造成的不良影响。

技术领域

本发明涉及一种应用于井下油田同井注采系统的气液旋流分离装置。

背景技术

随着油田的不断开发与技术的不断创新,旋流器作为一种油水分离设备成功的应用于井下油水分离，并取得了一定的成效，但在某些选定的油井中，由于伴生气的影响，井下油水分离旋流器的分离效果受到制约，气相存在条件下会影响同井注采系统内部旋流器的分离效果，导致油相没能被完全分离，因此会很大程度降低旋流器油水分离效率，目前，在气液旋流分离器领域的研究有很大进展，但多数气液旋流分离器结构复杂且不适用于井下狭小空间，专利文献CN1626770A公开了一种油井井下气液分离方法及多沉降杯等流型气锚，此装置利用多杯并联重力沉降的方式进行气液分离，当含气率较高时分离效果并不好，因此有必要研制适用于井下的气液分离装置。

发明内容

发明提供了一种同井注采井筒内气-液-液三级旋流分离装置，通过一级分离单元使得气相被优先分离，再经过二、三级分离单元完成对溢流液的分离，使得井下同井注采工艺在气体影响下依旧保障对旋流器溢流液的充分提取，消除了气相对溢流液分离所产生的不良影响。

本发明的技术方案是：该种井下气液旋流分离器，具有一级气相分离单元、二级液相分离单元、三级液相分离单元。

所述一级气相分离单元包括气相分离筒、导气管、脱气导流器、密封盘；所述气相分离筒主要结构有进液孔和连接孔，共3列进液孔圆周分布气相分离筒表面且每列有6个进液孔，连接孔分别与切向旋流筒和液相分离筒螺纹连接；所述导气管外观为一通透圆管，在其外表面开两段螺纹分别与脱气导流器和密封盘连接；所述脱气导流器前端为半球形，后端为棱台结构，共10个导流叶片圆周分布在中端圆柱体外壁，在其轴心处开一通透孔贯穿整个脱气导流器，通透孔内壁开有螺纹与导气管螺纹连接；所述密封盘中心开孔与导气管螺纹连接，其侧壁端面与气相分离筒螺纹连接；

所述二级液相分离单元为切向旋流筒，借助其内部复杂结构即可实现油水两相分离，所述切向旋流筒主要结构有切向进液口、一级溢流管、旋流腔，6个切向进液口圆周分布在切向旋流筒底端，且切向进液口进液速度方向与旋流腔内壁相切，一级溢流管贯穿整个切向旋流筒，在旋流腔外壁开螺纹线后螺纹连接至气相分离筒内连接孔一端；

所述三级液相分离单元包括液相分离筒、除液旋流器、溢流导管；所述液相分离筒为圆筒状，其内部为3段不同横截面积空腔，前端为直径较大的圆柱状空腔段、中端为直径渐变的空腔段、后端为直径较小的圆柱状空腔段，液相分离筒一端与气相分离筒螺纹连接，另一端螺纹连接至同井注采工艺外部端口；所述除液旋流器轴心有一通孔且与溢流导管螺纹连接；所述溢流导管主要结构有溢流进液口和连接环，溢流导管中心开有通孔贯穿整体，连接环外壁面开有螺纹线，与切向旋流筒内部结构的一级溢流管螺纹连接。

所述气相分离筒与液相分离筒螺纹连接，气相分离筒内部进液孔端与密封盘螺纹连接，液相分离筒底流出口端与同井注采系统内部封隔器螺纹连接，切向旋流筒与气相分离筒螺纹连接在一起，其溢流出口端与外部端口封隔器螺纹连接，溢流导管螺纹连接至切向旋流筒内部。