[发明专利]煤层气水平井自供能气液多级分离装置

说明书

本发明涉及煤层气开发技术领域，尤其涉及一种煤层气水平井自供能气液多级分离装置。本装置借助煤层气井产气时高度气流的动能，依靠磁力供能通道为分离器内流体流动提供动力，降低了抽采泵的工作强度。并且，本装置依靠特斯拉阀门的限制高速流体，允许低速流体通过的特性，实现了阻挡高速气流进入，允许水流慢速进入的效果。同时依靠单向卸流板进一步排出气体，本装置借助磁力供能通道的对流体的推动作用，在柱塞式储液分离仓进一步将气液进行再次分离。

技术领域

本发明涉及煤层气开发技术领域，尤其涉及一种煤层气水平井自供能气液多级分离装置。

技术背景

煤层气井内产气阶段的流体状态可近似于气液两相流，可靠的气水分离设备是排采泵(螺杆泵和柱塞泵)正常运行的必要保证。现有井下气水分离设备主要有螺旋式和重力式，二者依靠流体密度差和重力进行气水分离，均需要布置在直井段和造斜段，在水平段无法完成气水分离。导致排采泵在水平井的布设位置最大井斜在70°左右。而该位置与煤层垂直距离30-50m，导致排采工作无法最大限度的降低煤层流体压力，影响煤层解吸效果和气井的产量。同时由于水平井产气量极大，井筒内流体状态不稳定，气体流速较快，液体流速较慢，尤其在产气量较大时井筒内段塞流等导致分离设备分离效果下降，影响煤层气水平井稳定降压和高效产气。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种煤层气水平井自供能气液多级分离装置，解决气水分离设备在布设位置井斜过大时，因有效工作长度不足，无法有效进行气水分离，而布设在井斜较小的位置，由于排采设备布设位置与煤层垂向距离过大导致的煤层卸压幅度不足，严重影响产气量的问题。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种煤层气水平井自供能气液多级分离装置，包括一限流气水分离器，所述限流气水分离器包括：

外层套筒，其上至少部分处设置有供流体进出的筛网；

内层分离筒，安装于所述外层套筒的内部，所述内层分离筒内部设置有单向进流板和单向卸流板，其中，所述单向进流板的流体流动方向与所述单向卸流板的流体流动方向为不平行设置。

优选的，上述的一种煤层气水平井自供能气液多级分离装置，所述单向进流板的流体流动方向与所述单向卸流板的流体流动方向为不平行设置。

优选的，上述的一种煤层气水平井自供能气液多级分离装置，所述单向进流板和/或所述单向卸流板为特斯拉阀结构的过流结构。

一种煤层气水平井自供能气液多级分离装置，包括一磁力供能通道，所述磁力供能通道包括：分别设置于筒体内部和外部的内螺旋叶片及外螺旋叶片，与所述内螺旋叶片连接的内磁条，与所述外螺旋叶片连接的外磁条，所述内磁条与所述外磁条在筒体内外相对设置且极性相吸。

优选的，上述的一种煤层气水平井自供能气液多级分离装置，所述内螺旋与所述外螺旋的流体方向相反。

一种煤层气水平井自供能气液多级分离装置，包括一柱塞式储液分离仓，所述柱塞式储液分离仓包括：

内筒，其内设置一柱塞，所述柱塞的两端分别设置有若干个第一磁力块；所述柱塞将所述内筒分隔成相互独立的两个储液仓；两个储液仓上分别设置进液口和出液口；

进液阀门，可沿所述柱塞腔外壁移动以使所述两个储液仓上的进液口处于不同状态，其上设置有与所述第一磁力块相配合的第二磁力块；

出液阀门，可沿所述柱塞腔外壁移动以使同一储液仓上的进液口和出液口处于不同状态；其上设置有与所述第一磁力块相配合的第三磁力块；

其中，所述第二磁力块和与其配合的第一磁力块的磁性关系不同于所述第三磁力块和与其配合的第一磁力块的磁性关系。

优选的，上述的一种煤层气水平井自供能气液多级分离装置，还包括：