[实用新型]一种井下油水分离采油装置

说明书

一种井下油水分离采油装置，它属于石油开采设备，可用于油田的不能自喷的采油井中，特别适用于做高含水油井的采油设备。

在现有的油田采油井中，大部分是不能自喷需要抽提的油井。在这些不能自喷的油井的开采中，必须使用抽取的方法把石油抽取上来。由于有的油井属于高含水油井，从井中抽取的石油混合液中，含有大量的水分，有的含水量高达80％～90％。对于这样的油井开采，现在都是采用把含水混合液抽到井上，然后使用专用的油水分离器，利用重力沉降分离方式使石油与水分分离，从而收集分离出的石油以供输出，而把分离出的水分重新注入地下含油层下的含水层，以保持油层压力和一定的油层位置。在现代油田油井的开采中，多使用电潜泵做抽油机械，虽然这样比使用活塞抽油机效率高，但还是要消耗大量的电能。由于抽取的混合液中，含有一定的水份，因而所消耗的电能并不是完全用于抽取石油，特别是当混合液中的含水量很高时，所消耗电能大部分用于抽取无用的水分，因而效率很低。在一定的含水率下，抽取混合液所消耗的电能会超过可以分离出的石油所含的能量，从而得不偿失。

本实用新型的目的是发明一种可进行井下油水分离的抽油装置，它应能完成在井下使高含水混合液中油与水分离，只对分离出的石油进行提升，而分离后剩于的水分在井下直接注回油层下的含水层中，使本实用新型所消耗的能量基本与含水量无关，达到节能的目的。

本实用新型的结构如图1所示。它有在油层段带有筛孔的井壁套管1、输送管道2、抽油电潜泵3和传输控制电缆4，其特征在于：在抽油电潜泵3下部一定距离有注水电潜泵5，在注水电潜泵5外部有与井壁套管1接触密封的隔环6，井壁套管1与隔环6接触部位以及其下部一定距离的套管是无筛孔的，在抽油电潜泵3与注水电潜泵5之间装有介质介电常数传感器9，并在抽油电潜泵3下端和上端一定位置处装有压力传感器7和8，在油井上地面处装有标准工业控制介面17以及给抽油电潜泵3和注水潜泵5供电的可变频电源变换器10和11，在标准工业控制介面17中插有与可变频电源变换器10和11相连并对其进行控制的控制适配模块12和13，还插有与介电常数传感器8相连并转换其测量信号的测量适配模块14以及与压力传感器7和8相连并转换其测量信号的测量适配模块15和16，标准工业控制介面17通过标准串行通讯接口与其它设备其有的中央控制计算机18相连。

在本实用新型中，抽油电潜泵3的入液口与在其下面装有的注水电潜泵5之间的一段井壁套管1空间形成了一个油水分离的沉降分离段。由于油和水的比重不同，油水混合液在该段停留一段时间后，就会在重力作用下发生分离。在沉降分离段所对应的井壁套管1是带有筛孔的，其位置正好与地下含油层对应，因而含油层中的油水混合液会通过筛孔进入沉降分离段，并在沉降分离段内分离，石油向上聚集，而水份向下聚集。在该沉降分离段中装有介质介电常数传感器9，由于水和油的介电常数显著不同（相差40倍左右）。因而当油和水之间的介面位置不同时，会使介质介电常数传感器9测量电极浸入油和水中的面积比发生变化。在油水介面位置变化过大超出介电常数传感器9的测量电极范围时，还会使其完全浸入油或是水中。通过测量介电常数传感器9的输出，就能得到油水介面的位置或是判断出油水介面是在传感器9的上面还是下面。在抽油电潜泵3下端装有压力传感器7，并在距压力传感器7上部一段距离处装有压力传感器8，由压力传感器7和8测得的压力差可以反映出在两压力传感器8之间的油柱高度。随着油水的不断分离，抽油电潜泵3把上部已分离出的石油提升到地面，而注水电潜泵5则把分离出来的水重新压入含油层下面的含水层中，保持一定的地下油层压力和相对稳定的油层位置。通过不断的抽油和注水保持混合液的不断流出。在注水电潜泵5外部与井壁套管1之间有隔环6，隔环6使沉降分离段和下面的注水区隔离，保持有一定的压力差，使注水区的压力大于沉降分离段的压力，以利于含油层中混合液的渗出。