[发明专利]一种录井用仿生减污油气分离装置

摘要

一种录井用仿生减污油气分离装置属油气勘探技术领域，本发明由稳流罩、脱气罩、垫片和后盖组成，稳流罩包括正八边形外圈和8个前突的镂空弹性片，通过4个支脚固定在装置体上；脱气罩由球冠形盘面和半透膜脱气单元构成，半透膜脱气单元参照叶序理论按斐波那契螺旋规律排布在球冠形盘面上，半透膜脱气单元包括齿形半透膜和柔性环状基座，可被动改变半透膜迎流角；后盖设有6个载气输入管道和1个样气输出管道，通过螺钉与脱气罩固定。本发明能有效减缓钻井液对脱气单元的冲击，同时独特的半透膜脱气单元结构和排布方式能有效改善钻井液在脱气罩上分布的均匀性，显著降低钻井液颗粒的沉积，从而提高脱气效率和录井准确性。

主权项

1.一种录井用仿生减污油气分离装置，由稳流罩(A)、脱气罩(B)、垫片(C)、后盖(D)、4个调节螺母(1)、6个固定螺钉(2)和4个固定螺母(3)组成，稳流罩(A)、4个调节螺母(1)、脱气罩(B)、垫片(C)、后盖(D)和4个固定螺母(3)自左至右顺序排列，其中4个调节螺母(1)分别螺纹连接于稳流罩(A)的4个支脚(6)中部，稳流罩(A)中4个支脚(6)的右部分别穿过脱气罩(B)中4个调节孔Ⅰ(15)、垫片(C)中4个调节孔Ⅱ(18)和后盖(D)中4个调节孔Ⅲ(26)，4个支脚(6)的右端分别与4个固定螺母(3)螺纹连接；6个固定螺钉(2)自右至左分别穿过后盖(D)中6个固定孔Ⅲ(25)、垫片(C)中6个固定孔Ⅱ(19)与脱气罩(B)中6个固定孔Ⅰ(14)螺纹连接，将脱气罩(B)、垫片(C)和后盖(D)固接成一体；所述的脱气罩(B)由底环(13)、球冠形盘面(12)和半透膜脱气单元(E)组成，底环(13)外圆直径D2为100mm，底环(13)内圆直径D3为85‑90mm，外圆和内圆之间平面圆周上均布4个调节孔Ⅰ(15)和6个固定孔Ⅰ(14)，4个调节孔Ⅰ(15)内设有内螺纹，4个调节孔Ⅰ(15)和6个固定孔Ⅰ(14)的孔径均为3mm，4个调节孔Ⅰ(15)与6个固定孔Ⅰ(14)最接近的夹角α1为15°；底环(13)的厚度T1为4mm，球冠形盘面(12)所在球体的半径R1为90‑110mm，球冠形盘面(12)高h1为10mm；半透膜脱气单元(E)按叶序理论的斐波那契螺旋规律(i)在球冠形盘面(12)上排布，其排布公式为：其中：R为第n个半透膜脱气单元的极坐标半径；R0为半透膜脱气单元的半径，取3‑5mm；K为叶序参数，取5‑8；n为从中心向外节点的序号，例：半透膜脱气单元排布的第一个点n＝0，第二个点n＝1，以此类推；θ为极坐标系中第n个点与第n+1个点之间的夹角；所述的垫片(C)外径D5为100mm，内径D6为90mm，厚度为2mm，垫片(C)中直径为95mm圆周上均布有4个调节孔Ⅱ(18)和6个固定孔Ⅱ(19)，4个调节孔Ⅱ(18)和6个固定孔Ⅱ(19)的孔径和孔位分布与脱气罩(B)中4个调节孔Ⅰ(15)和6个固定孔Ⅰ(14)相同；所述的后盖(D)为回转体，由圆台(20)、盖板(21)、凸台(22)、样气输出管(23)和6个载气输入管(24)组成，其中圆台(20)的外圆直径D7为100mm，圆台(20)的内圆直径D8为85‑90mm，圆台(20)的厚度T3为4mm，圆台(20)的外圆和内圆之间的平面上均布有4个调节孔Ⅲ(26)和6个固定孔Ⅲ(25)，4个调节孔Ⅲ(26)和6个固定孔Ⅲ(25)的孔径和孔位分布与脱气罩(B)中4个调节孔Ⅰ(15)和6个固定孔Ⅰ(14)相同；盖板(21)与圆台(20)竖直平面的夹角(θ2)为20°；盖板(21)左端与圆台(20)的内圈固接，盖板(21)右端与凸台(22)底端固接，凸台(22)为圆柱形，凸台(22)的外径D12为50mm，凸台(22)的中心固接样气输出管(23)，样气输出管(23)的外径D13为12‑14mm，样气输出管(23)的内径D11为10mm，样气输出管(23)右端与圆台(20)左端竖直平面的距离L6为35‑40mm；凸台(22)中直径D10为50mm的圆周上均布6个载气输入管(24)，凸台(22)右端面与圆台(20)左端竖直平面的距离L7为25mm；载气输入管(24)的内径D9为5mm，载气输入管(24)的外径D14为7‑9mm，载气输入管(24)的长度L8为32‑36mm，载气输入管(24)左端凸出圆台(20)左端竖直平面的长度L9为4mm；其特征在于：所述的稳流罩(A)由8个弹性片(4)、底圈(5)和4个支脚(6)组成，其中8个弹性片(4)均为相同的等腰三角形，等腰三角形的底边长度L2为35mm、高t1为40mm，顶角设有半径r1为1.5mm的倒角；弹性片(4)上设有宽L5为2‑3mm的镂空槽Ⅰ(7)、镂空槽Ⅱ(8)、镂空槽Ⅲ(9)、镂空槽Ⅳ(10)和镂空槽Ⅴ(11)；镂空槽Ⅰ(7)、镂空槽Ⅱ(8)、镂空槽Ⅲ(9)、镂空槽Ⅳ(10)和镂空槽Ⅴ(11)的两端均设有半径r2为1‑1.5mm的圆弧；镂空槽Ⅲ(9)的纵轴线与等腰三角形底边的中垂线重合；镂空槽Ⅴ(11)、镂空槽Ⅰ(7)和镂空槽Ⅳ(10)、镂空槽Ⅱ(8)对称设于镂空槽Ⅲ(9)两边；镂空槽Ⅴ(11)和镂空槽Ⅳ(10)的长度t4均为8‑10mm，镂空槽Ⅴ(11)和镂空槽Ⅳ(10)的纵轴线间距L4为8‑10mm；镂空槽Ⅰ(7)和镂空槽Ⅱ(8)的长度t6均为12‑14mm，镂空槽Ⅰ(7)和镂空槽Ⅱ(8)的纵轴线间距L3为14‑16mm,镂空槽Ⅲ(9)的长度t2为27‑29mm，镂空槽Ⅲ(9)的底端与等腰三角形底边的间距t3为4mm；镂空槽Ⅰ(7)和镂空槽Ⅱ(8)的底端与等腰三角形底边的间距t7为2mm；镂空槽Ⅳ(10)和镂空槽Ⅴ(11)的底端与等腰三角形底边的间距t5为15mm；底圈(5)为正八边形，正八边形的外接圆直径D1为100mm；8个弹性片(4)的等腰三角形底边与底圈(5)的正八边形边固接；弹性片(4)与底圈(5)平面的夹角θ1为30°,每个弹性片的弹性系数为260N/m—500N/m；支脚(6)的长度L1为24mm，4个支脚(6)上均设有螺纹，4个支脚(6)的左端均布并固接于底圈(5)中正八边形的4个顶端。