[发明专利]采油井筒内多级重力剪切式旋流脱气装置

说明书

一种采油井筒内多级重力剪切式旋流脱气装置。用来解决现有油田井下采出液含气率高从而实现有效脱气的问题。其特征在于：包括套筒、套筒上封隔器、旋流筒、导气管、螺旋流道、剪切填料套组、旋流筒下封隔器、混合液区域、混合液切向入口、气相出口和顶针；套筒上封隔器用于实现和套管之间的连接固定；混合液切向入口用于引导混合液进入到旋流筒内；螺旋流道包括溢流管入口、溢流管出口、螺旋加速区和溢流管道；导气管与螺旋流道通过焊接形成一体，整体嵌入旋流筒中，导气管的出口与旋流分离溢流口对齐后焊接在一起；重力沉降区中置有剪切填料套组。本装置可实现对井下不同工况的脱气处理，解决油田井下采出液含气率居高不下的问题。

技术领域

本发明涉及一种应用于石油、化工等领域中的对井下采出液进行脱气的多相流分离装置。

背景技术

随着油田开发进入到后期阶段，油层胶结疏松、产生压差，造成地层压力下降从而导致地下溶解气的析出，油藏中的流体就会由油水两相换成油水气三相渗流，采出液在井筒返回的过程中就会携带许多气体，一旦井下采出液中含有大量气体，就破坏油气输送系统的稳定性，造成不可估量的后果。特别是一些挥发性油藏，它较普通的黑油油藏溶解油气比更高，原油收缩率更高，更需要对井下采出液采用脱气处理，提高原油采出率。不仅如此，在海上油田开采中，更容易开采到天然气水合物层，其中的天然气水合物在随采出液从井筒返排至井口的过程中，不断地在井筒内分解成气体，大大增加了采出液的含气率。

目前，国内在井下脱气研究方面有专利CN 102094617 B的变螺距螺旋气锚，但是该专利仅仅是运用一种常规的旋流分离装置对井下混合液进行的一种脱气分离。除此之外，尚无有效的脱气装置对含气率高的油田井下采出液进行高效脱气处理。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种采油井筒内多级重力剪切式旋流脱气装置，该种旋流脱气装置在旋流分离的基础之上加入多级剪切填料套组等脱气单元，可以适应井下的多种工况和复杂环境，具有脱气效率高、工艺简单和安置快捷等特点，真正实现了针对高含气比的井下来液的高效连续脱气分离。

本发明的技术方案是：该采油井筒内多级重力剪切式旋流脱气装置，整体呈圆柱状，包括套筒、套筒上封隔器以及旋流筒，其独特之处在于：所述脱气装置还包括导气管、螺旋流道、剪切填料套组、旋流筒下封隔器、混合液区域、混合液切向入口、气相出口和顶针。

其中，导气管包括导气管入口、导气盖板、导气管道和导气出口；套筒上封隔器是用于实现和套管相连接固定的通用井下封隔器；混合液切向入口用于引导混合液进入到旋流筒内；螺旋流道包括溢流管入口、溢流管出口、螺旋加速区和溢流管道；导气管与螺旋流道通过焊接形成一体，整体嵌入旋流筒中，导气管的出口与旋流分离溢流口对齐后焊接在一起。

旋流筒具有旋流分离区和重力沉降区；进入到旋流筒内的混合液经过螺旋流道加速后，进入旋流分离区作第一次旋流分离；导气管用于导引经过第一次旋流分离后形成的轻质相中的气体和重质相中的一部分油水经由旋流分离溢流口跑出并进入到重力沉降区；旋流分离底流口用于排出经过第一次旋流分离后形成的重质相的另一部分油和水；气相出口与重力沉降区的上端连通，以使得重力沉降区内的油水气混合相中的气相通过重力的影响通过气相出口排出。

重力沉降区中置有剪切填料套组，用于在油水两相沉降的过程通过截切混合液加速混合液中气体的上浮；重力沉降区的底部开有重质相入口，用于将沉降到重力沉降区底部的剩余重质相的油水混合物经由重质相入口与经旋流分离底流口排出的油水混合相一起排出。