[发明专利]页岩油生产井下旋流重力耦合驱动式气液分离装置

说明书

一种页岩油生产井下旋流重力耦合驱动式气液分离装置。主要用于页岩油生产过程中，实现对井下液相和气相的分离。其特征在于：该装置内含有外层管道模块、螺杆泵模块和旋流器模块；气液混合物依次通过套管入口、油管入口和入流口流入旋流器内部，经过螺旋流道旋流旋心分离后，轻质相的气相依附在内部旋流腔外壁经过气相分离口进入气相分离腔，再通过气相出口排出到油管外的环空内，重质相的液相通过旋流器后重力沉降至底部的蓄流槽，借助螺杆泵将蓄流槽内的液体进行充分抽取。本种旋流分离装置可以在井下实现气体和液体的分离，并将气体回注到油管环空内，消除了气相的存在对旋流分离装置所产生不利影响。

技术领域

本发明涉及石油化工领域、井下石油开采领域中的一种气液分离装置。

背景技术

随着页岩气油田的不断开采，井下情况日益复杂，采出液含气的比例越来越高，其复杂的含气情况对油井的采出造成了较大的困难。高含气的采出液直接通过螺杆泵时，由于其自身的特性会致使其内部机械损坏，使用期会大大缩短。气体举升后也不能直接使用，提升了举升用的成本，同时也不利于井下的回注，开采效率大大降低，经济成本也随之增加。因此，在举升前实现气体的分离及排出是十分必要的。现有的一些井下举升前的气液分离装置，例如专利号：201920941312.0的气液旋流分离器，虽然能够实现气液的部分分离，但仍有许多不足，首先是气结构过于简单，气液分离效果一般，其次是不能在井下直接使用，不适用于油田的开采。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种页岩油生产井下旋流重力耦合驱动式气液分离装置，该装置的排气机构是由气液分离器、旋流外桶壁、内部旋流腔和二次滤液板组成的，在实现精准脱气的同时还可以将气体重新回注到油管环空内，减少了气体举升到地面的成本，同时省去了回注的麻烦。除去气相的液体通过螺杆泵的抽吸，依次经过中心管道、气液分离器和封隔器，最后被举升到地面进行油水分离。

本发明的技术方案是：该种页岩油生产井下旋流重力耦合驱动式气液分离装置，其独特之处在于：所述装置具有外层管道模块1、螺杆泵模块2和旋流器模块3。

所述外层管道模块1包括套管4和油管5；所述套管4为井下外层防护管，套管4上有用于进液的套管入口401；所述油管5为内层管，位于套管4内部，油管5上开有入流孔501和气相出口孔502，入流孔501和气相出口孔502分别和旋流器模块的入流口901和气相出口801进行孔配合。

所述螺杆泵模块2包括螺杆泵6和封隔器7；所述螺杆泵6采用回转式容积泵，所述封隔器7用于连接螺杆泵6和下方的气液分离器8。

所述旋流器模块3包括气液分离器8、旋流外桶壁9、内部旋流腔10、二次滤液板11、弹簧12、支撑柱体13和中心管道14。

所述气液分离器8位于整个旋流器模块3的顶部，气液分离器8的上方通过封隔器7与螺杆泵6相连，用于将液相举升至地面，气液分离器8的下方与内部旋流腔10和中心管道14焊接在一起，气液分离器8的外侧有气相出口801与油管5上的气相出口孔502实现孔配合。

所述旋流外桶壁9外侧上的入流口901与油管5上的入流孔501孔配合，旋流外桶壁9底部有蓄流槽902用于积蓄液体以便使液体通过中心管道14被螺杆泵6向上举升。

所述内部旋流腔10为中空形管道腔，外部上方为气相出口管1001，中间的螺旋流道1002用于使混合相产生旋流场，螺旋流道1002下方的锥形管上开有气相分离口1003，螺旋流道1002内部为气相分离腔1004，锥形管道下接由弹簧12和支撑柱体13组成的开关。

所述二次滤液板11为半圆形板，其上开有小孔用以对气液进行二次分离，二次滤液板11与内部旋流腔10焊接在一起。

弹簧12环绕于支撑柱体13侧壁，弹簧12上方的受力板为支撑上板1301，下方受力板为内部旋流腔10的支承板；支撑柱体13位于内部旋流腔10的底部，其内接中心管道14。