CN102094617B - 变螺距螺旋气锚 - Google Patents
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Abstract
变螺距螺旋气锚，属于石油机械开采技术领域，具体涉及一种井下油气分离装置。变螺距螺旋气锚，包括上接头、分流阀体，外壳、螺杆和下接头，上接头下螺纹与分流阀体上螺纹螺纹连接；分流阀体下螺纹与外壳上螺纹螺纹连接；外壳下螺纹与下接头上外螺纹螺纹连接，外壳内轴向设置螺杆，且螺杆外周设置螺旋片，螺杆下端固定连接下接头，所述螺杆上螺旋片的螺距由下往上逐渐变小。本发明油气分离效率高、可适应不同产液量、不同气油比的油井，且使用寿命长、安装方便。
Description
技术领域
本发明属于石油机械开采技术领域，具体涉及一种井下油气分离装置。
背景技术
对于气油比高的油井，采用有杆泵生产时气体对油井生产影响比较明显,主要表现在:泵筒充不满液体,泵效低，影响油井产量；严重情况下,泵筒内气体重复压缩和膨胀,造成固定凡尔和游动凡尔无法打开,形成气锁,油井不出油。为了解决这个问题，油田常采用气锚（井下油气分离装置）进行油气分离，大部分气体被分离后进入油套环空，尽量减少进入深井泵的气量。所以气锚分气效率的高低直接关系到抽油泵的泵效的高低。
目前油田常用的气锚大体上分沉降式气锚和螺旋式气锚两种。
沉降式气锚主要是利用滑脱效应的原理进行油气分离，结构相对比较简单，油井产量越低、液流速度越慢，油气分离效果越好，适用于气油比不高，产液量低于10t/d的油井。
螺旋式气锚是目前应用比较广泛的一种气锚，主要是利用离心效应的原理进行油气分离，含气油流在气锚内旋转流动，利用不同密度的流体力心力不同，使被聚集的大气泡延螺旋内侧流动，带有未被分离的小气泡的液体则沿外侧流动。被聚集的大气泡不断聚集，沿内侧上升至螺旋顶部聚集成起帽，经过排气孔排到油套环形空间，下冲程时，泵停止吸油，油套环形空间和气锚内的液体中含的小气泡滑脱上浮，一部分上升到油套环形空间，一部分上浮到气帽、排入油套环形空间，液流沿外侧经过流液道进泵。螺旋式气锚的分气效率比普通沉降式气锚要高，产液量愈高，气油比愈大，气泡直径越大分气效率越高。油井现场使用发现存在的主要问题如下：
1、常规螺旋气锚的螺距是相同的，其数值也一定的。螺距太小有利于气液分离，螺距太大，增加液流阻力，而油井的产液量是不断变化的而且各井的产量也不一样，根据某一种气油比和产量设计的气锚对其它油井不一定是最佳的。
2、常规螺旋气锚为单螺旋结构，螺旋长度较短，要提高油气分离效果，必须增加螺旋长度，随着螺旋长度的增加，流体上行阻力增大，相对减少液流速度，从一定程度上影响分气效果。
3、常规螺旋气锚的气帽上部有一个排气阀，当气帽内的压力大于排气阀以上的压力时，排气阀打开，分离后的气体经排气孔进入油套环形空间。如果气帽内的压力不够大时，不能克服排气阀的重量时，排气阀打不开，整个气锚就失去效果，另外因为砂垢比较多或者油比较稠的井，排气阀也容易失效。
发明内容
本发明的目的是：增加气锚对不同气油比、不同产液量的油井的适应性，提高井下油气分离效率，同时避免排气阀打不开、造成气锚失效的情况。
本发明的目的是这样实现的：变螺距螺旋气锚，包括包括上接头、分流阀体，外壳、螺杆和下接头，上接头下螺纹与分流阀体上螺纹螺纹连接；分流阀体下螺纹与外壳上螺纹螺纹连接；外壳下螺纹与下接头上外螺纹螺纹连接，外壳内轴向设置螺杆，且螺杆外周设置螺旋片，螺杆下端固定连接下接头，所述螺杆上螺旋片的螺距由下往上逐渐变小。
为了增加油气分离效果，所述的螺旋片至少为双旋。
为了使增加排气的可靠性，所述螺杆上端固定连接锥形体，所述锥形体的上端开设排气孔，且所述锥形体与所述分流阀体的下中心孔配合形成环形间隙。
为了达到更高的分离效率，所述螺杆内部中空，且螺杆的侧壁均布径向通孔。
本发明工作时，将变螺距螺旋气锚通过其上接头连接在抽油泵的底部。抽油泵上冲程汲入的混合液从下接头的中间通道进入，经由外壳、螺杆构成的螺旋通道上行；由于离心力的作用，水、油等密度较大的流体被抛向螺旋通道外侧向上运动，气体被聚在螺杆轴的周围，部分小气泡经过螺杆上的孔眼进入螺杆内的中间通道由排气孔排出，部分大气泡沿螺旋通道内侧向上运动；由于螺旋片的螺距由下往上逐渐变小，流体的旋流速度逐渐加快，提高了气体的分离效率，未能从螺杆上的孔眼进入螺杆内的中间通道的高速旋转的气体沿螺旋通道内侧，经环形间隙与从螺杆内通道排气孔排出的气体汇合，由排气孔进入油套环空中；此时高速旋转的水、油等重物质经排液孔继续上行进入抽油泵。
本发明采用变螺距结构，螺距从大到小，使流体的旋流速度从下至上逐渐加快，提高分气效率；同时增加气锚对不同气油比、不同产液量的适应性；采用多螺旋结构，与相同螺距、相同螺旋长度的单螺旋结构相比，多螺旋气锚可提高流体的旋流速度，油气分离彻底；同时流体起旋角增大，液流阻力要小，能有效提高油气分离效率；采用敞开型排气孔，避免了气帽内的压力不够大排气阀打不开的现象，也减少了砂垢较多或者油比较稠的井排气阀失效的情况。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
其中，1-上接头、2-分流阀体、3-外壳、4-螺杆、5-下接头、6-螺旋片、7-锥形体、8-排气孔、9-环形间隙、10-径向通孔。
具体实施方式
如图1所示，变螺距螺旋气锚，包括包括上接头1、分流阀体2、外壳3、螺杆4和下接头5，上接头1下螺纹与分流阀体2上螺纹螺纹连接；分流阀体2下螺纹与外壳3上螺纹螺纹连接；外壳3下螺纹与下接头5上外螺纹螺纹连接，外壳3内轴向设置螺杆4，且螺杆4外周设置螺旋片6，螺杆4下端固定连接下接头5，螺旋片6的螺距由下往上逐渐变小；且螺旋片6为双螺旋片。螺杆4上端固定连接锥形体7，锥形体7的上端开设排气孔8，且锥形体7与分流阀体2的下中心孔配合形成环形间隙9；螺杆4内部中空，且螺杆4的侧壁均布径向通孔10；本发明的上端可安装在抽油泵的下端，其下端连接油管、筛管等即可。
Claims (1)
1.变螺距螺旋气锚，包括上接头、分流阀体，外壳、螺杆和下接头，上接头下螺纹与分流阀体上螺纹螺纹连接；分流阀体下螺纹与外壳上螺纹螺纹连接；外壳下螺纹与下接头上外螺纹螺纹连接，外壳内轴向设置螺杆，且螺杆外周设置螺旋片，螺杆下端固定连接下接头，其特征在于：所述螺杆上螺旋片的螺距由下往上逐渐变小；所述螺旋片至少为双旋；所述螺杆上端固定连接锥形体，所述锥形体的上端开设排气孔，且所述锥形体与所述分流阀体的下中心孔配合形成环形间隙；所述螺杆内部中空，且螺杆的侧壁均布径向通孔。
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