CN105536299B - 井下气液分离装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
一种井下气液分离装置,包括筒状的本体,所述本体内固装有定位轮。所述定位轮上安装有可旋转的旋流轮,旋流轮设置有螺旋状的轮片,所述定位轮设置有流体通道。所述本体连接有下接头,所述下接头位于本体的内腔中的内端设置有分流接头,所述分流接头中心同轴设置有出气通道,外侧设置有排液通道。所述旋流轮与分流接头之间设有间隔。井下气液分离装置部件数量少,结构简单,成本较低,通过液体通过时带动旋流轮旋转,使液体产生离心力,并在内腔中贴壁旋流,气体中的液体则集中到中心,然后液体和气体分别通过外侧的排液通道和中心的出气通道流出,实现气液分离,使送向马达的液体不含气,避免造成马达损害,提高其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及油气田井下作业技术领域,具体地说,是一种油气田井下作业中所需的井下气液分离装置。
背景技术
随着分段压裂储层改造技术在非常规油气藏开采中应用越来越广泛,球座、桥塞钻磨作业也急剧增多。钻磨作业中为实现降低作业压力、提高钻屑反排,需要泵注液氮,但液体中含气对底部的马达会造成极大损害,因而目前作业现场都使用气液两相马达来进行作业,但是气液两相马达极为昂贵,增加了作业成本。如果不使用气液两相马达,就需要安装气液分离器,目前的气液分离器结构也较为复杂,成本也较为昂贵,不仅增加了维护难度,也没有降低作业的成本。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题,提出了一种井下气液分离装置及其工作方法。
本发明的井下气液分离装置,包括筒状的本体,所述本体内固装有定位轮。
所述定位轮上安装有可旋转的旋流轮,旋流轮设置有螺旋状的轮片,所述定位轮设置有流体通道。
所述本体连接有下接头,所述下接头位于本体的内腔中的内端设置有分流接头,所述分流接头中心同轴设置有出气通道,外侧设置有排液通道。
所述旋流轮与分流接头之间设有间隔。
优选的是,所述的定位轮外侧设置有凸起,所述凸起上间隔设置有导流板,所述流体通道设置有多个,都位于相邻导流板之间。
优选的是,所述凸起为锥台状。
优选的是,所述分流接头外壁与本体内壁之间设有间隔,所述分流接头外壁设置有环形凸缘。
优选的是,所述分流接头为锥台状。
优选的是,所述出气通道外端连接下接头外壁设置的喷嘴,所述喷嘴朝上倾斜。
优选的是,所述本体连接有上接头,所述定位轮固定在本体内壁设置的台阶和上接头内端之间。
优选的是,所述旋流轮与分流接头之间的距离为本体内径的1.5~4倍。
一种井下气液分离装置的工作方法,步骤如下:
1)将本体上端连接连续油管,下接头连接马达;
2)向连续油管内通入泵注液,泵注液进入本体内,通过定位轮的流体通道,然后带动旋流轮旋转;
3)旋转的旋流轮使泵注液形成旋流,并贴着本体内壁向下流动,泵注液中的液体贴壁流动,然后进入排液通道,最后送向马达;泵注液中的气体在本体内腔的中部集中,然后进入出气通道,最后排出到下接头外。
优选的是,气体离开下接头时朝上喷出,带动钻屑向上返排。
本发明的有益效果是:井下气液分离装置部件数量少,结构简单,成本较低,通过液体通过时带动旋流轮旋转,使液体产生离心力,并在内腔中贴壁旋流,气体中的液体则集中到中心,然后液体和气体分别通过外侧的排液通道和中心的出气通道流出,实现气液分离,使送向马达的液体不含气,避免造成马达损害,提高其使用寿命。
定位轮不仅用于固定旋流轮,还设置凸起和导流板,可将液体迅速的分流成多股,使液体流通更加通畅,同时使流经旋流轮的液体更加均匀,旋流轮能够更加轻松的将液体形成旋流,并增强旋流的流速,增强了气液分离作业的效果。
分离出的气体通过喷嘴喷出,喷嘴朝上,使喷出的气体可带动钻屑向上返排,提高井下作业速度。
分流接头设置的环形凸缘使分流接头外壁更加靠近本体内壁,使液体能够完全填充分流接头外壁与本体内壁之间的间隔,将这个间隔密封,避免气体通过这个间隔进入到排液通道中,增强了装置的气密性,保证了气液分离后液体的纯度,防止造成马达损坏,也增强了气体聚集后的气压,使气体能够更加强有力的排出,加快钻屑返排的速度,进一步提高井下作业的速度。
定位轮直接通过连接的上接头压紧固定,便于对定位轮和旋流轮进行拆卸和维护。旋流轮与分流接头之间的距离适中,使分流接头正好处于旋流产生气液分离的最佳位置,保证气液分离的效果。
附图说明
附图1为井下气液分离装置的结构示意图;
附图2为定位轮的结构示意图;
附图3为旋流轮的结构示意图;
附图4为分流接头的结构示意图。
具体实施方式
为了能进一步了解本发明的结构、特征及其它目的,现结合所附较佳实施例详细说明如下,所说明的较佳实施例仅用于说明本发明的技术方案,并非限定本发明。
本发明的具体实施方式如下:
如图1至4所示,该井下气液分离装置包括筒状的本体1,本体1内固装有定位轮2。
定位轮2上安装有可旋转的旋流轮3,旋流轮3设置有螺旋状的轮片8,定位轮2设置有流体通道。
本体1连接有下接头4,下接头4位于本体1的内腔中的内端设置有分流接头5,分流接头5中心同轴设置有出气通道6,外侧设置有排液通道7。
旋流轮3与分流接头5之间设有间隔,这一段本体1的内腔作为气液分离的工作腔。
将本体1上端连接连续油管,下接头连接马达。向连续油管内通入泵注液,泵注液进入本体1内并向下流动,流动的过程中通过定位轮2的流体通道,然后带动旋流轮3高速旋转,高速旋转的旋流轮3使泵注液形成旋流。
在离心力的作用下,泵注液中的液相沿着本体1工作腔的内壁贴壁流动,然后进入分流接头5的排液通道7,最后送向马达;泵注液中的气相则在本体1工作腔的中部集中,然后进入分流接头5的出气通道6,最后排出到下接头4外。
实施例二:
实施例二与实施例一的结构组成基本相同,区别在于:
如图2所示,定位轮2外侧设置有凸起9,凸起9为锥台状,顶部为弧形,更利于将泵注液散开。凸起9上间隔设置有导流板10,流体通道设置有多个,都位于相邻导流板10之间。
泵注液通过定位轮2时,凸起9将泵注液打散,导流板10将泵注液进一步分散,泵注液最终通过导流板10之间的空隙进入到对应的流体通道中,然后离开定位轮2。
实施例三:
实施例三与实施例一的结构组成基本相同,区别在于:
如图4所示,分流接头5为锥台状,分流接头5外壁与本体1内壁之间设有间隔,分流接头5外壁设置有环形凸缘11。
在离心力的作用下,泵注液中的液相沿着本体1工作腔的内壁贴壁流动,然后流入到分流接头5外壁与本体1内壁之间的间隔中,并将间隔完全填充,最后通过环形凸缘11,进入到下方的排液通道7中。泵注液液相的完全填充,将分流接头5外壁与本体1内壁之间的间隔密封,离心作用下留在中部的气体不会渗入和通过排液通道7流出,能够完全进入中心的出气通道6,保证了气液分离后液相的纯度。
实施例四:
实施例四与实施例一的结构组成基本相同,区别在于:
出气通道6外端连接下接头4外壁设置的喷嘴12,喷嘴12朝上倾斜。进入出气通道6的气相最后通过喷嘴12喷出,气相的喷出方向朝上,作用到正在向上排向井外的钻削,使钻削更快的排出,加快井下作业的速度。
实施例五:
实施例五与实施例一的结构组成基本相同,区别在于:
本体1连接有上接头13,定位轮2固定在本体1内壁设置的台阶14和上接头13内端之间。上接头13设置内螺纹,便于连续油管的连接。定位轮2通过上接头13和台阶14的固定,拆下上接头13就可将定位轮2和旋流轮3去除,便于维护和保养。
实施例六:
实施例六与实施例一的结构组成基本相同,区别在于:
旋流轮3与分流接头5之间的距离为本体1内径的1.5~4倍。由于泵注液形成旋流时,泵注液需要流动一定距离,才能使其在离心力的作用下让气相和液相完全分离,并且泵注液如果流动距离过长,已经分离的气相和液相还会再次混合。旋流轮3与分流接头5之间的距离设置使泵注液流动的距离适中,使分流接头5的端部正好位于气相和液相能够完全分离的位置,保证气液分离的效果。
Claims (9)
1.一种井下气液分离装置,其特征在于,包括筒状的本体(1),所述本体(1)内固装有定位轮(2),
所述定位轮(2)上安装有可旋转的旋流轮(3),旋流轮(3)设置有螺旋状的轮片(8),所述定位轮(2)设置有流体通道;
所述本体(1)连接有下接头(4),所述下接头(4)位于本体(1)的内腔中的内端设置有分流接头(5),所述分流接头(5)中心同轴设置有出气通道(6),外侧设置有排液通道(7);
所述旋流轮(3)与分流接头(5)之间设有间隔;
所述分流接头(5)外壁与本体(1)内壁之间设有间隔,所述分流接头(5)外壁设置有环形凸缘(11)。
2.根据权利要求1所述的井下气液分离装置,其特征在于,所述的定位轮(2)外侧设置有凸起(9),所述凸起(9)上间隔设置有导流板(10),所述流体通道设置有多个,都位于相邻导流板(10)之间。
3.根据权利要求2所述的井下气液分离装置,其特征在于,所述凸起(9)为锥台状。
4.根据权利要求1所述的井下气液分离装置,其特征在于,所述分流接头(5)为锥台状。
5.根据权利要求1所述的井下气液分离装置,其特征在于,所述出气通道(6)外端连接下接头(4)外壁设置的喷嘴(12),所述喷嘴(12)朝上倾斜。
6.根据权利要求1所述的井下气液分离装置,其特征在于,所述本体(1)连接有上接头(13),所述定位轮(2)固定在本体(1)内壁设置的台阶(14)和上接头(13)内端之间。
7.根据权利要求1所述的井下气液分离装置,其特征在于,所述旋流轮(3)与分流接头(5)之间的距离为本体(1)内径的1.5~4倍。
8.一种权利要求1所述井下气液分离装置的工作方法,其特征在于,步骤如下:
1)将本体上端连接连续油管,下接头连接马达;
2)向连续油管内通入泵注液,泵注液进入本体内,通过定位轮的流体通道,然后带动旋流轮旋转;
3)旋转的旋流轮使泵注液形成旋流,并贴着本体内壁向下流动,泵注液中的液体贴壁流动,然后进入排液通道,最后送向马达;泵注液中的气体在本体内腔的中部集中,然后进入出气通道,最后排出到下接头外。
9.根据权利要求8所述井下气液分离装置的工作方法,其特征在于,气体离开下接头时朝上喷出,带动钻屑向上返排。
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Families Citing this family (34)
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---|---|---|---|---|
US11624326B2 (en) | 2017-05-21 | 2023-04-11 | Bj Energy Solutions, Llc | Methods and systems for supplying fuel to gas turbine engines |
CN107542430B (zh) * | 2017-08-24 | 2019-12-17 | 西安石油大学 | 一种低压低产气井井下涡流强制排水采气装置 |
CN108915665B (zh) * | 2018-07-23 | 2019-10-29 | 中国科学院力学研究所 | 一种井下两级气液分离器 |
US11560845B2 (en) | 2019-05-15 | 2023-01-24 | Bj Energy Solutions, Llc | Mobile gas turbine inlet air conditioning system and associated methods |
CA3191280A1 (en) | 2019-09-13 | 2021-03-13 | Bj Energy Solutions, Llc | Methods and systems for supplying fuel to gas turbine engines |
US10895202B1 (en) | 2019-09-13 | 2021-01-19 | Bj Energy Solutions, Llc | Direct drive unit removal system and associated methods |
CA3197583A1 (en) | 2019-09-13 | 2021-03-13 | Bj Energy Solutions, Llc | Fuel, communications, and power connection systems and related methods |
US11015536B2 (en) | 2019-09-13 | 2021-05-25 | Bj Energy Solutions, Llc | Methods and systems for supplying fuel to gas turbine engines |
US11015594B2 (en) | 2019-09-13 | 2021-05-25 | Bj Energy Solutions, Llc | Systems and method for use of single mass flywheel alongside torsional vibration damper assembly for single acting reciprocating pump |
US10989180B2 (en) | 2019-09-13 | 2021-04-27 | Bj Energy Solutions, Llc | Power sources and transmission networks for auxiliary equipment onboard hydraulic fracturing units and associated methods |
CA3092865C (en) | 2019-09-13 | 2023-07-04 | Bj Energy Solutions, Llc | Power sources and transmission networks for auxiliary equipment onboard hydraulic fracturing units and associated methods |
US11604113B2 (en) | 2019-09-13 | 2023-03-14 | Bj Energy Solutions, Llc | Fuel, communications, and power connection systems and related methods |
US11002189B2 (en) | 2019-09-13 | 2021-05-11 | Bj Energy Solutions, Llc | Mobile gas turbine inlet air conditioning system and associated methods |
US10815764B1 (en) | 2019-09-13 | 2020-10-27 | Bj Energy Solutions, Llc | Methods and systems for operating a fleet of pumps |
US11708829B2 (en) | 2020-05-12 | 2023-07-25 | Bj Energy Solutions, Llc | Cover for fluid systems and related methods |
US10968837B1 (en) | 2020-05-14 | 2021-04-06 | Bj Energy Solutions, Llc | Systems and methods utilizing turbine compressor discharge for hydrostatic manifold purge |
US11428165B2 (en) | 2020-05-15 | 2022-08-30 | Bj Energy Solutions, Llc | Onboard heater of auxiliary systems using exhaust gases and associated methods |
US11208880B2 (en) | 2020-05-28 | 2021-12-28 | Bj Energy Solutions, Llc | Bi-fuel reciprocating engine to power direct drive turbine fracturing pumps onboard auxiliary systems and related methods |
US11109508B1 (en) | 2020-06-05 | 2021-08-31 | Bj Energy Solutions, Llc | Enclosure assembly for enhanced cooling of direct drive unit and related methods |
US10961908B1 (en) | 2020-06-05 | 2021-03-30 | Bj Energy Solutions, Llc | Systems and methods to enhance intake air flow to a gas turbine engine of a hydraulic fracturing unit |
US11208953B1 (en) | 2020-06-05 | 2021-12-28 | Bj Energy Solutions, Llc | Systems and methods to enhance intake air flow to a gas turbine engine of a hydraulic fracturing unit |
US10954770B1 (en) | 2020-06-09 | 2021-03-23 | Bj Energy Solutions, Llc | Systems and methods for exchanging fracturing components of a hydraulic fracturing unit |
US11022526B1 (en) | 2020-06-09 | 2021-06-01 | Bj Energy Solutions, Llc | Systems and methods for monitoring a condition of a fracturing component section of a hydraulic fracturing unit |
US11066915B1 (en) | 2020-06-09 | 2021-07-20 | Bj Energy Solutions, Llc | Methods for detection and mitigation of well screen out |
US11028677B1 (en) | 2020-06-22 | 2021-06-08 | Bj Energy Solutions, Llc | Stage profiles for operations of hydraulic systems and associated methods |
US11933153B2 (en) | 2020-06-22 | 2024-03-19 | Bj Energy Solutions, Llc | Systems and methods to operate hydraulic fracturing units using automatic flow rate and/or pressure control |
US11125066B1 (en) | 2020-06-22 | 2021-09-21 | Bj Energy Solutions, Llc | Systems and methods to operate a dual-shaft gas turbine engine for hydraulic fracturing |
US11939853B2 (en) | 2020-06-22 | 2024-03-26 | Bj Energy Solutions, Llc | Systems and methods providing a configurable staged rate increase function to operate hydraulic fracturing units |
US11473413B2 (en) | 2020-06-23 | 2022-10-18 | Bj Energy Solutions, Llc | Systems and methods to autonomously operate hydraulic fracturing units |
US11466680B2 (en) | 2020-06-23 | 2022-10-11 | Bj Energy Solutions, Llc | Systems and methods of utilization of a hydraulic fracturing unit profile to operate hydraulic fracturing units |
US11220895B1 (en) | 2020-06-24 | 2022-01-11 | Bj Energy Solutions, Llc | Automated diagnostics of electronic instrumentation in a system for fracturing a well and associated methods |
US11149533B1 (en) | 2020-06-24 | 2021-10-19 | Bj Energy Solutions, Llc | Systems to monitor, detect, and/or intervene relative to cavitation and pulsation events during a hydraulic fracturing operation |
US11193360B1 (en) | 2020-07-17 | 2021-12-07 | Bj Energy Solutions, Llc | Methods, systems, and devices to enhance fracturing fluid delivery to subsurface formations during high-pressure fracturing operations |
US11639654B2 (en) | 2021-05-24 | 2023-05-02 | Bj Energy Solutions, Llc | Hydraulic fracturing pumps to enhance flow of fracturing fluid into wellheads and related methods |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101810944A (zh) * | 2009-11-20 | 2010-08-25 | 大庆油田力神泵业(太仓)有限公司 | 涡流式气液分离器 |
CN202338323U (zh) * | 2011-11-02 | 2012-07-18 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 多重式井下液、气分离器 |
CN205391821U (zh) * | 2016-01-22 | 2016-07-27 | 杰瑞能源服务有限公司 | 井下气液分离装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL1029352C2 (nl) * | 2005-06-28 | 2007-01-02 | Fmc Technologies Cv | Scheider voor het scheiden van een mengsel van vaste stof, vloeistof en/of gas. |
US7766081B2 (en) * | 2007-09-10 | 2010-08-03 | Baker Hughes Incorporated | Gas separator within ESP shroud |
-
2016
- 2016-01-22 CN CN201610045581.XA patent/CN105536299B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101810944A (zh) * | 2009-11-20 | 2010-08-25 | 大庆油田力神泵业(太仓)有限公司 | 涡流式气液分离器 |
CN202338323U (zh) * | 2011-11-02 | 2012-07-18 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 多重式井下液、气分离器 |
CN205391821U (zh) * | 2016-01-22 | 2016-07-27 | 杰瑞能源服务有限公司 | 井下气液分离装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105536299A (zh) | 2016-05-04 |
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