CN201068792Y - 瓦楞状沉降杯及一种多杯等流型气锚 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种瓦楞状沉降杯和一种多沉降杯等流型气锚，属于油田气液分离装置，瓦楞状沉降杯的杯体外轮廓沿轴线方向呈瓦楞状上升，利于气体迅速聚集和上升；多沉降杯等流型气锚由多个瓦楞状沉降杯组成，还包括一中心管、多个沉降杯保护体和一洗井阀，中心管上以间隙配合套设多个沉降杯保护体，每两个沉降杯保护体之间的中心管上以间隙配合套设多个瓦楞状沉降杯，中心管在靠近每个瓦楞状沉降杯内侧底部的位置上均匀开设多个进液孔，中心管下部连接洗井阀，该气锚通过多个瓦楞状沉降杯把气液混合体分成若干份，并利用其呈棱状上升的外轮廓，使分离后的气体迅速聚集、上升，进而达到有效分离气体、提高泵效和原油产量、节能降耗的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种油田油井井下气、液分离装置，尤其涉及一种瓦楞状沉降杯和由多个瓦楞状沉降杯组成的一种多杯等流型气锚。
背景技术
油田现有的油井举升设备在井下工作时抽吸的是气、油、水三相混合液。混合液中的气体对人工举升装置的效率影响很大，例如，当抽油泵沉没度在正常范围(150-500m)内时，平均泵效仅为30-40％。以往研究的各类井下气、液分离装置——气锚，都是让混合液大量进入气锚后，通过气锚的各种流道，让液体在回旋流动中进行气、液分离。此种方法分离效率极低，尤其对于井下粘度大于2mPa.s的流体，现场应用中很难实现提高泵效、增加产量的目的。针对油田中尚无一种方法和装置能使抽油机在抽汲井下流体，尤其是粘度大于2mPa.s的流体时，能在井下使气、液达到有效地分离问题，本发明人在中国专利200310117207.9中公开了一种油井井下气液分离方法及多杯等流型气锚，该发明利用延长采出液分离时间的原理，在中心管上安装多个沉降杯，通过多杯分流，大幅度降低了单杯流体的流量，保证了流体在沉降杯内的下降速度大大降低，从而使气、液两相流体在沉降杯内得以分离。
然而，由斯托克定律知，气体上升的速度与气泡直径的平方成正比，200310117207.9专利中采用的是沉降杯外表面光滑，其轮廓呈流线上升型，小气泡沿杯外侧均匀分布，气泡间接触机会小，不利于小气泡聚合。
发明内容
本实用新型的主要目的在于提出一种瓦楞状沉降杯和由多个瓦楞状沉降杯组成的一种多杯等流型气锚，其能提高脱气效率，使抽油泵吸入的液体中的气体含量降到最低，进而提高原油产量、节能降耗。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种瓦楞状沉降杯，具有一杯体，杯体底部开口且设有一定位台阶，定位台阶顶部设有多个定位孔，沉降杯底部设有与定位孔对应的定位凸起，杯体外轮廓沿轴线方向呈瓦楞状上升。如上所述的瓦楞状沉降杯，其特征在于，其外轮廓沿轴线方向呈瓦楞状上升的角度与轴线方向成30°～60°角，其棱数为6～18个。
本实用新型又提供了一种多杯等流型气锚，主要包括一中心管、多个瓦楞状沉降杯、多个沉降杯保护体和一洗井阀，中心管上以间隙配合套设多个沉降杯保护体，每两个沉降杯保护体之间的中心管上以间隙配合套设多个瓦楞状沉降杯，中心管在靠近每个瓦楞状沉降杯内侧底部的位置上均匀开设多个进液孔，中心管下部连接洗井阀，所述瓦楞状沉降杯的杯体外轮廓沿轴线方向呈瓦楞状上升。如上所述的多杯等流型气锚，所述瓦楞状沉降杯其外轮廓沿轴线方向呈瓦楞状上升的角度与轴线方向成30°～60°角，其棱数为6～18个。
如上所述的多杯等流型气锚，所述瓦楞状沉降杯的数量为30～500个。
如上所述的多杯等流型气锚，其特征在于，进液孔的过流面积为0.2mm2～7mm2。
通过采用上述技术方案，本实用新型具有如下优点：
1、多沉降杯把气液混合体分成若干份，利用其呈棱状上升形的外轮廓，使分离后的气体迅速聚集、上升，达到有效分离气体的目的。
2、每个吸入行程吸入的是所有沉降杯底部的液体，抽油泵每次抽汲液量不大于沉降杯总容量的二分之一，且所有进液孔的进液量近似相等，从而保证了气体在沉降杯中进行充分有效的分离。
3、克服了现有各类气锚存在的缺陷，特别是能解决油井井下流体粘度≥2mPa.s的流体的气、液分离问题，使抽油泵吸入液体中的气体含量降到最低，达到提高泵效、提高原油产量、节能降耗的目的。为能更加详述本实用新型，列举较佳实施例以及附图说明如后：
附图说明
图1：本实用新型瓦楞状沉降杯的正视结构剖视示意图；
图2：本实用新型瓦楞状沉降杯的俯视结构剖视示意图；
图3：本实用新型两个瓦楞状沉降杯的组合结构示意图；
图4：本实用新型多杯等流型气锚的管柱结构示意图。
具体实施方式
本实用新型是在中国专利申请200310117207.9技术基础上的改进。
如图1-图3所示，本实用新型首先公开一种用于多杯等流型气锚中的瓦楞状沉降杯5，其具有一杯体，杯体上部51为多边形棱柱状，多边形呈星状，杯体下部55为对应形状向下收口的锥台；所述锥台内侧壁上具有多个棱，其中棱与轴线方向呈30°～60°角；杯体上部51与杯体下部55的棱平面过渡连接，杯体的棱数为6～18个；据此，使杯体外轮廓沿轴线方向呈瓦楞状上升形式。所述杯体底部开口且设有一定位台阶52，定位台阶52顶部设有多个定位孔53，沉降杯底部设有与定位孔配合且等数量的定位凸起54，多个瓦楞状沉降杯5叠置使用时，相邻的上瓦楞状沉降杯5的定位凸起54***下瓦楞状沉降杯5的定位孔53中。
如图4所示，本实用新型的多杯等流型气锚，主要包括一中心管7、多个瓦楞状沉降杯5、多个沉降杯保护体6和一洗井阀9。其中，中心管7上以间隙配合套设多个沉降杯保护体6，且沉降杯保护体6的上端托盘外径大于瓦楞状沉降杯5的杯口直径，是气锚的最大外径；在每两个沉降杯保护体6之间的中心管7上以间隙配合套设多个瓦楞状沉降杯5，其装设总数量可为30～500个；中心管7在靠近每个瓦楞状沉降杯5内侧底部的位置上均匀开设4～10个进液孔8，进液孔8的过流面积在0.2mm2～7mm2之间，中心管7下部连接洗井阀9。
采用上述技术方案可实施本实用新型，首先将多个瓦楞状沉降杯5套设于中心管7上，并使相邻的上瓦楞状沉降杯5的定位凸起54***下瓦楞状沉降杯5的定位孔53中；然后，利用螺钉将多个沉降杯保护体6固定于中心管7中，使沉降杯保护体6与中心管7间隙配合；之后，利用一连接头4连接抽油泵3和气锚，其中，连接头4为一短接，其一端为27/8TBG或31/2TBG油管扣，与抽油泵3连接，另一端为27/8TBG油管扣，与气锚连接；最后，将上述组件穿设于一套管1中。
本实施例中，沉降杯保护体6的外径是φ114mm(φ140mm套管内通用井下工具最大外径)，瓦楞状沉降杯5外径为φ110mm，所述洗井阀可为丝堵。
为保证抽油泵3每次抽汲时，通过进液孔8流入中心管7的液体在抽油泵3抽汲间歇，在每一个瓦楞状沉降杯5中有足够的时间进行充分的分离，需使所有进液孔8的进液总量应不大于所有瓦楞状沉降杯5总容量的二分之一且中心管7上所有进液孔8的进液量应近似相等，上述可通过改变进液孔8的过流面积、数量及瓦楞状沉降杯5的数量来实现，具体方法参见中国专利200310117207.9。
抽油泵3在工作过程中，气液混合体由于洗井阀9的阻挡，只能通过沉降杯5和进液孔8进入抽油泵3；由于进液孔8的限流作用，气体有足够的时间从气液混合液中分离，且在瓦楞状沉降杯5的瓦棱斜面的作用下，小气泡向瓦棱中心聚集，气泡沿瓦棱的6-18条棱线分布，气泡之间接触机会大大增加，小气泡聚并为大气泡，使得气体在液体中的上升速度提高，因此，分离出来的气体沿着沉降杯外壁迅速聚集和上升，并分离到与抽油泵3连接的油管2和套管1之间的环形空间后再排出，分离后的液体经抽油泵3、油管2产出。
2006年9月12日，本发明创造多沉降杯等流型气锚在大庆油田有限责任公司第一采油厂进行了现场试验，试验前后生产数据见下表：
多沉降杯等流型气锚试验数据表
| 项目 | 产液(t/d) | 套压(MPa) | 沉没度(m) | 泵效(％) | 下井时间 |
| 加气锚前 | 48.9 | 1.22 | 351.4 | 40.6 | 2003.10.30 |
| 加现有对比气锚后 | 64.0 | 0.8 | 233.5 | 53.1 | 2003.11.7 |
| 加本发明的气锚后 | 70.2 | 0.75 | 158.3 | 58.2 | 2006.9.12 |
| 加本发明的气锚后与加气锚前的对比差值 | +15.1 | -0.42 | -213.1 | 17.6 | |
| 加本发明的气锚后与加现有对比气锚后的对比差值 | 6.2 | -0.05 | -72.5 | +5.1 |
上表中，现有对比气锚为本发明人在中国专利200310117207.9中公开的一种多杯等流型气锚。从上表中可知，使用新型多沉降杯等流型气锚与原气锚对比泵效提高了5.1百分点，日产液增加了6.2吨，沉没度降低了72.5m，试验效果明显好于改进前的气锚效果。
采用改进后沉降杯后，由于小气泡向瓦棱中心聚集，气泡沿瓦棱的6-18条棱线分布，气泡之间接触机会大大增加，小气泡聚并为大气泡，使得气体在液体中的上升速度提高，试验井沉没度降低，泵效提高。
另外，本实用新型的多沉降杯等流型气锚可与其它人工举升装置配套使用，如螺杆泵等，实现气液分离，提高抽油效率。
综上所述，仅为本实用新型的较佳实施示例而已，并非用以限定本实用新型；凡其它未脱离本实用新型的等效修饰或置换，均应包含于本实用新型范围内。
Claims (7)
1.一种瓦楞状沉降杯，具有一杯体，杯体底部开口且设有一定位台阶，定位台阶顶部设有多个定位孔，沉降杯底部设有与定位孔对应的定位凸起，其特征在于，杯体外轮廓沿轴线方向呈瓦楞状上升。
2.如权利要求1所述的瓦楞状沉降杯，其特征在于，其外轮廓沿轴线方向呈瓦楞状上升的角度与轴线方向成30°～60°角，其棱数为6～18个。
3.一种多杯等流型气锚，主要包括一中心管、多个瓦楞状沉降杯、多个沉降杯保护体和一洗井阀，中心管上以间隙配合套设多个沉降杯保护体，每两个沉降杯保护体之间的中心管上以间隙配合套设多个瓦楞状沉降杯，中心管在靠近每个瓦楞状沉降杯内侧底部的位置上均匀开设多个进液孔，中心管下部连接洗井阀，其特征在于，所述瓦楞状沉降杯的杯体外轮廓沿轴线方向呈瓦楞状上升。
4.如权利要求3所述的多杯等流型气锚，其特征在于，所述瓦楞状沉降杯其外轮廓沿轴线方向呈瓦楞状上升的角度与轴线方向成30°～60°角，其棱数为6～18个。
5.如权利要求3或4所述的多杯等流型气锚，其特征在于：所述瓦楞状沉降杯的数量为30～500个。
6.如权利要求3或4所述的多杯等流型气锚，其特征在于，进液孔的过流面积为0.2mm2～7mm2。
7.如权利要求5所述的多杯等流型气锚，其特征在于，进液孔的过流面积为0.2mm2～7mm2。
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| WO2009026787A1 (fr) * | 2007-08-28 | 2009-03-05 | Daqing Oilfield Co. Lit | Cuve de décantation nervurée et piège à gaz à flux uniforme à plusieurs cuves |
| CN108854163A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-11-23 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种亲油填料重力分离油水分离装置及分离方法 |
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