一种井下气液固三相分离器的研制与应用.pdf

机械工程师
? MECHANICAL. ENGINEER?
种井下气液固三相分离器的研制与应用
贾品元
中同石油长庆油円分公記第五油厂,西安710018
摘要:介绍了…种斗下气液三相分禽器的主変工作原基本空胸:并通过现动应用验了这种井下框か減有
关健词:井ト:に分器
中图分类号:TE931
文标志码:A
文章編号:C02-23331201607-0132-03
Development and Application of a Downhole Gas-liquid-solid Separator
JIA Pinyuan
(No 5 Oil Production Factory, Changqing Oilfield Cumpany, Xi'an 710018, China
Abstract: The paper introduces the main working principle and basic structure of a kind of downhole gas-solid-liquid
separator. The field application verifies it has higher separation efficiency
Key words: downhole; three-phase separator
0引言
下过桥短节7和中间接头6进入旋转片5与旋转轴3的旋
对于气井或者有伴生气的油井的机抽排采,现在还流分离空间,这部分称之为第二分离段,因密度不同,气
没有专用的泵可以完全克服气体对泵效的影响,要确保体绕着旋流轴3中间往上经过上过桥短节2的排放阀排到
泵效,必须在泵下面加装一种气液固三相分离器,将混合油套环空,含更少气体的流体则经过上过桥短节2进入上
流体中大部分的气体分离出来,将不含或含少量气体的部,从此完成二级气液分离。固相的分离也有两级分离
液体送到泵的入口。目前有不少各式各样的气液分离器,第一级是含固相流体经过筛管8时,固相被隔离在外筒
但是分离效果都较差,在气液比较低的井还可以适应,但外,第二级分离是含固相的流体经过内吸人管11的吸人
是对于气液比大于400以上的工况,现有的气液分离器就口时被隔离在内吸入管11外。
很难应付了。本文将详细介绍一种井下气液聞三相分
离器的工作原理和基本结构,并通过现场应用案例论证
其具有较高的气液固三相分离效果。
1主要工作原理
如图1所示,本文所研制的一种井下气液固一相分离
器由上接头1、上过桥短节2、旋流轴3、上外管4、旋流叶片
5、中间接头6、下过桥短节7、筛管8、挡板9、变径外管10、
内吸入管11组成,其组装关系是:上接头1下部依次连接
上过桥短节2、上外管4、中间接头6、下过桥短节7、筛管8、
变径外管10,组成外筒,旋流叶片5焊接在旋流轴3上,旋
流轴3连接到中间接头6上,上部插入到上过桥短节2的内
孔里,挡板9连接在筛管8内,正对筛管8的孔眼,内吸人管
11上部连接到下过桥短节7内。油套环形空间里的混合流
体通过筛管8的孔眼进入外筒内,冲击在挡板9上,实现气
液碰撞分离,挡板9下端是密封的,进入的流体只能往上
流动,内吸入管11的吸入口在下端,流体必须180转弯往
图1工作原理示意图
下流动,实现气液流向分离、人暗管8的入口到内吸入管上接头2上过桥短节3旋流轴4上外管5旋
1的人口有一定的距离,可实现气液的重力分离,含气流流片6中间接头7下过桥短节。8節管9挡板
1的环形空间该环形空间的流道是变化的流体的流速0外1内入管
体从上往下流动过程中,要经过变径外管10与内吸人管
也要发生变化,实现气液分离的流速分离,这部分称之为2基本结构
第一分离段,分离出的气体从下过桥短节7的排放阀排到
如图2所示,该井下气液固三相分离器结构完整、简
油套环空,吸入到内吸入管11的含部分气体的流体通过单,由上过桥接头1、气通道管么、旋流轴3、旋流管4、旋流
1,招
2016年第7期网址:WwJⅸgs.com电邮:hrbangineer@163com
机械工程师
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排水采气工艺井中试验了该气液固三相分离器,至今该3
口井仍然在正常生产。表1是该3口井的相关参数,图3~图
5是该3口井机抽过程中的测试示功图。从表1和图3~图5
可以明显地说明以下几点事实:1)使用了本文所研制的
气液固三相分离器后,泵效很高,均超过60%以上,而且
示功图显示泵基本上不受气体的影响;2)本文所研制的
气液固三相分离器可适应的气液比均超过1000,苏2井达
到2207,远远优越于目前常规的井下气液分离器(一般情
况下在400以内)。
冲程/m
图2一和气液固三相分分离器的结构图
图3苏1井示功图
1.上过桥接头2.气通道管3.旋流轴4.旋流管5.旋
流叶片6.旋流下接头7.旁通阀8.内管9.碰撞内管
0.筛管1.中间接头12.内接13.外14.外管
接15.下接头16.外管下接箍17.死堵
乙兰
叶片5、旋流下接头6、旁通阀7、内管8、碰撞内管9、筛管
10、中间接头11、内管接箍12、外管13、外管接箍14、下接
头15、外管下接箍16、死堵17组成,形成具有碰撞分离、流
向分离、离心分离、流速分离和重力分离等多项分离技术
冲程/mn
为一体。
图4苏2井示功图
媂管10可根据井出砂的粒径确定孔直径,将固相
挡在分离器外,外管下接箍16与死堵17之间还可以连接
定长度油管作为管内沉砂管。
油套环空的混合流体经过筛管10后,与碰撞内管9碰
撞,可消除液体包裹的气泡,实现碰撞分离;分离器的液
体出口是内管,所以碰撞后的液体需要180°换向,沿着内
外管环空向下流动,实现流向分离;混合流体在内外管环
空流经的路程较长,约10m,实现重力分离;内外管环空
冲程m
图5苏3井示功图
因内外管接箍变径作用,导致流体在内外管环空的流速
反复发生极大变化,实现流速分离;经过碰撞分离、流向4结论
分离和重力分离后的混合流体沿着内管向上进入上部旋
本文介绍的一种井下气液固三相分离器,经过现场
流段,实现旋流分离:经过旋流分离后含有很少气体的流应用,具有以下特点和结论:1该井下气液固三相分离器
体即为抽油泵的工作流体。
综合了碰撞分离、重力分离、旋流分离、速度分离和流向
3在苏里格气田的应用
分离等多种气液固分离原理,原理合理,结构简单。2)该
2013年以来分别在苏里格气田3口天然气井的机抽
井下气液固三相分离器适应工况范围宽,气液比可达到
表1试验井基本参数表
2000以上,可广泛推广应用在
井号抽洲泵泵抽油泵
日产气/日产水
有伴生气的抽油或天然气井
下深/
分离器型号
10r
冲程/m冲次h
泵效/气液比
m
%(m3m)
的排水采气工艺中
[参考文献]
苏1井38
QS73-10.898563126891047[1乐宏,唐建荣,葛有鲼,等、排
苏2井44
2950QYS89-1
13.56.8
1.465,02207

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