潜油电泵油气分离器应用条件试验研究.pdf

2013年第42卷
石油矿场机
第5期第73页
OIL FIELD EQUIPMENT
2013,42(5):73~75
文章编号:1001-3482(2013)05-0073-03
潜油电泵油气分离器应用条件试验研究
赵永武,王卓,都凱
大庆油田装备制造研究院,黑龙江大庆163000)
摘要:由于油气分离器的应用环境及结构上的特殊性,使得通过室内试验确定其应用条件变得十分
困难。通过对油气分离器在井下工作环境的分析,确定了室内试验需要确保的基本条件。在经过
室内单相水介质试验及气液两相介质下的试验后,通过分析试验数据得出油气分离器在井下工作
时的入口气液比极限值及不同流量下的变化规律,为油气分离器与潜油泵的配合使用提供依据
关键词:潜油电泵;油气分离器;分离效率
中图分类号:TE933.3
文献标识码:A
Research of Application Conditions of Gas-oil Separator in
Electrical Submersible Pump System
ZHAO Yong-wu, WANG Zhuo, DU Kai
(Research Institute of Daqing Petro-eguipment Group, Daqing 163000, China)
Abstract The conditions of gas-oil separator application are difficult to be found in indoor testing
because of the special structure and perplexing surrounding. In this text, after analyzing the sepa
rators working conditions in oil well, the basic conditions of testing it indoor was obtained. De
pending on lots of data from the indoor tests, which include testing in one medium (water)and
testing in the mixed mediums(water and gas), the maximum of inlet gas-liquid ratio(GLR) of
gas-oil separator and the changing rule with changing flow was obtained, which can be used to di
rect the application of separator in electrical submersible pump.
Key words; electrical submersible pump; gas-oil separator; separating efficiency
潜油电泵系统应用于高含气井采油时,油气分输送流体气液比的要求,并对试验所得数据进行分
离器通常是不可缺少的关鍵部件,其主要功能为分析,得到130型单节分离器入口气液比极限值及不
离井液中的气体和液体,确保进入潜油泵的流体的同流量下的变化规律,进而确定130型单节分离器
气液比满足潜油泵的要求。由于分离器的实际工作的应用条件。
环境复杂,其自身结构为1个入口2个出口,且入口
与气体出口均与套管空间连通,造成模拟试验非常1分离器的工作环境分析
复杂,使进一步得出分离器的应用条件变得异常
油气分离器通常安装于潜油泵与保护器之间,
困难41。
其外形结构如图1所示。分离器的流道入口设计在
本文通过对分离器的工作环境分析,利用气液下接头上,出口设计在上接头上。出口有2个,侧面
分离测试系统对分离器进行测试,结合潜油泵对被的出口为排气孔,上端的出口为出液孔。高含气井
收稿日期:2012-11-27
作者简介:赵永武(1977),男,辽宁大连人,工程师,硕士研究生,主要从事潜油电泵应用与研发工作,E- mail: ywzhao
cnpc. com. Ch
74
石油矿场机械
2013年5月
液由入ロ进入,在分离器内进行气液分离,分离后的举升能力
气体由排气孔排出,而经过分离后的低含气液体则
经由出液孔进入潜油泵。
2试验选择及测试数据确定
根据分离器的4个应用条件,利用气液分离测
油管
试系统对分离器进行了单相水介质试验及气液两相
套管
下的气液分离能力试验
电缆
2.1单相水介质试验
潜油泵
在单相水介质试验中,为得出分离器自身的排
排气口
量、扬程关系,对于液体单相流,测试参数包括:注水
分离器
后运行前的入口压カかo及出口压力p。o;运行时的
人口
排量Q。、入口压力か、出ロ压力p。
通过以上测定参数,推导出扬程H为
保护器
H[(か。一p)-(か。oーかa)]×102(1)
2.2气液两相介质试验
电机
气液两相介质的试验目的在于通过所测试的数
埀一射孔段
据,得出在满足第3个条件的情况下分离器人口的
气液比。因此,所需测量的参数包括:分离器入口的
图1潜油电泵井下机组
气体、液体流量及对应压力;分离器出液口的气体
液体流量及对应压力。在试验过程中,为保证在试
潜油电泵系统采油时,通常要保证4个条件
验过程中第1个条件的成立,对排气孔的气体、液体
1)满足潜油泵的沉没度要求,通常要保证一流量及压力也进行了测量。另外,由于气体体积受
定的动液面高度,即保证分离器人口与井液表面的温度及压力影响较大,因此,对室温也进行监测。
距离,通常约为200~300m
满足潜油泵的排量要求
3测试数据分析
3)进人潜油泵的含气井液的气液比应低于潜3.1单相水介质试验
油泵耐受的气液比的允许值
在单相水介质试验中,由测试数据形成的130
保证分离器的排气孔不出现倒吸23。
型分离器排量·扬程曲线如图2所示。
第1个条件使分离器工作时的外部压力得以确
定,即入口压力、出气口压力由动液面高度决定,动
液面不动,则压力不变化。由于分离器入口与出气
口距离很小,约1m,因此,动液面产生的压力变化
不大,所以二者之间的压差近似为0~0.01MPa。
200300400500600
第2个条件对分离器的排量做出了限定,必须
排量/(m?d
大于等于所配合使用的潜油泵的排量要求。
图2130型分离器排量一扬程曲线
第3个条件限定了分离器出液口的气液比。在
以前的试验中,潜油泵正常.工作时,要求潜油泵人口
通过分离器排量-扬程曲线,结合第2、第4条应
的气液比不大于10%,即分离器出液口的气液比要用条件的要求,在单相水介质下运行时,130型分离
在10%以下才可保证潜油泵正常运行。
器可应用排量Q、应设定为小于520m3/d。
对于第4个条件,出气孔如果出现倒吸,在入口3.2气液两相介质试验
未堵塞的情况下,潜油泵的排量大于分离器的排量,
在测试过程中,当压力设置满足第1个条件时,
分离器自身的举升作用消失。为避免这种情况