专利名称：一种模块式井下三相分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于油田油井内装于抽油泵下对油井产出液进行处理的固、 液、气三相分离装置，尤其是一种模块式井下三相分离装置。二、背景技术现有的井下分离装置从分离介质的不同主要有气液分离、固液分离以及固液气三 相分离。在气液分离方式方面主要有重力分离、旋流离心分离。在固液分离方式方面主要 有筛管分离和旋流离心分离。也有在固液气分离时同时运用旋流离心分离、重力分离和筛 管分离。目前主要用于分离固相的筛管分离有激光割缝管分离、孔管分离以及绕丝筛管分 离，除固液分离外这些分离方式的分离效果已经有所进步但还都没有使气液分离效果得到 显著提高。目前在井下对产出液进行处理装置有物理方式处理与化学方式处理，物理方式 有强磁防蜡防垢器，防护效果有但防护距离短，且强磁材料有高温退磁现象都会减低其效 果，化学处理方式有在防蜡防垢防腐装置里充填化学防蜡阻垢及防腐化学药剂，这种方式 有一定效果，但随着这些化学药剂的消耗与流失其防治效果会减弱而其保护时间也会缩 短，还有以牺牲阳极材料从而保护防护主体的阴极保护器主要是针对防腐蚀方面，而且保 护距离有限且自身消耗严重。三、发明内容本实用新型的主要目的在于提高气液砂三相分离的性能。本实用新型的另一个目的在于提高油井防结蜡、防结垢以及防腐蚀的性能。目前在油田生产油井中有一部分油井产出液不同程度含气有些还含有不同粒度 的沙粒，这直接导致抽油泵的充满程度不够致使抽油泵的泵效偏低最终导致单井的产液量 偏低，同时还导致抽油泵的工作环境变得更为恶劣而使抽油泵柱塞及泵筒磨损、凡尔关闭 不严甚至于卡泵事故发生，尽管已经应用了许多类型的防气装置，但产出液夹带气泡析出 率低，且较大气泡形成的断塞气阻现象还会造成气液分离装置的分离效率降低。油井产出液中普遍含有蜡质、浙青质、胶质以及成垢物质，这些物质在一定温度、 压力、饱和度下便会析出聚集、沉淀、结晶并长大形成油井结蜡、结垢和腐蚀，这会使产出液 通道变小，减少产液量还会增加采油的能耗更严重会堵塞油井及地面管网给油田正常生产 带来危害。为有效解决采油生产中存在的上述技术问题本实用新型提供了一种模块化设计 的油井产出液处理装置，即一种模块式井下三相分离装置，该装置由气液分离模块I、滤砂 筛管模块II和防蜡防垢防腐蚀模块III而成，安装在抽油井的抽油泵下，对气液与固体悬 浮物进行三相分离，对于提高气液分离的性能的技术问题该实用新型是这样实现的一种模块式井下三相分离装置，由气液分离模块I和滤砂筛管模块II组成，所述 气液分离模块I由上接头(1)、排气孔08)、排气孔腔(8)、排气阀球(9)、排气阀球座(10)、外管(2)、集气腔(四)、中心管(3)、夹层管(4)、螺旋叶片(5)、夹层管堵头(6)、下接头(7) 构成，其中上接头(1)与外管( 一端连接，外管O)另一端与下接头(7)连接，在上接头 ⑴内设有排气孔腔(8)，在排气孔腔⑶内设有排气阀球(9)和排气阀球座(10)，由排气 孔腔(8)向上接头(1)侧圆周外开有排气孔(观)，中心管C3) —端与上接头(1)内孔连接 并插置于外管O)内，排气阀球座(9)底面开口位于上接头(1)的下底面并在中心管(3) 与外管(2)之间，夹层管(4)套于中心管(3)外并置于外管O)内，夹层管(4)靠近上接头 (1) 一端离上接头(1)下端面之间留有一段距离，由上接头(1)的下底面与夹层管(4)上端 面以及外管O)内中心管C3)外所构成呈环形空间状的集气室(四)，夹层管(4)下段外壁 上绕有螺旋叶片(5)，在螺旋叶片( 上与夹层管(4)外壁间开有均布的溢气孔(11)，夹层 管(4)下端设有堵头(6)，为减少较大气泡形成的断塞气阻现象，在夹层管(4)外壁上段与 外管O)内壁之间设有由带刃及尖刺状的破泡体(17)，为更有效的解决较大气泡形成的断 塞气阻现象，使产出液中所含的气体最大限度的被分离出来，在中心管C3)外壁对应于夹 层管(4)上段内壁之间还设有由带刃及尖刺状破泡体0 组成的破泡组件。对于提高分离砂粒及固体悬浮物的性能的技术问题该实用新型是这样实现的所 述滤砂筛管模块II由上接头(12)、滤砂管段(13)、下接头(14)、尾管(15)、丝堵(16)构成， 其中下接头(7)与上接头(12)螺纹连接，上接头(1 下端与滤砂筛管(1 上端连接，下 接头(14)上端与滤砂筛管(1 下端连接，下接头(14)与尾管(1 上接头连接，尾管(15) 下接头与丝堵(16)连接，在油田编制采油工艺时一般会根据需要在滤砂筛管模块II下连 接有尾管，尾管的下端螺纹连接有丝堵(16)，尾管(1 的作用主要用于储存进入滤砂筛管 模块II内沉淀下来的沙粒及固体悬浮物，滤砂筛管模块II的滤砂管段的流体通道孔隙度 根据现场需要过滤沙粒及固体悬浮物粒度确定，大于这一孔隙度的沙粒及固体悬浮物都被 挡在滤砂筛管模块II外，小于这一孔隙度的沙粒及固体悬浮物会随着产出液进入滤砂筛 管模块II内或沉淀于尾管(1 内或被产出液携带到地面管网。对于提高油井防蜡防垢防腐蚀的性能的技术问题该实用新型是这样实现的在气 液分离模块I的下接头(7)与滤砂筛管模块II的上接头(1 之间还连接有防蜡防垢防腐 蚀模块III，防蜡防垢防腐蚀模块III由上接头(18)与外管(19)连接，外管(19)与下接头 (20)连接，外管(19)内腔填充有由多孔的媒介合金组合而成的液体处理内核。模块式井下三相分离装置的气液分离模块I、防蜡防垢防腐蚀模块III以及滤砂筛 管模块II有机的结合在一起，其中气液分离模块I设有强制破泡系统能够减少较大气泡形成 的断塞气阻现象，使产出液中所含的气体最大限度的被分离出来，减少进入抽油泵的气体，提 高抽油泵的泵效，与此同时通过防蜡防垢防腐模块III对产出液的处理使该装置所释放出大 量电子与蜡、垢或不混溶成分液体分子结合，使蜡、垢或其它液体分子表面带相同的电荷而相 互排斥，改变这些流体的物理特性，使这些液体中的蜡、垢在传输过程中不易凝结在管壁上， 滤砂筛管模块II能够挡掉需要分离的沙粒及固体悬浮物从而改善气防蜡防垢防腐蚀模块 III、气液分离模块I以及抽油泵的工作环境，模块式井下三相分离装置的有效可靠工作能够 减少蜡垢及腐蚀的防治成本及防砂成本延长检泵周期提高油井产量及经济效益。
附图1是本实用新型的现有技术结构剖示图；[0014]附图2是本实用新型的带一套破泡体整体结构剖示图；附图3是本实用新型的带二套破泡体整体结构剖示图；附图4是本实用新型的旋流结构局部立体示图；附图5是本实用新型气液分离模块I第一个具体实施例的破泡体结构局部立体示 图；附图6是本实用新型气液分离模块I第二个具体实施例的破泡体结构局部立体示 图；附图7是本实用新型防蜡防垢防腐模块III第一个具体实施例的结构剖示图；附图8是本实用新型防蜡防垢防腐模块III第二个具体实施例的结构剖示图；附图9是本实用新型防蜡防垢防腐模块III第三个具体实施例的结构剖示图；五、具体实施例由于本实用新型由气液分离模块I、防蜡防垢防腐蚀模块III以及滤砂筛管模块 II而成，
以下结合附图对于气液分离模块I和防蜡防垢防腐蚀模块III的具体实施例作出 说明。本实用新型的气液分离模块I的第一个实施例，附图5它表示了该实施例中带刃 及尖刺状破泡体的具体结构。上接头1与外管2 —端为螺纹连接，外管2另一端与下接头 7螺纹连接，在上接头1内设有4个的排气孔腔8，在排气孔腔8内设有排气阀球9和排气 阀球座10，由排气孔腔8向上接头1外侧圆周开有排气孔28，中心管3 —端与上接头1内 孔螺纹连接并插置于外管2内，排气阀球座10底面开口位于上接头1下底面同时在中心管 3与外管2之间，夹层管4套于中心管3外同时置于外管2内，夹层管4靠近上接头1 一端 离上接头1下端面之间留有一段距离，由上接头1下底面与夹层管上4端面以及外管2内 中心管3外所构成呈环形空间状的集气室四，夹层管4下段外壁上绕焊有螺旋叶5片，在螺 旋叶片5上与夹层管4外壁间开有均布的溢气孔11，夹层管4下端螺纹连接有堵头6，为减 少较大气泡形成的断塞气阻现象，在外管2内将夹层管4外壁上段加工成由带刃及尖刺状 破泡单体沈构成的破泡体17，为更有效的解决较大气泡形成的断塞气阻现象，使产出液中 所含的气体最大限度的被分离出来，将气液分离模块I的中心管3外壁对应于夹层管4上 段内壁部分加工成由带刃及尖刺状的破泡单体26构成的破泡体22。本实用新型的气液分离模块I的第二个实施例，附图6它表示了该实施例中带刃 及尖刺状的破泡单元组成的破泡组件的具体结构。与第一个实施例不同的是该实施例中破 泡体17与破泡体22是由多个基础单元27叠加构成，构成破泡体17的基础单元27的外径 小于外管2内径，基础单元27的内径大于夹层管4的外径并套于夹层管4上段，构成破泡 体22的基础单元27的外径小于夹层管4内径，基础单元27的内径大于中心管3的外径并 套于中心管3上段。本实用新型的防蜡防垢防腐模块III的第一个实施例，附图7它表示了该实施例 中防蜡防垢防腐模块III的具体结构。该模块由上接头18与外管19螺纹连接、外管19与 下接头20螺纹连接、外管19内腔填充有多个多孔的媒介合金单元23组合而成的液体处理 内核，每对多孔的媒介合金单元23之间彼此用不锈钢隔环M隔开。本实用新型的防蜡防垢防腐模块III的第二个实施例，附图8它表示了该实施例中防蜡防垢防腐模块III的具体结构。与第一个实施例不同的是除了充填有多孔的媒介合 金单元23还充填有多孔的铸铝单元21且其中含有媒介合金以及石英颗粒这两种物质，铸 铝单元21为圆柱体短节，其轴向方向有通孔，通孔一端的直径大于另一端且圆柱体上下两 个端面均向中心凹陷一定距离形成圆形沿边，多孔的媒介合金单元23与铸铝单元21交错 叠放于防蜡防垢防腐蚀模块外管19内腔。 本实用新型的防蜡防垢防腐模块的第三个实施例，附图9它表示了该实施例中防 蜡防垢防腐模块的具体结构。与第一个实施例和第二个实施例不同的是外管19内腔的液 体处理内核是由媒介合金材料制成的杯状结构，杯底朝向下接头20，杯口与上接头18内孔 螺纹连接，在杯体30四周开有液流通道25，产出液经由下接头20内孔进入防蜡防垢防腐模 块III内腔与杯状液体处理内核形成的环形空间，再经由液体处理内核杯体30四周的液流 通道25进入杯内再经由上接头18内孔流出防蜡防垢防腐蚀模块III向上进入气液分离模 块I。
权利要求1.一种模块式井下三相分离装置，由气液分离模块I和滤砂筛管模块II组成，所述气 液分离模块I由上接头(1)、排气孔08)、排气孔腔(8)、排气阀球(9)、排气阀球座(10)、外 管(2)、集气腔(四)、中心管(3)、夹层管(4)、螺旋叶片(5)、夹层管堵头(6)、下接头(7)构 成，其中上接头(1)与外管( 一端连接，外管( 另一端与下接头(7)连接，在上接头(1) 内设有排气孔腔(8)，在排气孔腔⑶内设有排气阀球(9)和排气阀球座(10)，由排气孔腔 (8)向上接头(1)侧圆周外开有排气孔(观)，中心管C3) —端与上接头(1)内孔连接并插 置于外管O)内，排气阀球座(9)底面开口位于上接头(1)的下底面并在中心管(3)与外 管(2)之间，夹层管(4)套于中心管(3)外并置于外管O)内，夹层管(4)靠近上接头(1) 一端离上接头(1)下端面之间留有一段距离，由上接头(1)的下底面与夹层管(4)上端面 以及外管O)内中心管C3)外所构成呈环形空间状的集气室(四)，夹层管(4)下段外壁上 绕有螺旋叶片(5)，在螺旋叶片( 上与夹层管(4)外壁间开有均布的溢气孔(11)，夹层管 (4)下端设有堵头(6)；所述滤砂筛管模块II由上接头(12)、滤砂管段(13)、下接头(14)、 尾管(15)、丝堵(16)构成，其中下接头(7)与上接头(1 螺纹连接，上接头(1 下端与 滤砂筛管(1 上端连接，下接头(14)上端与滤砂筛管(1 下端连接，下接头(14)与尾管 (15)上接头连接，尾管(1 下接头与丝堵(16)连接，其特征在于在夹层管(4)外壁上段 与外管O)内壁之间设有由带刃及尖刺状的破泡体(17)。
2.根据权利要求1所述的一种模块式井下三相分离装置，其特征在于在中心管(3) 与夹层管(4)之间还设有一套由带刃及尖刺状的破泡体02)。
3.根据权利要求1或2所述的一种模块式井下三相分离装置，其特征在于在气液分 离模块I的下接头(7)与滤砂筛管模块II的上接头(1 之间还连接有防蜡防垢防腐蚀模 块III，防蜡防垢防腐蚀模块III由上接头(18)与外管(19)连接，外管(19)与下接头(20) 连接，外管(19)内腔填充有由多孔的媒介合金组合而成的液体处理内核。
专利摘要本实用新型涉及一种用于油田油井产出液处理的装置，是一种基于模块化设计可靠的多功能的一种模块式井下三相分离装置，由气液分离模块I、滤砂筛管模块II和防蜡防垢防腐蚀模块III组成。该装置的破泡系统与滤砂系统能够对产出液进行固、液、气三相分离，而该装置的防蜡防垢防腐蚀模块可以对产出液进行处理后以实现缓解该装置乃至该装置以上整个油管、抽油杆及抽油泵的腐蚀、结垢、结蜡；该装置既能增加泵效以提高油井产量又能减少油井在结蜡结垢以及腐蚀方面的防治成本延长检泵周期提高生产效益。
文档编号E21B37/06GK201826827SQ20102053882
公开日2011年5月11日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者张兵 申请人:张兵