井下油水分离器及分离系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种在井内分离井中所产物质的装置，尤其涉及一种井下油水分离器及分离系统。
【背景技术】
[0002]随着油田开采时间的增长，产出液中含水率逐年增加，为此需要耗费大量人力物力对产出液进行分离处理，并将处理后的水回注到注水层，这使得油井经济效益显著降低。井下油水分离系统是指将油水分离器直接安装在井底，分离出产液中的绝大部分水并直接回注到注水层，而只将富油液体举升到地表，大幅减小地面产出液处理量，降低原油生产费用，并减少地面污水排放量。
[0003]目前，有两种井下油水分离技术得到广泛利用，分别为重力分离器和水力旋流器。重力分离器利用油水密度不同引起的重力差异进行分离，重质相的水下沉，而轻质相的油漂浮在水层上，从而实现油水的分离;水力旋流器则利用油水在高速旋转流场的离心力差异实现分离，重质相的水被甩向边壁，螺旋向下运动并从底流口流出，而轻质相的油则在旋流器中心轴附近形成油核，从上部的溢流口流出，从而达到油水分离的目的。
[0004]然而，在有限的井筒空间内，这两种井下油水分离器均存在较大局限性，主要表现为重力分离器体积大、分离效果差、分离效率低，水力旋流器附加压降过大、处理量低，这限制了井下油水分离技术在稠油油藏、深水开发以及高温高压环境的使用和推广。
[0005]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种井下油水分离器及分离系统，以克服现有技术的缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种井下油水分离器及分离系统，能自动识别流体类型，使不同类型的流体沿不同的管路流动，从而调整井下采出液的流量和含水率;油水分离效率高，处理量大。
[0007]本发明的目的是这样实现的，一种井下油水分离器，所述井下油水分离器包括:
[0008]分离器进液口，井下采出液从所述分离器进液口进入该井下油水分离器内部；
[0009]限流管路，所述限流管路的下端与所述分离器进液口连通，所述限流管路的上端向上延伸并形成限流管路出口；所述限流管路的内部形成供液体流动的过流通道，所述过流通道包括多个交替设置的大截面段和小截面段，所述大截面段的过流面积大于所述小截面段的过流面积；
[0010]摩阻管路，所述摩阻管路的下端与所述分离器进液口连通，所述摩阻管路的上端向上延伸并形成摩阻管路出口；所述摩阻管路内部的过流面积均相同；所述摩阻管路与所述限流管路并列设置，所述摩阻管路的长度大于所述限流管路的长度。
[0011]在本发明的一较佳实施方式中，所述限流管路沿直线向上延伸;所述摩阻管路弯曲盘绕向上延伸;所述限流管路出口与所述摩阻管路出口位于同一高度。
[0012]在本发明的一较佳实施方式中，所述限流管路由多段大直径钢管和多段小直径钢管交替连接构成;所述大直径钢管的内径大于所述小直径钢管的内径;所述摩阻管路由弯曲钢管构成。
[0013]在本发明的一较佳实施方式中，所述井下油水分离器的下部还设有一缓冲腔，所述分离器进液口位于所述缓冲腔的下端，所述限流管路的下端和所述摩阻管路的下端均与所述缓冲腔连通。
[0014]本发明的目的还可以这样实现，一种采用所述井下油水分离器的分离系统，所述分离系统包括顶部封隔器、筛管、隔离封隔器和油水分离管柱;所述顶部封隔器设置在所述筛管的上端，所述隔离封隔器设置在所述筛管的中部;所述顶部封隔器与所述隔离封隔器之间为注水层，所述隔离封隔器的下方为产液层；
[0015]所述油水分离管柱包括所述井下油水分离器、插入密封装置和油管，所述插入密封装置通过所述油管连接在所述井下油水分离器的下方，所述插入密封装置与所述隔离封隔器密封插接配合;所述摩阻管路出口与所述注水层连通;所述限流管路出口连通到地表。
[0016]在本发明的一较佳实施方式中，所述井下油水分离器与所述插入密封装置之间设有下部灌装栗。
[0017]在本发明的一较佳实施方式中，所述井下油水分离器的上方设有上部灌装栗。
[0018]在本发明的一较佳实施方式中，所述上部灌装栗与所述井下油水分离器之间设有封隔器。
[0019]在本发明的一较佳实施方式中，所述插入密封装置的下端连接带孔管。
[0020]在本发明的一较佳实施方式中，所述分离系统内形成有产出液流入通道、富油液体举升通道和低含油液体回注通道；
[0021]所述产出液流入通道将所述分离器进液口与所述产液层连通;所述富油液体举升通道将所述限流管路的下端与地表连通;所述低含油液体回注通道将所述摩阻管路的下端与所述注水层连通。
[0022]由上所述，该井下油水分离器的限流管路内具有大小交替设置的过流面积，以局部阻力损失为主;摩阻管路的内部具有均匀的过流面积，且长度大于限流管路的长度，以沿程阻力损失为主。当油水两相混合流体进入该井下油水分离器后，油水将自动分离并进入不同的管路，粘度较高的油相主要流入以局部阻力损失为主的限流管路，并沿油管举升到地表;粘度较低的水相主要流入以沿程阻力损失为主的摩阻管路，并回注到注水层，从而实现对油水两相混合流体的分离，油水分离效率高，处理量大。
【附图说明】
[0023]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
[0024]其中:
[0025]图1:为本发明井下油水分离器的结构示意图。
[0026]图2:为本发明井下油水分离系统的结构示意图。
[0027]1.上部罐装栗，
[0028]2.封隔器，
[0029]3.井下油水分离器，31.分离器进液口，
[0030]4.下部罐装栗，
[0031]5.油管，
[0032]6.顶部封隔器，
[0033]7.筛管，
[0034]8.隔离封隔器，
[0035]9.插入密封装置，
[0036]10.带孔管，
[0037]11.限流管路，111.限流管路入口，112.限流管路出口，
[0038]12.摩阻管路，121.摩阻管路入口，122.摩阻管路出口，
[0039]131.大直径钢管，132.小直径钢管，133.直管段，
[0040]14.弯曲管段，
[0041 ]A.产出液流入通道，
[0042]B.富油液体举升通道，
[0043]C.低含油液体回注通道，
[0044]W.注水层，
[0045]P.产液层。
【具体实施方式】
[0046]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0047]实施例一
[0048]如图1所示，本发明提供了一种井下油水分离器3，包括分离器进液口31、限流管路11和摩阻管路12。分离器进液口 31设在井下油水分离器3的下端，井下采出液从所述分离器进液口 31进入该井下油水分离器3内部。限流管路的下端(限流管路入口 111)和摩阻管路的下端(摩阻管路入口 121)均与所述分离器进液口 31连通，所述摩阻管路12与所述限流管路11并列设置。所述限流管路的上端向上延伸并形成限流管路出口 112，富油液体从限流管路出口 112流出并经过举升到达地表。所述限流管路11的内部形成供液体流动的过流通道，所述过流通道包括多个交替设置的大截面段和小截面段，所述大截面段的过流面积大于所述小截面段的过流面积。因此，限流管路11内以局部摩擦阻力损失(局部阻力损失)为主，局部摩擦阻力是指流体的边界在局部地区发生急剧变化时，迫使主流脱离边壁而形成漩涡，流体质点间产生剧烈的碰撞所形成的阻力。限流管路11内的过流面积变化多，故局部摩擦阻力损失大。所述摩阻管路的上端向上延伸并形成摩阻管路出口 122，低含油液体从摩阻管路出口 122流出，流到井下油水分离器3的外部。所述摩阻管路12内部的过流面积均相同;所述摩阻管路12的长度大于所述限流管路11的长度。因此，摩阻管路12内以沿程阻力损失为主，沿程阻力是流体流经一定管径的管路时，由于流体内摩擦力而产生的阻力，阻力的大小与流动路程长度成正比。由于摩阻管路12的路程长度长，故沿程阻力损失大。
[0049]当产液层P产出的流体(油水混合相)流经井下油水分离器3之前，油水两相尚未分离，具有相同压力，当限流管路出口 112与摩阻管路出口 122处压力相等时，亦即驱动两相流体运动的压差相等时，油水两相流体将会自动向可以减少压力损耗的流道流动，根据流体力学公式，由于油相流体粘度较大，密度较小，其流动压力损耗主要来自沿程摩擦阻力，又因为摩阻管路12流道长，对流体的沿程阻力损失大，即限流管路11对油相流体的阻力小于摩阻管路12对该流体的阻力，故油相液体更倾向于流向限流管路11;而水相粘度低，密度大，其流动压力损耗主要来自局部摩阻损失，限流管路11由于过流面积变化较多，对流体的局部阻力损失大，即摩阻管路12对水相流体的阻力小于限流管路11对该流体的阻力，故水相液体更倾向于流向摩阻管路12。
[0050]在本实施例中，限流管路11沿直线向上延伸，可以由多段大直径钢管131和多段小直径钢管132交替连接构成;所述大直径钢管131的内径大于所述小直径钢管132的内径;也可以采用一根直钢管，而直钢管内具有大小交替设置的不同内径段。其阻力主要为局部水头损失，阻力大小与管路的分段数、管径有关。所述摩阻管路12采用弯曲盘绕方式向上延伸来延长管路长度，采用该设置方式的原因和目的为:由于两点之间的