专利名称：一种气井井下螺旋式旋流气液分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油天然气工业井下作业工具，具体涉及一种气井井下螺旋式旋流气液分离装置。
背景技术：
气井随开采时间的推移，地层能量会逐渐降低，而且气井开采过程中，含水率也会逐渐增加，井中单纯的气相流动逐渐变为气液两相流动，井下流体密度增大，举升难度增力口。同时，井口采出流体中液体含量的升高，增加了地面气液分离的投入，加大了生产处理成本。为满足气井气液分离要求，提高气体举升能力，近年来陆续出现了一些井下旋流气液分离器。专利CN 2881091 Y公布了一种井下旋流器，它可以有效地达到气液分离的目的，但是当气液混合物刚进入旋流器时，气体不能够立即进入螺旋轨道，造成了气体能量的耗散；专利CN 202202845 U公布了一种井下旋流雾化装置，可以将气井携液中的液滴雾化，随气 体一并带到井口，实现携液采气，但不能很好地达到气液分离的目的；专利CN 201502369 U公布了一种旋流式井下气液分离器，可以实现气液的三级分离，但是该装置一般适用于采油井，用于防止气锁对泵效的影响。因此，设计出更具针对性的分离效果更好的气井井下气液分离装置显得尤为必要。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种气井井下螺旋式旋流气液分离装置。为解决背景技术中所提出的问题，本实用新型采用以下技术方案气井井下螺旋式旋流气液分离装置，包括外壳、中心杆、螺旋翼片、下接头、斜孔、中盲孔。外壳下部内螺纹与下接头上部外螺纹联接安装；下接头设有一中盲孔，并开有三个斜孔，下接头底部设置为锥形；中心杆底部外螺纹与中盲孔内螺纹联接，中心杆上设置三个螺旋翼片，中心杆顶端设置为锥形；中心杆和中盲孔通过螺纹对接后，保证下接头上的每个斜孔均可对准一条由两个相邻螺旋翼片所夹的螺旋通道。其中，所述的中心杆上设置的三条螺旋翼片关于中心杆轴线中心对称。所述的下接头上所开的三个斜孔的轴线与下接头轴线呈一定角度，并关于下接头轴线中心对称。外壳上部设置内螺纹，下接头锥形端设置外螺纹，可以与上下部油管直接相连。其中，所述的外壳内径与待连接的油管内径相等，中心杆直径为外壳内径的O. 4^0. 5倍，螺旋翼片螺距为外壳内径的1. 5^1. 8倍，螺旋翼片径向高度为外壳内径的O. 3^0. 4倍，螺旋翼片厚度为外壳内径的O. 03、. 05倍，螺旋翼片沿轴向长度为外壳内径的1(Γ15倍，中心杆上端锥形段长度为外壳内径的O. 8^1倍，斜孔直径为外壳内径的O. 2^0. 3倍。本实用新型具有以下优点1、斜孔与螺旋翼片的组合设计，可保证旋流效果好，气液分离效率高；2、下接头底部设计为锥形，很大程度地减少了流体滞留和抑制了流体对下接头的冲蚀；3、整体结构简单，安装方便，生产成本低，经济效益好。
图1是本实用新型结构示意图。图2是中心杆与螺旋翼片示意图。图3是下接头示意图。其中1.外壳、2.中心杆、3.螺旋翼片、4.下接头、5.斜孔、6.中盲孔。
具体实施方式本实用新型采用以下技术方案气井井下螺旋式旋流气液分离装置，包括外壳1、中心杆2、螺旋翼片3、下接头4、斜孔5、中盲孔6。外壳I下部内螺纹与下接头4上部外螺纹联接安装；下接头4设有一中盲孔6，并开有三个斜孔5，下接头4底部设置为锥形；中心杆2底部外螺纹与中盲孔6内螺纹联接，中心杆2上设置三个螺旋翼片3，中心杆2顶端设置为锥形；中心杆2和中盲孔6通过螺纹对接后，保证下接头4上的每个斜孔5均可对准一条由两个相邻螺旋翼片3所夹的螺旋通道。其中，所述的中心杆2上设置的三条螺旋翼片3关于中心杆2轴线中心对称。所述的下接头4上所开的三个斜孔5的轴线与下接头4轴线呈一定角度，并关于下接头4轴线中心对称。外壳I上部设置内螺纹，下接头4锥形端设置外螺纹，可以与上下部油管直接相连。其中，所述的外壳I内径与待连接的油管内径相等，中心杆2直径d为外壳I内径D的O. 4^0. 5倍，螺旋翼片3螺距P为外壳I内径D的1. 5^1. 8倍，螺旋翼片3径向高度h为外壳I内径D的O. 3^0. 4倍，螺旋翼片3厚度δ为外壳I内径D的O. 03、. 05倍，螺旋翼片3沿轴向长度L为外壳I内径D的1(Γ15倍，中心杆2上端锥形段长度H为外壳I内径D的O. 8^1倍，斜孔5直径(Γ为外壳I内径D的O. 2^0. 3倍。使用时，将该装置作为短接安装于井下合适深度，且下接头4朝下，通过外壳I的内螺纹和下接头4锥形端的外螺纹与上下油管相连。正常采气工况下，采出流体到达下接头4底部时，由于下接头4底部设计为锥形，减小了流体的滞留，并抑制了流体对下接头4的冲击。随后，采出流体通过三个斜孔5进入由三个螺纹翼片3所夹的三条螺旋通道，形成旋流上升流，并在离心力的作用下，实现气液分离。分离后的气相汇聚于中心杆2顶端后继续上升，分离后的液相则紧贴外壳I的内壁螺旋上升。
权利要求1.一种气井井下螺旋式旋流气液分离装置，其特征在于，包括外壳(I)、中心杆(2)、 螺旋翼片(3)、下接头(4)、斜孔(5)、中盲孔(6);外壳(I)下部内螺纹与下接头(4)上部外螺纹联接安装；下接头(4)设有一中盲孔(6)，并开有三个斜孔(5)，下接头(4)底部设置为锥形；中心杆(2)底部外螺纹与中盲孔(6)内螺纹联接，中心杆(2)上设置三个螺旋翼片(3)， 中心杆(2)顶端设置为锥形；中心杆(2)和中盲孔(6)通过螺纹对接后，保证下接头(4)上的每个斜孔(5)均可对准一条由两个相邻螺旋翼片(3)所夹的螺旋通道。
2.根据权利要求1所述的一种气井井下螺旋式旋流气液分离装置，其特征在于，中心杆(2)上所设置的三条螺旋翼片(3)关于中心杆(2)轴线中心对称。
3.根据权利要求1所述的一种气井井下螺旋式旋流气液分离装置，其特征在于，下接头(4)上所开的三个斜孔(5)的轴线与下接头(4)轴线呈一定角度，并关于下接头(4)轴线中心对称。
4.根据权利要求1所述的一种气井井下螺旋式旋流气液分离装置，其特征在于，中心杆(2)直径d为外壳(I)内径D的O. 4^0. 5倍；螺旋翼片(3)螺距P为外壳(I)内径D的1. 5 1. 8倍；螺旋翼片(3)径向高度h为外壳(I)内径D的O. 3^0. 4倍；螺旋翼片(3)厚度δ 为外壳(I)内径D的O. 03 O. 05倍;螺旋翼片(3)沿轴向长度L为外壳(I)内径D的10 15 倍；中心杆(2)上端锥形段长度H为外壳(I)内径D的0.8 1倍；斜孔(5)直径(Γ为外壳 (!)内径D的O. 2 0.3倍。
专利摘要本实用新型提供一种气井井下螺旋式旋流气液分离装置，包括外壳、中心杆、螺旋翼片、下接头、斜孔、中盲孔。外壳下部内螺纹与下接头上部外螺纹联接安装；下接头设有一中盲孔，并开有三个斜孔，下接头底部设置为锥形；中心杆底部外螺纹与中盲孔内螺纹联接，中心杆上设置三个螺旋翼片，中心杆顶端设置为锥形；中心杆和中盲孔对接后，保证下接头上的每个斜孔均可对准一条由两个相邻螺旋翼片所夹的螺旋通道。该装置的斜孔与螺旋翼片的组合设计，可保证旋流效果好，气液分离效率高；下接头底部设计为锥形，很大程度地减少了流体滞留和抑制了流体对下接头的冲蚀；整体结构简单，安装方便，生产成本低，经济效益好。
文档编号E21B43/38GK202850969SQ20122053478
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者朱红钧, 冯光, 林元华, 戚兴, 张文丽, 蔡露, 罗强 申请人:西南石油大学