带动力旋转桨叶的水力旋流器井下油水分离装置制造方法
【专利摘要】一种带动力旋转桨叶的水力旋流器井下油水分离装置，切向进液口通过油层套管的管壁后与产油层相通；中心轴出油管的顶端伸出水力旋流器、并在油层封隔器上方设有出油口与采油泵的吸入腔连通；水力旋流器、旋转桨叶、中心轴出油管同轴设置；油水层封隔器与水层封隔器之间的油层套管的管壁上开有连通注水目的层的注水口，水力旋流器的下部锥体与旋流器出水管连通，旋流器出水管的出水向下经井下注水碎沙泵总成加压后，通过配水器后再经过注水口注入注水目的层。本发明在将石油采出油井前，油层出液首先在井下进行油水分离，用分离出的水直接回注到注水目的层，将剩余的低含水油抽采出井外；大大降低了开采成本。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及采油设备【技术领域】，尤其是涉及一种带旋转桨旋流管的油井井下油水 分离注水装置。 带动力旋转桨叶的水力旋流器井下油水分离装置
【背景技术】
[0002] 在石油开采工业中，油和水在地下总是伴生的。同时，在现有的石油开采技术中， 常常需要向地下高压回注水，实现油藏的注水驱动开发。现有采油技术中，将油水一起采出 井外，然后再进行油水分离的处理；同时再另外向地下注入高压水，这样造成石油的开采成 本大幅度攀升。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于设计一种新型的带动力旋转桨叶的水力旋流器井下油水分离 装置，解决上述问题。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005] -种带动力旋转桨叶的水力旋流器井下油水分离装置，包括油层套管、水力旋流 器、旋转桨叶、中心轴出油管、动力装置、旋流器出水管、井下注水碎沙泵总成、配水器、油层 封隔器、油水层封隔器和水层封隔器；
[0006] 所述水力旋流器、所述旋流器出水管、所述井下注水碎沙泵总成和所述配水器设 置在所述油层套管之内，所述水力旋流器在所述油层封隔器与所述油水层封隔器之间，所 述配水器在所述油水层封隔器与所述水层封隔器之间；
[0007] 所述水力旋流器包括上部筒体和下部锥体组成，所述上部筒体的壁上设有切向进 液口，所述切向进液口通过所述油层套管的管壁后与产油层相通，所述上部筒体的中间设 置所述旋转桨叶，所述旋转桨叶的中心轴是中空圆管构成中心轴出油管，所述中心轴的顶 端伸出所述水力旋流器与动力装置连接；所述中心轴出油管的底端开口在所述旋转桨叶下 方的轴心位置，所述中心轴出油管的顶端伸出所述水力旋流器、并在所述油层封隔器上方 设有出油口与所述采油泵的吸入腔连通；所述水力旋流器、所述旋转桨叶、所述中心轴出油 管同轴设置；所述旋转桨叶和所述中心轴出油管在动力装置的带动下旋转；
[0008] 所述油水层封隔器与所述水层封隔器之间的所述油层套管的管壁上开有连通注 水目的层的注水口，所述水力旋流器的下部锥体与所述旋流器出水管连通，所述旋流器出 水管的出水向下经所述井下注水碎沙泵总成加压后，通过所述配水器后再经过所述注水口 注入所述注水目的层。
[0009] 所述水力旋流器的下部锥体的锥角为5° -25°。
[0010] 本发明的原理如下：
[0011] 油层混合液切向进入水力旋流器的上部筒体，在旋转桨叶的带动下加速旋转，轻 相的原油聚集在旋转轴心附近，在采油泵吸入腔与所述水力旋流器内的压差作用下进入采 油泵吸入腔；混合液在所述水力旋流器的锥管段（即下部锥体中）加速旋转，由于油水的密 度差，油水进一步分离，油被吸入中心轴出油管，水和泥沙由于密度较大，向下进入注水碎 沙泵总称，加压后经配水器注入注水目的层。
[0012] 本发明的有益效果可以总结如下：
[0013] 1、本发明在将石油采出油井前，油层出液首先在井下进行油水分离，用分离出的 水直接回注到注水目的层，将剩余的低含水油抽采出井外；大大降低了开采成本。
[0014] 2、本发明的实施使分离水避免了暴氧、杂菌感染风险，减轻了分离水对地面处理 设施的腐蚀破坏，减少了采出水的外排量，减轻了环境污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017] 如图1所示的一种带动力旋转桨叶3的水力旋流器井下油水分离装置，包括油层 套管1、水力旋流器2、旋转桨叶3、中心轴出油管4、动力装置5、旋流器出水管6、井下注水 碎沙泵总成7、配水器8、油层封隔器9、油水层封隔器10和水层封隔器11 ;所述水力旋流 器2、所述旋流器出水管6、所述井下注水碎沙泵总成7和所述配水器8设置在所述油层套 管1之内，所述水力旋流器2在所述油层封隔器9与所述油水层封隔器10之间，所述配水 器8在所述油水层封隔器10与所述水层封隔器11之间；所述水力旋流器2包括上部筒体 12和下部锥体13组成，所述上部筒体12的壁上设有切向进液口 14,所述切向进液口 14通 过所述油层套管1的管壁后与产油层15相通，所述上部筒体12的中间设置所述旋转桨叶 3,所述旋转桨叶3的中心轴是中空圆管构成中心轴出油管4,所述中心轴的顶端伸出所述 水力旋流器2与动力装置5连接；所述中心轴出油管4的底端开口在所述旋转桨叶3下方 的轴心位置，所述中心轴出油管4的顶端伸出所述水力旋流器2、并在所述油层封隔器9上 方设有出油口 16与所述采油泵的吸入腔17连通；所述水力旋流器2、所述旋转桨叶3、所述 中心轴出油管4同轴设置；所述旋转桨叶3和所述中心轴出油管4在动力装置5的带动下 旋转；所述油水层封隔器10与所述水层封隔器11之间的所述油层套管1的管壁上开有连 通注水目的层18的注水口 19,所述水力旋流器2的下部锥体13与所述旋流器出水管6连 通，所述旋流器出水管6的出水向下经所述井下注水碎沙泵总成7加压后，通过所述配水器 8后再经过所述注水口 19注入所述注水目的层18。
[0018] 在更加优选的实施例中，所述水力旋流器2的下部锥体13的锥角为5° -25°。
[0019] 在使用前，将所述水力旋流管下入油井底部的油层射孔位置，通过所述油层封隔 器9、所述油水层封隔器10之间和所述水层封隔器11分割固定，同时形成相互隔开的采油 泵吸入腔17、旋流管进油腔20和注入腔21，所述的水力旋流器2切向进油口与旋流管进油 腔20和油层的出油口相通；所述水力旋流管的出油口与采油泵吸入腔17相通；所述注入 腔与井下注水泵碎沙总成的出水口和注水目的层18相通；开动所述采油泵，所述油层中的 含水原油经过油层的出油口进入所述旋流管进油腔，再进入所述切向进油口进入所述水力 旋流器2中的进行油水分离。进入所述水力旋流管的含水原油，在所述旋转桨叶3的带动 下形成漩涡，在离心力和重力的作用下，油水开始分离；低密度的油向上、向中心聚集，最后 从位于所述水力旋流管的顶部中心的所述中心轴出油管4通过管顶的出油口进入采油泵 吸入腔17 ;高密度的水向四周、向下聚集，最后从位于所述旋流锥管（即下部锥体13中）底 部的所述旋流器出水管6经过所述井下注水碎沙泵总成7升压后进入注入腔21，再经过配 水器8注入所述的注水目的层18。
[0020] 以上过程实现了油层流出的含水原油在井下的油水分离，并将获得的水，直接加 压注入注水层，大幅度提升了采油经济效率。
[0021] 以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明 白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、 等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种带动力旋转桨叶的水力旋流器井下油水分离装置，其特征在于：包括油层套 管、水力旋流器、旋转桨叶、中心轴出油管、动力装置、旋流器出水管、井下注水碎沙泵总成、 配水器、油层封隔器、油水层封隔器和水层封隔器； 所述水力旋流器、所述旋流器出水管、所述井下注水碎沙泵总成和所述配水器设置在 所述油层套管之内，所述水力旋流器在所述油层封隔器与所述油水层封隔器之间，所述配 水器在所述油水层封隔器与所述水层封隔器之间； 所述水力旋流器包括上部筒体和下部锥体组成，所述上部筒体的壁上设有切向进液 口，所述切向进液口通过所述油层套管的管壁后与产油层相通，所述上部筒体的中间设置 所述旋转桨叶，所述旋转桨叶的中心轴是中空圆管构成中心轴出油管，所述中心轴的顶端 伸出所述水力旋流器与动力装置连接；所述中心轴出油管的底端开口在所述旋转桨叶下方 的轴心位置，所述中心轴出油管的顶端伸出所述水力旋流器、并在所述油层封隔器上方设 有出油口与所述采油泵的吸入腔连通；所述水力旋流器、所述旋转桨叶、所述中心轴出油管 同轴设置；所述旋转桨叶和所述中心轴出油管在动力装置的带动下旋转； 所述油水层封隔器与所述水层封隔器之间的所述油层套管的管壁上开有连通注水目 的层的注水口，所述水力旋流器的下部锥体与所述旋流器出水管连通，所述旋流器出水管 的出水向下经所述井下注水碎沙泵总成加压后，通过所述配水器后再经过所述注水口注入 所述注水目的层。
2. 根据权利要求1所述的带动力旋转桨叶的水力旋流器井下油水分离装置，其特征在 于：所述水力旋流器的下部锥体的锥角为5° -25°。
【文档编号】E21B43/38GK104110245SQ201410337885
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】张苓 申请人:北京中天油石油天然气科技有限公司