同井注采地面分离回流控制装置的制作方法

本发明属于油田采油井井口装置领域，尤其涉及一种同井注采地面分离回流控制装置。

背景技术：

在油田开发周期的中后期，油藏的开采难度加大，为了提高原有的采收率，常常会使用以水驱油的工艺进行生产。采用这种工艺时，首先要通过水井向地层内注水，然后通过采油井将油水混合物(即产出液)一同提升至地面，再通过油水分离工艺获得原油。目前，油水分离工艺通常是通过输油管线将产出液输送至场站进行油水分离，采用这种分离工艺时，大量的注入水在管线和场站设备中无效循环，造成大量的设备浪费，耗费了大量人力物力，浪费了大量的能源，不符合节能降耗、降低成本的要求。

随着石油开发技术水平的提高，四次采油技术已经被广泛讨论并逐步实施。四次采油技术的特点是：采用同井采注工艺，在井下或井口将产出液即时分离并回注至井下，通过这种同井采注方式可大量减少进入输油管道和场站的液量，从而大幅减少产出液运输、分离和处理过程中所需的设备、人力和物力，实现节能降耗，创造巨大的经济效益。

技术实现要素：

本发明提供一种同井注采地面分离回流控制装置，通过在油井井口进行油水初步分离，并将分离出的水回注到油井的环套空间中，减少了无效产出液的液量，极大地降低了场站的油水分离工作量，达到了提高原油生产效率和节能降耗的目的。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供了一种同井注采地面分离回流控制装置，包括油水分离装置、憋压控制阀组、回注控制阀组和加药罐，从井口流出的产出液经生产管线进入油水分离装置，经过油水分离装置分离出来的油经过憋压控制阀组后由回油管线排出，经过油水分离装置分离出来的水依次经过回注控制阀组、回注计量表、加药罐后回注至井下；

所述的憋压控制阀组内设置有两条支路，一条支路上设置有油嘴定压开关阀，憋压控制阀组内另一条支路作为油嘴定压开关阀所在支路堵死时的备用支路，备用支路上设置有调压截止阀；

所述的回注控制阀组设置有两条支路，一条支路上设置有用于控制回注流量的回注流量控制阀，另一条支路作为回注流量控制阀所在支路堵死时的备用支路，备用支路上设置有定压开关阀；

所述的加药罐的进口端和出口端各设置有一个设有计量截止阀的支路，每个计量截止阀支路的末端各设置有一个管道快速接头。

所述的油水分离装置、憋压控制阀组、回注控制阀组、加药罐和回注计量表的外部均设置有一用于伴热的水套，各水套串联，来自计量间的掺水管线中的热水经过各伴热水套后掺入回油管线。

所述的油水分离装置包括保温外管、外筒、内筒和分离器主体，保温外管焊接在外筒上，保温外管与外筒之间留有空隙，形成可通入伴热水的保温夹层，所述外筒为上端敞口的筒状结构，敞口处通过法兰封堵，内筒的下端焊接在外筒内侧的底部，内筒的上端通过另一个法兰封堵；

外筒上设置有产出液入口，产出液入口通过产出液入口管连至油水分离装置外部，内筒底部的侧面设置有用于连通内筒内外两侧的过液孔，内筒上端的侧面设置有油出口，油出口通过回油出口管连通至油水分离器的外部，内筒内侧的底部设置有水出口，水出口通过回注水出口管连通至油水分离器的外部；

所述的分离器主体包括一组摞起的片状滤网，该组片状滤网的上下两端分别设置有上支撑板和下支撑板，上支撑板和下支撑板将所有的片状滤网夹在中间，从而将片状滤网组固定在内筒内，所述的片状滤网的上侧设置有横截面为三角形的环形槽，片状滤网下侧的形状与片状滤网上侧的形状相匹配，相邻的两个片状滤网之间通过方头螺钉连接，方头螺钉的头部为四棱柱结构，四棱柱的上端面上设置有与方头螺钉下端的外螺纹匹配的螺纹孔，片状滤网的下侧设置有与所述方头螺钉的头部匹配的方孔，连接时，第一个方头螺钉的头部插在一个片状滤网底部的方孔内，另一个方头螺钉由上侧穿过该片状滤网后通过螺纹连接在上述的第一个方头螺钉头部的螺纹孔内，从而将一个片状滤网连接在另一个片状滤网上。

本发明的有益效果为：本发明可在采油井井口处将产出液即时在线进行初步油水分离，并将分离后的水重新回注到井下，实现同井注采，减少了输送至场站的无效产出液的液量，极大地降低了场站的油水分离工作量，达到了提高原油生产效率和节能降耗的目的。

附图说明

图1是本发明的井口流程图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是油水分离装置的结构示意图；

图4是片状滤网的剖视图；

图5是图4的俯视图；

图6是图4的仰视图；

图7是片状滤网之间的连接结构示意图；

图8是下支撑板的结构示意图；

图9是方头螺钉的结构示意图；

图10是图9的俯视图。

图中：1-井口，2-油水分离装置，3-憋压控制阀组，4-回油管线，5-掺水管线，6-油嘴定压开关阀，7-回注流量控制阀，8-回注计量表，9-计量截止阀，10-加药罐，11-回注控制阀组，12-产出液经生产管线，13-保温外管，14-回注水出口管，15-过液孔，16-下支撑板，17-外筒，18-内筒，19-片状滤网，20-上支撑板，21-方孔，22-环形槽，23-方头螺钉，24-螺纹孔，25-调压截止阀，26-定压开关阀，27-产出液入口管，28-回油出口管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

本实施例包括油水分离装置2、憋压控制阀组3、回注控制阀组11和加药罐10，从井口流出的产出液经生产管线12进入油水分离装置2，经过油水分离装置2分离出来的油经过憋压控制阀组3后由回油管线4排出，经过油水分离装置2分离出来的水依次经过回注控制阀组11、回注计量表8、加药罐10后回注至井下。

所述的憋压控制阀组3内设置有两条支路，一条支路上设置有油嘴定压开关阀6，使用时，调整油嘴定压开关阀6的开发压力，使之略大于注水压力(通常设置成高于注水压力0.5mpa)，以使油水分离装置2中的压力大于注水压力，保证经分离后的水顺利回注至井下。憋压控制阀组3内另一条支路作为油嘴定压开关阀6所在支路堵死时的备用支路，备用支路上设置有调压截止阀25，当上一支路堵死时，系统内压力升高，调压截止阀25在压力作用下打开，保证正常生产不间断。

所述的回注控制阀组11也设置有两条支路，一条支路上设置有用于控制回注流量的回注流量控制阀7，回注流量控制阀7内设置有可更换的陶瓷水嘴，通过更换通径不同的陶瓷水嘴可对回注流量进行控制。另一条支路作为回注流量控制阀7所在支路堵死时的备用支路，备用支路上设置有定压开关阀26。

所述的加药罐10的进口端和出口端各设置有一个设有计量截止阀9的支路，每个计量截止阀支路的末端各设置有一个管道快速接头。通过在两个管道快速接头之间临时连接流量计，可使回注水通过外接流量计，从而对回注计量表8进行校对和标定，避免因回注计量表8示数不准确而造成流量的误判。

所述的油水分离装置2、憋压控制阀组3、回注控制阀组11、加药罐10和回注计量表8的外部均设置有一伴热水套，各伴热水套串联，来自计量间的热水经过各伴热水套后掺入回油管线4。利用掺水管线4中的热水进行伴热，可有效防止冻堵。

所述的油水分离装置2包括保温外管13、外筒17、内筒18和分离器主体，保温外管13焊接在外筒17上，保温外管13与外筒17之间留有空隙，形成可通入伴热水的保温夹层，所述外筒17为上端敞口的筒状结构，敞口处通过法兰封堵，内筒18的下端焊接在外筒17内侧的底部，内筒18的上端通过另一个法兰封堵；

外筒17上设置有产出液入口，产出液入口通过产出液入口管27连至油水分离装置2外部，内筒18底部的侧面设置有用于连通内筒内外两侧的过液孔15，内筒18上端的侧面设置有油出口，油出口通过回油出口管28连通至油水分离器2的外部，内筒18内侧的底部设置有水出口，水出口通过回注水出口管14连通至油水分离器2的外部；

油井产出液在油水分离装置2内的流动路径为：油井产出液经过产出液入口管27进入外筒17和内筒18之间的空隙，然后通过内筒18下端的过液孔15进入内筒18内部，继而与分离器主体接触，产出液经过分离器主体的分离作用后分成油和水，油从所述的回油出口管28引出，水从所述的回注水出口管14引出。

所述的分离器主体包括一组摞起的片状滤网19，片状滤网19可采用聚四氟材料制成，也可采用其他耐腐蚀的非金属材料。采用滤网(滤芯)进行油水分离是现有技术中常见的技术手段，其工作原理在于：油水混合物经过滤网时，滤网可有效增加油水颗粒受撞击的次数，从而使油水更充分地分离。

该组片状滤网19的上下两端分别设置有上支撑板20和下支撑板16，上支撑板20和下支撑板16将所有的片状滤网19夹在中间，从而将片状滤网组固定在内筒18内。上支撑板20和下支撑板16均为孔板结构，以便液体通过。上支撑板20的下侧和下支撑板16的上侧均设置有与所述片状滤网19匹配的环形凸起，从而对片状滤网19进行定位，增强片状滤网组的安装可靠性。

本发明的一大创新点在于采用了形状特殊的滤网结构：

在本发明中，所述的片状滤网19的上侧设置有横截面为三角形的环形槽22，片状滤网19下侧的形状与片状滤网19上侧的形状相匹配。这种滤网结构的好处是，由下向上流动的油井产出液会更长时间地停留在片状滤网19的下侧，不会马上从两块片状滤网19之间的缝隙流出，而更长时间的停留意味着更多的油井产出液会流经更多的片状滤网19，从而有效提高油水分离率。需要说明的是，片状滤网19的结构可由支撑骨架和填充在内部的滤料组成，支撑骨架的形状即为片状滤网19的外部形状。按照所需形状制造出相应形状的支撑骨架结构在工艺上毫无难度，在此不再赘述。

相邻的两个片状滤网19之间通过方头螺钉23连接，方头螺钉23的头部为四棱柱结构，四棱柱的上端面上设置有与方头螺钉23下端的外螺纹匹配的螺纹孔24，片状滤网19的下侧设置有与所述方头螺钉23的头部匹配的方孔21。连接时，第一个方头螺钉23的头部插在一个片状滤网19底部的方孔21内且在方孔21内不能转动，另一个方头螺钉23由上侧穿过该片状滤网19后通过螺纹连接在上述的第一个方头螺钉23头部的螺纹孔24内，从而将一个片状滤网19连接在另一个片状滤网19上。拧紧方头螺钉23时，方头螺钉23头部的相位要与片状滤网19上的方孔21对应，以便该方头螺钉23头部可插在其上方的片状滤网上19，从而防止方头螺钉23在使用过程中出现松动。

采用方头螺钉23连接各片状滤网19的好处是：即使其中某一个片状滤网19受冲蚀损坏，其他片状滤网19之间的间隙仍然可以保持不变，这不但可以防止片状滤网19松动，而且可保证片状滤网19之间的间隙不变(为了保证效果通常控制在0.25mm)，从而最大程度保证油水分离效果。

本发明可在采油井井口处将产出液即时在线进行初步油水分离，并将分离后的水重新回注到井下，实现同井注采，减少了输送至场站的无效产出液的液量，极大地降低了场站的油水分离工作量，达到了提高原油生产效率和节能降耗的目的。