專利名稱：一種模塊式井下三相分離裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于油田油井內裝于抽油泵下對油井產出液進行處理的固、 液、氣三相分離裝置，尤其是一種模塊式井下三相分離裝置。二、背景技術現有的井下分離裝置從分離介質的不同主要有氣液分離、固液分離以及固液氣三 相分離。在氣液分離方式方面主要有重力分離、旋流離心分離。在固液分離方式方面主要 有篩管分離和旋流離心分離。也有在固液氣分離時同時運用旋流離心分離、重力分離和篩 管分離。目前主要用于分離固相的篩管分離有激光割縫管分離、孔管分離以及繞絲篩管分 離，除固液分離外這些分離方式的分離效果已經有所進步但還都沒有使氣液分離效果得到 顯著提高。目前在井下對產出液進行處理裝置有物理方式處理與化學方式處理，物理方式 有強磁防蠟防垢器，防護效果有但防護距離短，且強磁材料有高溫退磁現象都會減低其效 果，化學處理方式有在防蠟防垢防腐裝置里充填化學防蠟阻垢及防腐化學藥劑，這種方式 有一定效果，但隨著這些化學藥劑的消耗與流失其防治效果會減弱而其保護時間也會縮 短，還有以犧牲陽極材料從而保護防護主體的陰極保護器主要是針對防腐蝕方面，而且保 護距離有限且自身消耗嚴重。三、發明內容本實用新型的主要目的在于提高氣液砂三相分離的性能。本實用新型的另一個目的在于提高油井防結蠟、防結垢以及防腐蝕的性能。目前在油田生產油井中有一部分油井產出液不同程度含氣有些還含有不同粒度 的沙粒，這直接導致抽油泵的充滿程度不夠致使抽油泵的泵效偏低最終導致單井的產液量 偏低，同時還導致抽油泵的工作環境變得更為惡劣而使抽油泵柱塞及泵筒磨損、凡爾關閉 不嚴甚至于卡泵事故發生，盡管已經應用了許多類型的防氣裝置，但產出液夾帶氣泡析出 率低，且較大氣泡形成的斷塞氣阻現象還會造成氣液分離裝置的分離效率降低。油井產出液中普遍含有蠟質、浙青質、膠質以及成垢物質，這些物質在一定溫度、 壓力、飽和度下便會析出聚集、沉淀、結晶并長大形成油井結蠟、結垢和腐蝕，這會使產出液 通道變小，減少產液量還會增加采油的能耗更嚴重會堵塞油井及地面管網給油田正常生產 帶來危害。為有效解決采油生產中存在的上述技術問題本實用新型提供了一種模塊化設計 的油井產出液處理裝置，即一種模塊式井下三相分離裝置，該裝置由氣液分離模塊I、濾砂 篩管模塊II和防蠟防垢防腐蝕模塊III而成，安裝在抽油井的抽油泵下，對氣液與固體懸 浮物進行三相分離，對于提高氣液分離的性能的技術問題該實用新型是這樣實現的一種模塊式井下三相分離裝置，由氣液分離模塊I和濾砂篩管模塊II組成，所述 氣液分離模塊I由上接頭(1)、排氣孔08)、排氣孔腔(8)、排氣閥球(9)、排氣閥球座(10)、外管(2)、集氣腔(四)、中心管(3)、夾層管(4)、螺旋葉片(5)、夾層管堵頭(6)、下接頭(7) 構成，其中上接頭(1)與外管( 一端連接，外管O)另一端與下接頭(7)連接，在上接頭 ⑴內設有排氣孔腔(8)，在排氣孔腔⑶內設有排氣閥球(9)和排氣閥球座(10)，由排氣 孔腔(8)向上接頭(1)側圓周外開有排氣孔(觀)，中心管C3) —端與上接頭(1)內孔連接 并插置于外管O)內，排氣閥球座(9)底面開口位于上接頭(1)的下底面并在中心管(3) 與外管(2)之間，夾層管(4)套于中心管(3)外并置于外管O)內，夾層管(4)靠近上接頭 (1) 一端離上接頭(1)下端面之間留有一段距離，由上接頭(1)的下底面與夾層管(4)上端 面以及外管O)內中心管C3)外所構成呈環形空間狀的集氣室(四)，夾層管(4)下段外壁 上繞有螺旋葉片(5)，在螺旋葉片( 上與夾層管(4)外壁間開有均布的溢氣孔(11)，夾層 管(4)下端設有堵頭(6)，為減少較大氣泡形成的斷塞氣阻現象，在夾層管(4)外壁上段與 外管O)內壁之間設有由帶刃及尖刺狀的破泡體(17)，為更有效的解決較大氣泡形成的斷 塞氣阻現象，使產出液中所含的氣體最大限度的被分離出來，在中心管C3)外壁對應于夾 層管(4)上段內壁之間還設有由帶刃及尖刺狀破泡體0 組成的破泡組件。對于提高分離砂粒及固體懸浮物的性能的技術問題該實用新型是這樣實現的所 述濾砂篩管模塊II由上接頭(12)、濾砂管段(13)、下接頭(14)、尾管(15)、絲堵(16)構成， 其中下接頭(7)與上接頭(12)螺紋連接，上接頭(1 下端與濾砂篩管(1 上端連接，下 接頭(14)上端與濾砂篩管(1 下端連接，下接頭(14)與尾管(1 上接頭連接，尾管(15) 下接頭與絲堵(16)連接，在油田編制采油工藝時一般會根據需要在濾砂篩管模塊II下連 接有尾管，尾管的下端螺紋連接有絲堵(16)，尾管(1 的作用主要用于儲存進入濾砂篩管 模塊II內沉淀下來的沙粒及固體懸浮物，濾砂篩管模塊II的濾砂管段的流體通道孔隙度 根據現場需要過濾沙粒及固體懸浮物粒度確定，大于這一孔隙度的沙粒及固體懸浮物都被 擋在濾砂篩管模塊II外，小于這一孔隙度的沙粒及固體懸浮物會隨著產出液進入濾砂篩 管模塊II內或沉淀于尾管(1 內或被產出液攜帶到地面管網。對于提高油井防蠟防垢防腐蝕的性能的技術問題該實用新型是這樣實現的在氣 液分離模塊I的下接頭(7)與濾砂篩管模塊II的上接頭(1 之間還連接有防蠟防垢防腐 蝕模塊III，防蠟防垢防腐蝕模塊III由上接頭(18)與外管(19)連接，外管(19)與下接頭 (20)連接，外管(19)內腔填充有由多孔的媒介合金組合而成的液體處理內核。模塊式井下三相分離裝置的氣液分離模塊I、防蠟防垢防腐蝕模塊III以及濾砂篩 管模塊II有機的結合在一起，其中氣液分離模塊I設有強制破泡系統能夠減少較大氣泡形成 的斷塞氣阻現象，使產出液中所含的氣體最大限度的被分離出來，減少進入抽油泵的氣體，提 高抽油泵的泵效，與此同時通過防蠟防垢防腐模塊III對產出液的處理使該裝置所釋放出大 量電子與蠟、垢或不混溶成分液體分子結合，使蠟、垢或其它液體分子表面帶相同的電荷而相 互排斥，改變這些流體的物理特性，使這些液體中的蠟、垢在傳輸過程中不易凝結在管壁上， 濾砂篩管模塊II能夠擋掉需要分離的沙粒及固體懸浮物從而改善氣防蠟防垢防腐蝕模塊 III、氣液分離模塊I以及抽油泵的工作環境，模塊式井下三相分離裝置的有效可靠工作能夠 減少蠟垢及腐蝕的防治成本及防砂成本延長檢泵周期提高油井產量及經濟效益。
附圖1是本實用新型的現有技術結構剖示圖；[0014]附圖2是本實用新型的帶一套破泡體整體結構剖示圖；附圖3是本實用新型的帶二套破泡體整體結構剖示圖；附圖4是本實用新型的旋流結構局部立體示圖；附圖5是本實用新型氣液分離模塊I第一個具體實施例的破泡體結構局部立體示 圖；附圖6是本實用新型氣液分離模塊I第二個具體實施例的破泡體結構局部立體示 圖；附圖7是本實用新型防蠟防垢防腐模塊III第一個具體實施例的結構剖示圖；附圖8是本實用新型防蠟防垢防腐模塊III第二個具體實施例的結構剖示圖；附圖9是本實用新型防蠟防垢防腐模塊III第三個具體實施例的結構剖示圖；五、具體實施例由于本實用新型由氣液分離模塊I、防蠟防垢防腐蝕模塊III以及濾砂篩管模塊 II而成，
以下結合附圖對于氣液分離模塊I和防蠟防垢防腐蝕模塊III的具體實施例作出 說明。本實用新型的氣液分離模塊I的第一個實施例，附圖5它表示了該實施例中帶刃 及尖刺狀破泡體的具體結構。上接頭1與外管2 —端為螺紋連接，外管2另一端與下接頭 7螺紋連接，在上接頭1內設有4個的排氣孔腔8，在排氣孔腔8內設有排氣閥球9和排氣 閥球座10，由排氣孔腔8向上接頭1外側圓周開有排氣孔28，中心管3 —端與上接頭1內 孔螺紋連接并插置于外管2內，排氣閥球座10底面開口位于上接頭1下底面同時在中心管 3與外管2之間，夾層管4套于中心管3外同時置于外管2內，夾層管4靠近上接頭1 一端 離上接頭1下端面之間留有一段距離，由上接頭1下底面與夾層管上4端面以及外管2內 中心管3外所構成呈環形空間狀的集氣室四，夾層管4下段外壁上繞焊有螺旋葉5片，在螺 旋葉片5上與夾層管4外壁間開有均布的溢氣孔11，夾層管4下端螺紋連接有堵頭6，為減 少較大氣泡形成的斷塞氣阻現象，在外管2內將夾層管4外壁上段加工成由帶刃及尖刺狀 破泡單體沈構成的破泡體17，為更有效的解決較大氣泡形成的斷塞氣阻現象，使產出液中 所含的氣體最大限度的被分離出來，將氣液分離模塊I的中心管3外壁對應于夾層管4上 段內壁部分加工成由帶刃及尖刺狀的破泡單體26構成的破泡體22。本實用新型的氣液分離模塊I的第二個實施例，附圖6它表示了該實施例中帶刃 及尖刺狀的破泡單元組成的破泡組件的具體結構。與第一個實施例不同的是該實施例中破 泡體17與破泡體22是由多個基礎單元27疊加構成，構成破泡體17的基礎單元27的外徑 小于外管2內徑，基礎單元27的內徑大于夾層管4的外徑并套于夾層管4上段，構成破泡 體22的基礎單元27的外徑小于夾層管4內徑，基礎單元27的內徑大于中心管3的外徑并 套于中心管3上段。本實用新型的防蠟防垢防腐模塊III的第一個實施例，附圖7它表示了該實施例 中防蠟防垢防腐模塊III的具體結構。該模塊由上接頭18與外管19螺紋連接、外管19與 下接頭20螺紋連接、外管19內腔填充有多個多孔的媒介合金單元23組合而成的液體處理 內核，每對多孔的媒介合金單元23之間彼此用不銹鋼隔環M隔開。本實用新型的防蠟防垢防腐模塊III的第二個實施例，附圖8它表示了該實施例中防蠟防垢防腐模塊III的具體結構。與第一個實施例不同的是除了充填有多孔的媒介合 金單元23還充填有多孔的鑄鋁單元21且其中含有媒介合金以及石英顆粒這兩種物質，鑄 鋁單元21為圓柱體短節，其軸向方向有通孔，通孔一端的直徑大于另一端且圓柱體上下兩 個端面均向中心凹陷一定距離形成圓形沿邊，多孔的媒介合金單元23與鑄鋁單元21交錯 疊放于防蠟防垢防腐蝕模塊外管19內腔。 本實用新型的防蠟防垢防腐模塊的第三個實施例，附圖9它表示了該實施例中防 蠟防垢防腐模塊的具體結構。與第一個實施例和第二個實施例不同的是外管19內腔的液 體處理內核是由媒介合金材料制成的杯狀結構，杯底朝向下接頭20，杯口與上接頭18內孔 螺紋連接，在杯體30四周開有液流通道25，產出液經由下接頭20內孔進入防蠟防垢防腐模 塊III內腔與杯狀液體處理內核形成的環形空間，再經由液體處理內核杯體30四周的液流 通道25進入杯內再經由上接頭18內孔流出防蠟防垢防腐蝕模塊III向上進入氣液分離模 塊I。
權利要求1.一種模塊式井下三相分離裝置，由氣液分離模塊I和濾砂篩管模塊II組成，所述氣 液分離模塊I由上接頭(1)、排氣孔08)、排氣孔腔(8)、排氣閥球(9)、排氣閥球座(10)、外 管(2)、集氣腔(四)、中心管(3)、夾層管(4)、螺旋葉片(5)、夾層管堵頭(6)、下接頭(7)構 成，其中上接頭(1)與外管( 一端連接，外管( 另一端與下接頭(7)連接，在上接頭(1) 內設有排氣孔腔(8)，在排氣孔腔⑶內設有排氣閥球(9)和排氣閥球座(10)，由排氣孔腔 (8)向上接頭(1)側圓周外開有排氣孔(觀)，中心管C3) —端與上接頭(1)內孔連接并插 置于外管O)內，排氣閥球座(9)底面開口位于上接頭(1)的下底面并在中心管(3)與外 管(2)之間，夾層管(4)套于中心管(3)外并置于外管O)內，夾層管(4)靠近上接頭(1) 一端離上接頭(1)下端面之間留有一段距離，由上接頭(1)的下底面與夾層管(4)上端面 以及外管O)內中心管C3)外所構成呈環形空間狀的集氣室(四)，夾層管(4)下段外壁上 繞有螺旋葉片(5)，在螺旋葉片( 上與夾層管(4)外壁間開有均布的溢氣孔(11)，夾層管 (4)下端設有堵頭(6)；所述濾砂篩管模塊II由上接頭(12)、濾砂管段(13)、下接頭(14)、 尾管(15)、絲堵(16)構成，其中下接頭(7)與上接頭(1 螺紋連接，上接頭(1 下端與 濾砂篩管(1 上端連接，下接頭(14)上端與濾砂篩管(1 下端連接，下接頭(14)與尾管 (15)上接頭連接，尾管(1 下接頭與絲堵(16)連接，其特征在于在夾層管(4)外壁上段 與外管O)內壁之間設有由帶刃及尖刺狀的破泡體(17)。
2.根據權利要求1所述的一種模塊式井下三相分離裝置，其特征在于在中心管(3) 與夾層管(4)之間還設有一套由帶刃及尖刺狀的破泡體02)。
3.根據權利要求1或2所述的一種模塊式井下三相分離裝置，其特征在于在氣液分 離模塊I的下接頭(7)與濾砂篩管模塊II的上接頭(1 之間還連接有防蠟防垢防腐蝕模 塊III，防蠟防垢防腐蝕模塊III由上接頭(18)與外管(19)連接，外管(19)與下接頭(20) 連接，外管(19)內腔填充有由多孔的媒介合金組合而成的液體處理內核。
專利摘要本實用新型涉及一種用于油田油井產出液處理的裝置，是一種基于模塊化設計可靠的多功能的一種模塊式井下三相分離裝置，由氣液分離模塊I、濾砂篩管模塊II和防蠟防垢防腐蝕模塊III組成。該裝置的破泡系統與濾砂系統能夠對產出液進行固、液、氣三相分離，而該裝置的防蠟防垢防腐蝕模塊可以對產出液進行處理后以實現緩解該裝置乃至該裝置以上整個油管、抽油桿及抽油泵的腐蝕、結垢、結蠟；該裝置既能增加泵效以提高油井產量又能減少油井在結蠟結垢以及腐蝕方面的防治成本延長檢泵周期提高生產效益。
文檔編號E21B37/06GK201826827SQ20102053882
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月25日 優先權日2010年9月25日
發明者張兵 申請人:張兵