井下油水分离器及分离系统技术方案

本实用新型专利技术为一种井下油水分离器，包括分离器进液口、限流管路和摩阻管路，限流管路的下端与分离器进液口连通，限流管路的上端形成限流管路出口；限流管路的内部形成供液体流动的过流通道，过流通道包括多个交替设置的大截面段和小截面段，大截面段的过流面积大于小截面段的过流面积；摩阻管路的下端与分离器进液口连通，摩阻管路的上端形成摩阻管路出口；摩阻管路内部的过流面积均相同；摩阻管路与限流管路并列设置，摩阻管路的长度大于限流管路的长度。本实用新型专利技术还提供了一种分离系统，包括顶部封隔器、筛管、隔离封隔器和油水分离管柱。本实用新型专利技术能使不同类型的流体沿不同的管路流动，调整井下采出液的流量和含水率，分离效率高，处理量大。

【技术实现步骤摘要】

本技术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。
技术介绍
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。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。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。由此，本专利技术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。
技术实现思路
本技术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。本技术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：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；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；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。在本技术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。在本技术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。在本技术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。本技术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；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。在本技术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泵。在本技术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泵。在本技术的一较佳实施方式中，所述上部灌装泵与所述井下油水分离器之间设有封隔器。在本技术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。在本技术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；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。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。附图说明以下附图仅旨在于对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。其中：图1：为本技术井下油水分离器的结构示意图。图2：为本技术井下油水分离系统的结构示意图。1.上部罐装泵，2.封隔器，3.井下油水分离器，31.分离器进液口，4.下部罐装泵，5.油管，6.顶部封隔器，7.筛管，8.隔离封隔器，9.插入密封装置，10.带孔管，11.限流管路，111.限流管路入口，112.限流管路出口，12.摩阻管路，121.摩阻管路入口，122.摩阻管路出口，131.大直径钢管，132.小直径钢管，133.直管段，14.弯曲管段，A.产出液流入通道，B.富油液体举升通道，C.低含油液体回注通道，W.注水层，P.产液层。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式。实施例一如图1所示，本技术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。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，具有相同压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下油水分离器，其特征在于，所述井下油水分离器包括：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；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；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。

【技术特征摘要】
1.一种井下油水分离器，其特征在于，所述井下油水分离器包括：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；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；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。2.如权利要求1所述的井下油水分离器，其特征在于，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。3.如权利要求2所述的井下油水分离器，其特征在于，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。4.如权利要求1或2或3所述的井下油水分离器，其特征在于，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。5.采用权利要求1至4中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪志明，王小秋，曾泉树，赵振宇，赵岩龙，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11